非正交模的广义耦合模理论

本文对无耗波导结构提出了非正交模的广义耦合模理论.如果该多波导结构沿波导轴是均匀的,则非正交模的适当组合将形成该多波导系统的正交本征模系;如果该系统沿波导轴是缓变参数的,则上述组合形成一组正交的本地耦合模方程组。最后对两个模耦合情况作了应用举例。     

光波导耦合等效电流理论分析栅状耦合器

本文用文献[1,2]中等效电流理论,推导出矩形与三角形栅状耦合器的计算公式。公式较过去便于计算,表示形式简练,而且也可由公式直接估计耦合器特性。文中的推导更证实光波导等效电流理论对解决光波导耦合问题是很有用的。     

分离折叠波导慢波线的理论分析与实验研究

本文提出了一种多波导传输线模型,用以分析分离折叠波导慢波线,用场论方法分析了多波导系统,导出了它的特性导纳,进而推导了以此导纳函数描述的色散方程,并对输入阻抗与耦合阻抗进行了分析。相应于慢波线每一主要尺寸的改变,就色散与阻抗进行了计算,色散特性理论与实验值吻合较好,其差别在最低通带内一般小于5％,在正常工作频率范围内则不超过1％。     

Hamilton体系辛半解析法及在非均匀电磁波导中的应用

力学中的Hamilton体系需用对偶变量来描述,而电磁场正好有电场和磁场这一对对偶变量．尝试将力学中的Hamilton体系理论应用于电磁波导的分析,以横向电场和磁场作为对偶变量,将电磁波导的基本方程导向辛几何的形式．基于Hamilton变分原理, 导出横向离散的半解析系统方程, 保持体系的辛结构．以非均匀波导为例, 求解了方程的辛本征值问题, 计算结果与解析解相当吻合．     

集成光波导本征模的变分分析及其应用

导出了钛扩散LiNbO₃光波导中本征模传播常数的迭代变分表达式,给出了适合条波导任意阶导模场分布的试探解和两种平行耦合光波导对称与非对称模场分布的试探解,采用变分法可方便且快速地求出了试探解中的待定常数,计算的结果与具有较高精度的有限元法的结果相吻合.将变分法得到的结果应用于有效折射率方法的精确性的分析中,发现有效折射率方法对基模具有较高的精度,对深度方向的高阶模精度较差.     

压弯耦合对各向异性叠层板稳定特性的影响

本文用动态松弛法(DRM)研究了压弯耦合对承受均匀单轴压力作用的非对称叠层复合材料圆柱微曲板在加载和卸载过程中的非线性稳定特性的影响。给出了S4S4和S4S2边界条件下十字叠层平板和曲板的数值计算结果。计算结果表明,耦合系数的绝对值和符号对板的稳定特性的影响是显着的。     

电子迴旋谐振受激放射的动力学理论

本文从伏拉索夫-麦克斯威方程出发,并利用导波场方程,求得波导电子迥旋谐振受激放射的普遍方程.文中导出了波导系统中局部场展开的普遍形式,给出了几种重要系统的具体展开式;求得了圆柱波导和同轴波导中任意模式和任意次迥旋谐波的互作用色散方程,并进行了较详细的讨论,本文所得结果为计算波导电子迥旋脉塞(迥旋管)提供了较普遍的理论基础。     

可见光域Ti:LiNbO3质子交换光波导型偏振器

在可见光域632.8 nm光波段,首次研制出Ti∶LiNbO₃质子交换光波导型偏振器.同时,给出了波导型偏振器参数测试装置.在理论上,利用物理光学和波导色散理论分析与计算了这种偏振器的消光比,分析了影响器件性能的各种因素.理论计算与实验结果符合良好.     

宽带H面波导结环行器电磁场严格理论

本文分析加有金属台阶的部分高度铁氧体宽带H面波导结环行器。本文采用场匹配法求解,给出了展开铁氧体内电磁场的特征模式族,除了以前文献给出的体内模外,本文还给出了表面模式。在分析中,应用了这两类模式。为了简化结与波导的匹配,本文采用电磁场解与对称网络散射矩阵本征值理论和传输线理论相结合的方法进行求解。在8mm频段,得到了19％的20dB隔离度带宽的计算结果,理论和实验吻合较好。计算结果显示出n=2 Chebyshev响应特性。     

新型显示薄膜喷墨打印技术的数学建模与分析

本文将新型显示薄膜喷墨打印技术的关键工艺过程“喷墨打印-干燥/烘烤成膜”中多组分聚合物溶液在压电作用下从喷管内喷出均匀液滴、液滴在基板上着床并融合成均匀的液体薄膜、液体薄膜经过蒸发留下溶质(如有机发光二极管OLED (organic light-emitting diode))形成均匀显示薄膜的3个核心科学问题,在数学上提炼为多组分聚合物流体带移动接触线和动态接触角以及带有蒸发条件的固-液-气多相耦合的自由界面问题.本文首先对这些问题的Newton流的数学模型进行热力学自洽的系统综述和完善,然后对包含相分离、溶剂蒸发和非Newton黏弹性等多物理现象的同类自由界面问题进行成体系的数学建模,对模型的理论分析和数值模拟提出一些研究思路.本文希望通过解决这些数学问题突破新型显示薄膜喷墨打印工艺的关键技术瓶颈,提高打印的良品率,推进产业化,促进数学在解决国家重大需求难题中的应用.本文以新型显示薄膜喷墨打印技术核心科学问题为背景,给数学工作者提出了一些新的重要的数学问题,同时也为相关材料科学家提供了可行的数学方案,为双方搭起了良好的沟通桥梁.     

用网络-边界元法求解波导内任意不连续性问题

本文提出了一种将网络方法与电磁场数值解法相结合的新算法。用以直接计算波导内不连续性的广义网络参数。它适用于波导内任意形状的不连续性,包括含有多种介质、多口、多模的结构,它的收敛速度快、计算量小,可以广泛用于微波毫米波电路的计算机辅助设计中。     

亳米波波导窄壁E面槽定向耦合器的研究

本文提出了一种新型的毫米波波导窄壁E面槽定向耦合器及其优化设计方法。耦合区由一系列敷在介质基片上的双侧E面槽构成,可用光刻技术制作。优化设计基于修正的广义传输参量,考虑了膜片的厚度效应和耦合区相邻不连续性间的高次模相互作用。给出了Ka波段3dB定向耦合器的优化设计结果,研制了相应的实验样品。     

波导中E面高Q fin-line不连续的理论分析和计算

本文根据界面场分量匹配原理,应用变分方法分析了波导中召面插入高 Q finline三维结构的不连续问题,导出了归一化导纳公式,计算了T型等效网络参数,得到了几组曲线,可供设计滤波器时应用。文中还给出了一个滤波器的实验结果,与理论计算值相比,基本一致。     

基于遗传算法的岩体参数辨识研究

目前,对于岩体流固耦合分析研究已经很多,而耦合分析常常受困于计算参数的取值,因此对两场耦合模型中的计算参数反演分析是非常必要的.根据实测的水头、位移资料,利用遗传算法,建立了等效连续岩体渗流场与应力场耦合计算参数辨识模型.并对某算例在库水位下降情况下,以渗流场与应力场耦合正分析计算结果作为"实测值",进行两场耦合参数辨识分析.从参数辨识的结果来看,验证了所提出的思路、方法以及程序的正确性和可行性.两场耦合计算参数进行反演分.析,对于两场耦合模型的建立和计算结果的可靠性是非常有意义的.     

无结构网格有限体积方法及在热对流中的应用研究

首次将无结构三角网格的有限体积方法和压强连接半隐式算法相结合 ,用于求解非平行壁管道中的热对流问题 .并由此分析了化学汽相淀积薄膜生长的均匀性问题 .计算结果对于分析一类管道中热和动量输运现象均有普遍指导意义     

电子注与波导谐振腔不共轴时电子回旋脉塞

本文给出电子注与波导谐振腔不共轴时电子回旋脉塞的动力学理论.求得了脉塞的色散方程和此种情况下回旋单腔管起振电流及频率偏移的公式,还给出了数值计算的结果.结果表明,电子注的偏心对回旋管有严重的影响。     

磁化非均匀等离子体的圆柱波导中的横电波

本文研究了有外加纵向磁场时,非均匀等离子体圆柱波导中的横电波,得到了把超几何级数进行截断而形成多项式所表出的横电波的解析解,并求出了横电波的本征频率。     

环圈结构理论

本文在圈场概念的基础上,建立了环圈结构的场论解。文中证明了此种结构的基本特性,求得了色散方程和耦合阻抗比值的表示式。定义了一个参量ζ用来讨论系统对(1,-1)次返波的抑制能力,同时也讨论了场分布和环厚度的影响,给出了圈等效阻抗的计算。 本文研究的是具有外屏蔽筒和均匀介质填充的普遍情况。由于环杆线可看作为环圈结构的特例,所以又给出了具有外屏蔽筒和均匀介质填充的环杆线的场论计算。文中还给出了环圈结构的另一种解法——等效多根导体传输线模型,并求得了色散方程和耦合阻抗方程。     

复杂边值问题的解

本文利用文献[1]的方法提出和取截面边界尺寸上、下限几何平均值方法,把复杂边值问题精确地处理为比较规则图形的边值问题,再通过保角变换,准确地变为均匀场分布的规则图形边值问题,从而得到精确解。文中以具有复杂截面边界的、平行板一内圆柱耦合传输线为例,具体阐述本文方法及其运用,得到了该种耦合传输线电容和特性阻抗的计算公式。并发现偶模电容随s/b变化时,出现极值。通过计算值与有关文献的数值比较和理论分析,证实其准确性。文末还给出了该种耦合传输线特性阻抗的数值,供设计使用。     

光波导研究的最陡下降逼近理论

本文应用最陡下降逼近方法,发展了一套计算波导本征值和本征函数的新方法.该方法既能避免微扰法对于参考模式的无限求和,又能逐级迭代计算逼近体系精确的本征值与本征函数,以较少的计算工作量使模场分布与传播常数的计算达到很高的精度.