基于Wiener展开近场辐射换热计算方法

本文在频域有限差分(FDFD)方法基础上,结合维纳混沌展开(WCE)和傅里叶变换的思想,简化控制方程,减少了计算量。计算了金薄膜与金薄膜、SiC薄膜与金纳米线阵列间的近场辐射换热,表明简化后的控制方程截断误差在可接受范围之内,SiC薄膜与金纳米线阵列间表面波的激发大大增强了辐射换热.     

超短脉冲在光学介质中传输的B积分特性

 从非线性薛定谔方程出发,利用分步傅里叶算法对其进行求解,数值模拟了在超短脉冲激光系统中几种光学介质中的B积分传输规律,并对其特性进行了简要分析。数值计算结果表明,初始脉冲的输入光强与光学介质的增益系数的增大会使B积分值增加。脉冲形状对B积分值有一定影响,与飞秒高斯脉冲比较,当输入为ps级的啁啾脉冲时,B积分较小。针对所选计算模型,适当的群速色散与高阶色散可以减小B积分值。这对超短脉冲放大系统的设计有参考意义。     

基于改进Phong模型的天基光学观测GEO目标姿态估计方法

针对于缺少基于天基光学观测的空间目标姿态估计的问题,提出将无味卡尔曼滤波应用于基于天基光学观测的地球同步轨道目标姿态估计中.以光学横截面积代替星等作为观测量,提高观测方程的线性化水平,实现观测方程的简化;同时建立基于改进Phong模型的光学横截面积观测模型,在提高观测方程描述能力的同时,以角度作为模型的输入,极大地简化了计算,增强了实时性.最后,以贴敷聚酰亚胺薄膜及朗伯体材质的长方体为例,对比分析了姿态估计情况,验证了所提方法的有效性;并进一步对正六棱柱、正八棱柱进行了姿态估计.     

用光学透射谱分析薄膜光学参量的一种简易方法

基于经典的色散理论建立的单振子光谱分析模型,通过理论推导,借助计算机辅助处理,提出了一种比较简捷直观的只利用垂直透射光谱对薄膜光谱进行分析的方法.利用这种方法分析了直流溅射制备的ZnO薄膜的透射光谱,计算出了薄膜在透明振荡区的折射率色散关系以及厚度等参量,并对分析方法给出了验证.     

消像差光栅展宽器中色散量的矩阵分析

在ABCD矩阵基础上,通过引入角度色散项获得了可以方便描述色散系统的3×3阶矩阵方程.利用这种矩阵方程计算了消像差光栅展宽器中的二阶色散量,得到的结果与由常规积分法获得的结果相同,表明采用矩阵方程计算色散系统色散量具有简单方便,包含信息量大,可适用于任意结构色散系统等特点.     

量子点薄膜结构光子晶体光纤色散及损耗特性分析

利用频域有限差分法,应用各项异性完全匹配层,设计了不同结构的含CdS量子点薄膜的光子晶体光纤,通过求解麦克斯韦方程得到了相应的波导模本征方程,进而得到一个复数形式的传播常数和波导模有效折射率,并在此基础上分析了所设计光纤的色散及损耗特性.分析结果表明,含CdS量子点薄膜结构光子晶体光纤存在基模;增大孔间距和增大量子点薄膜厚度,零色散波长与最小损耗波长均发生红移;选择较小孔间距、较薄量子点薄膜结构和合适的光波长,会有效减小损耗.     

计算多层膜电场分布的新矩阵方法

引入一种新的薄膜特征矩阵,用以计算多层膜中的电场分布,得到了TE和TM波电场的简单表达式。计算并绘制了薄膜偏振器和感应反射滤光片的内部电场分布曲线。应用新的薄膜特征矩阵,也可以很容易推导出多层膜的表面等离子激光波的色散关系。     

8 mm回旋行波管和返波管的三折螺旋波纹波导色散分析

 三折螺旋波纹波导使TE11模和TE21模相互耦合，其色散曲线能够在宽频带内与电子回旋共振，因此需要对色散方程进行研究。提出了适合工程实用的行波模式和返波模式的色散方程，并对方程中的耦合系数进行了简化，误差在1%左右。利用CST软件的VBA语言对螺旋波纹波导进行建模和计算，根据模拟得到的传输特性曲线的特点，提出一种模拟方法，将模拟与理论计算得到的色散曲线作对比，误差在5%左右。     

外压条件下TaN及Ta-Si-N结构相变的第一性原理研究

利用基于第一性原理密度泛函理论的赝势平面波方法,对TaN、Ta-Si-N的B1型(NaCl)和B2型(CsCl)复合结构在压力下的的力学常数、体积-能量关系、焓-压关系以及声子色散关系图进行了计算和研究,并分析了他们的相对稳定性.根据计算结果,推断在90—110 GPa左右压力时,TaN薄膜将会发生由B1型向B2型的相变,且材料脆性增加;当压力在190—200GPa的范围内,Ta-Si-N薄膜也将发生B1→B2型的结构转变,由延展性材料压变为脆性材料.     

MathCAD在椭圆偏振仪测定薄膜光学常数中的应用

薄膜光学常数决定薄膜的光学性能。通过对椭圆偏振仪测试原理的分析,得到求解薄膜光学常数超越方程的数值算法简化公式,并利用MathCAD的“Solve Block”模块开发了基于Windows系统的椭圆偏振测量薄膜光学常数的计算程序,该程序可用于单层有吸收薄膜或无吸收薄膜折射率和厚度的计算。实际应用结果表明,该计算具有数值准确、精度高、运算速度快、适应性好,对系统无特殊要求等优点,可用于薄膜制备过程的在线检测。     

铁磁薄膜中非线性静磁表面波的传播

本文用微扰理论导出了横向磁化条件下铁磁薄膜中非线性静磁表面波满足的运动方程和它的解析解。获得非线性色散关系,揭示了传播功率致使静磁表面波频带压缩。研究了群色散和非线性频移随频率和薄膜厚度的变化规律。证明了横向磁化时非线性MSSW不能以静磁孤子的形式存在。 关键词：     

超短光脉冲在光纤中传输计算机模拟计算的研究

本文提出了一种研究超短光脉冲在介质中传输特性的简单的计算机计算方法.用该方法得到了正色散光纤中的频率调制、频谱加宽和方波自成形,以及负色散光纤中的一、二、三阶孤子传输.其数值计算结果与解非线性薛定谔方程的数值结果完全一致.     

二氧化钒薄膜的变温红外光学特性研究

基于二氧化钒在约68℃出现的半导体到金属的可逆相变,伴随有电学和光学特性的改变。因为相变机制的复杂性,很难从理论上推导出相变前后光学常数随波长和温度变化的解析表达式。研究了二氧化钒薄膜的折射率和消光系数的色散规律,借助于Sellmeier色散模型通过数值拟合,得出了二氧化钒变温的光学常数色散表达式。通过薄膜矩阵理论计算,获得了在不同温度和波长条件下的薄膜光学透射率和反射率。采用磁控溅射方法分别在玻璃、蓝宝石和二氧化硅衬底上制备了不同厚度的二氧化钒薄膜,测量了这些薄膜的光学透射率和反射率,结果表明,实验曲线与计算模拟曲线符合得很好。     

金属氧化物薄膜在中波红外光谱区内光学常数色散特性

基于金属氧化物薄膜材料在中波红外波段应用的需求,研究了含水状态的TiO2、HfO2、Ta2O5和Y2O34种金属氧化物薄膜在中波红外波段内(2.5~5μm)光学常数的色散特性。利用电子束蒸发沉积技术,在超光滑的硅表面制备了4种氧化物薄膜,基于洛仑兹振子介电常数色散模型,通过透射率光谱反演计算了4种氧化物薄膜的光学常数。研究结果表明:4种氧化物均有少量的水分子、羟基,水含量从少到多的薄膜依次为TiO2、HfO2、Ta2O5和Y2O3,在远离水吸收的位置,消光系数从小到大的薄膜分别为TiO2、HfO2、Ta2O5和Y2O3;在电子束蒸发沉积工艺条件下,为了降低水的影响,TiO2和HfO2是中红外波段较为理想的金属氧化物薄膜材料。     

空芯光纤中介质层材料色散的研究

提出一种根据实验测量的损耗谱曲线,通过曲线拟合等方法获得空芯光纤巾介质层薄膜材料色散性质的方法,并使用此方法得到了数种空芯光纤中常用的介质层材料在可见光与近红外Ⅸ域的色散柯西公式.将得列的介质层材料色散引入到空芯光纤传输损耗谱的理论计算中之后,相对于小考虑材料色散或者使用文献中提供的色散数据进行计算的结果,理论计算结果能更好地符合实验测量结果,从而能够在理论上更加准确地预估空芯光纤在可见光与近红外区域的低损耗窗口的位置.所获得的材料色散柯西公式对于空芯光纤的高性能化没计有重要的辅助作用.     

单模光纤色散的解析形式

根据波导标量解本征值方程及其递推关系,提出一种利用Gloge关系求解单模光纤中波导色散的理论方法,给出了色散的解析形式,通过分析归一化传输常数的近似解与精确解间的差别论证了这种解析法具有精确求解的计算精度,给出普通单模光纤（G．652）光纤色散的实验数据,并与计算的色散解析解曲线加以比较,二者达到极好的吻合,利用所得到的结果,分析了数值微分法和经验公式的计算精度。     

化学沉淀法制备硒化铅薄膜

采用化学沉淀的方法沉淀PbSe薄膜,分别加入缓冲剂联氨(方法A)和碘化钾(方法B)。对反应原理进行了分析,对制备过程进行了优化,分别制备出了高质量的PbSe薄膜。采用XRD、SEM、EDS以及红外光谱测试对所制备样品进行了分析。结果表明,两种方法制备均为PbSe多晶薄膜,方法A制备薄膜结晶质量更好,择优生长方向明显;薄膜颗粒度、表面粗糙度都小于方法B;两种薄膜的Pb元素与Se元素比例接近化学计量比,方法B含有少量I元素;两种方法制备样品的吸收边相对带边跃迁都发生蓝移。     

高阶色散效应常系数Ginzburg-Landau方程自相似脉冲演化的解析分析

采用自相似分析方法,基于常系数高阶色散的Ginzburg-Landau方程,通过分离变量法得出了高阶色散效应自相似脉冲演化的解析解,给出了自相似脉冲的振幅、相位、啁啾以及脉冲宽度的一般表达式.研究表明,在增益光纤的二阶正常色散区域,同时考虑高阶色散和增益色散双重效应影响下演化的自相似孤子脉冲仍然保持线性啁啾;振幅解析解的三阶色散效应显著.这与数值计算的结果非常一致. 关键词： 三阶色散 Ginzburg-Landau方程 自相似脉冲 二阶正常色散     

光纤色散性能的微分迭代解法

将“双向迭代”、牛顿二次差商以及直接微分等分析手段有效地结合起来,形成一种被称为“微分迭代”的波导方程解析方法.该方法可根据任意光纤的剖面结构在计算机上精确模拟出光纤的能量场分布、波导色散、零色散波长和截止波长等参量.该解析法分别被用于三包层G.655光纤和五包层G.656光纤的波导分析,分析结果和实测值具有极好的一致性.     

光子晶体光纤的基模分析

简化了光子晶体光纤的模式计算公式，计算了六角晶格光子晶体光纤的色散关系，对不同空气柱半径的色散作了比较，发现随着空气柱半径的增加，模式折射率变小，波导模式色散的零色散点向长波方向移动。