弱波导光纤出射模在衍射远区的场分布

本文从理论上论证了弱波导光纤的出射光在衍射远区的场分布与光纤内部实际传输模的场分布具有相似的关系。根据我们的理论结果,远区衍射附瓣的峰值强度要比模斑主瓣的峰值小2～3个数量级,根据远区模斑来判定光纤内部的传输模式是可行的。     

电磁波的群速与能量传播速度

众所周知,在某些场合波的相速可能超过真空中光速C.典型的例子有波导管。其中电磁波的色散关系为式中为截止频率。由式(1)可得按相对论,任何物体或信号的速度不能超过C,否则将导致因果律的破坏.每当教学中遇到的场合,往往要作如下解说:相速不代表信号速度,群速才是波能或信号的传播速度.按式(1)有从而不与因果律冲突。 在色散介质中光的群速与相速之间有如下关系式中 为折射率。在介质的正常色散区;在反常色散区,且数值往往很大,这时不仅它还可能大于。群速超过真空中光速C!这又当如何解释?原来群速的概念只适用于吸收很少的透明波段,此时…     

锥形光纤模场直径极小值特征研究

模场直径是光纤波导基模的特征参量。单模光纤中的功率密度与模场直径成反比。随着光纤激光器单模输出功率的不断攀升,纤芯中的功率密度不断增加,过高的功率密度会使光纤波导产生光学损伤和热损伤。基于锥形光纤模场分布近似模型,研究发现不同参数的拉锥光纤模场直径最小值位置对应的归一化频点具有规律性。采用有限差分波束传播法（FD-BPM）对不同波长、不同数值孔径下纤芯直径和模场直径的对应关系进行模拟,结果表明:模场直径最小值位置在归一化频率1.8附近,与光纤参数和波长的选取没有直接关系。这个特征参数可为高功率激光在光纤中功率密度最大值位置的快速确定提供依据,也为光纤光学理论增加了新的内涵。     

同轴膜片加载圆波导相对论行波管注-波互作用线性理论研究

 从改善圆盘加载波导作为相对论行波管慢波结构的特性入手，加入同轴内导体，着重研究其小信号理论。利用场匹配法导出了“热”色散方程并计算求解，具体分析了系统的电子注参量及慢波结构几何尺寸对小信号增益及慢波相速的影响,为同轴圆盘加载相对论行波管的设计提供了理论基础。     

物质波在原子波导中传输时的波导衔接激发

物质波在原子波导中的传播特性是原子光学的重要研究课题之一.在原子光学集成化的设计中，将会遇到物质波从一段波导向另一段不同波导内的传输问题.由于不同波导的物理参数在衔接处的跳变，原子波的传输特性将在波导衔接处产生改变.研究了原子波在两段波导管衔接处的模式激发以及与此相关的物理现象.根据薛定谔方程，利用波导本征模式展开理论，分析了物质波的反射和激发与波导管特征参数以及物质波入射动量之间的关系，并给出了抑制处于基态模的物质波向高阶模式激发的条件. 关键词： 原子光学 原子波导 激发 模式截止     

慢光速研究的理论与实现

大学物理教学中有相速和群速的介绍, 但往往止步于对它们的定义和表达式推导. 如果此时适当地拓 展它们的应用, 会起到事半功倍的作用. 本文介绍慢光速研究的理论和实现途径, 目的: 一为教学提供有价值的案 例, 二为科普     

MATLAB数值计算辅助光纤光学实验教学

光波导理论是光纤光学实验的指导理论,其内容抽象难懂,学生难以理解不同参数下光波导模式特征。本文应用MATLAB强大的图像处理与数值计算功能,通过编程模拟光波导模式特征图样,提高学生对光波导相关知识的认知水平,指导光纤光学实验教学,并提高教学效率。     

局域波导模展开方法求解梯度型折射率光纤

将阶跃折射率光纤作为一个理想波导,以这个理想波导纤芯一包层的界面为界将横向平面分成两个区域,然后用局域波导模展开方法以及耦会波理论计算了梯度折射率光纤模式场和传播常数.     

电磁波速度可以大于光速c吗?

我们都知道狭义相对论有任何物体的运动速度小于c的结论,(本文中把真空中的光速简写为c),根据因果关系不能颠倒的要求,狭义相对论又有任何信号传输速度不大于c的结论。我们还知道电磁波在真空中速度为c,在介质中速度为c/n,而n>1,电磁波可以传输信号,能否得出结论:电磁波速度不能大于c呢?本文将通过对波速的讨论,论证在两种情况下,电磁波的相速可以大于c,但是电磁波传输信号的速度仍不大于c。 一、相速和群速 许多光学书上都有相速和群速的讨论,因此,我们只简单地叙述与本文有关的内容。 园频率为。,波长为A;波数为七一2。/几,振幅为人,沿X…     

电光聚合物波导中的锥形结构

提出并设计了一种基于电光聚合物的锥形波导,可用于单模光纤与电光聚合物波导器件之间的连接.锥形波导中采用了宽度锥形和折射率锥形结构.宽度锥形采用劈形形状,通过宽度和折射率的缓慢变化实现模场转换.劈形形状的宽度锥形具有较小的损耗且易于制作,折射率锥形可采用灰度掩膜光刻技术制作.研究了锥形波导的传输损耗与锥形波导的长度、波导宽度和厚度、材料吸收损耗等参数的关系及其优化,分析了锥形波导中的功率传输、模场分布与模式转换效率.结果显示锥形波导的传输损耗小于0.37 dB,光纤-波导-光纤的连接损耗优于1.62 dB,对插入损耗的改善达到8.78 dB,模场转换效率达到了83.7%.     

用光学记录速度干涉仪测量自由面速度

 建立了一套光学记录速度干涉仪系统(ORVIS)，用于测量强激光产生的冲击波状态方程中的自由面速度。该光学记录速度干涉仪系统的时间分辨率为179 ps，可以测量自由面速度随时间变化的整个过程。在天光KrF高功率准分子激光装置上进行激光打靶实验，激光波长248.4 nm，脉冲宽度25 ns，最大输出能量158 J。在激光功率密度为6.24×10¹¹W·cm^-2的条件下，测得厚20 μm铁膜的自由面速度可达3.86 km/s；在激光功率密度为7.28×10¹¹W·cm^-2条件下，100 μm铝膜（靶前有100 μm的CH膜作为烧蚀层）的自由面速度可以达到2.87 km/s。     

超声波在液体中相速与群速的测量

简要叙述了相速与群速的定义,并用实验测量了超声波在不同液体中的相速与群速.     

Solar-wind velocity decreases

Summary Considering the solar-wind plasma as fully ionized, electrically neutral and radially expanding spherically symmetric, we solve the equations of mass and energy conservation. The plasma under consideration is assumed as one-fluid and its parameters are estimated according to the measured data at 1 AU during the period of the observed very low temperatures. In this way, we could obtain an analytical relation between the temperature and the velocity of the solar-wind plasma. Solar-wind velocity and temperature observations, made aboard the Vela 5, 6 and IMP 6 satellites during the period August 1969–May 1974, suggest that on the average a solar-wind velocity decrease correlates with a proton and electron temperature depression. This depression could possibly originate from the expansion of the solar wind between a fast-moving plasma stream and a following slower one. The above correlation of data, which is also in accordance with the conservation of energy in the solar wind, is compared with the analytically derived relation. It seems, at least within the limits of errors, that the theoretical relation fits the experimental observations. Consequently, we could propose that the observed very low temperatures in the solar wind may be due to the fact that the temperature decrease of the expanding plasma exceeds the temperature increase due to the heat conduction of the electrons from the hot corona to the plasma along the open interplanetary-magnetic-field lines, so that on the whole the plasma is cold.

---

Riassunto Considerando il plasma del vento solare completamente ionizzato, elettricamente neutro e in espansione radiale a simmetria sferica, si risolvono le equazioni di conservazione di massa ed energia. Si considera il plasma in questione come un solo fluido e i suoi parametri sono valutati in base ai dati misurati ad 1 AU durante il periodo delle temperature molto basse osservate. In questo modo si potrebbe ottenere una relazione analitica tra la temperatura e la velocità del plasma del vento solare. Le osservazioni sulla velocità e sulla temperatura del vento solare, fatte a bordo dei satelliti Vela 5, 6 e IMP 6 durante il periodo agosto 1969–maggio 1974, suggeriscono che in media una diminuzione della velocità del vento solare è connessa con la depressione della temperatura protonica e elettronica. Questa depressione potrebbe trarre origine dall'espandersi del vento solare tra una corrente di plasma che si muove velocemente e una successiva più lenta. Si confronta la suddetta correlazione tra i dati, che è anche in accordo con la conservazione di energia nel vento solare, con la relazione dedotto analiticamente. Sembra, almeno entro i limiti dell'errore, che la relazione teorica sia in accordo con le osservazioni sperimentali. Di conseguenza, si potrebbe proporre che le temperature molto basse osservate nel vento solare possano essere dovute al fatto che la diminuzione di temperatura del plasma in espansione supera l'aumento di temperatura dovuto alla conduzione di calore degli elettroni dalla corona caldissima al plasma lungo le linee aperte del campo magnetico interplanetario, cosicché nel complesso il plasma è freddo.

---

Резюме Рассматривая плазму солнечного ветра, как полностью ионизованную, электрически нейтральную и расширяюшуюся по радиусу сферически симметричным образом, мы решаем уравнения сохранения массы и энергии. Предполагается, что рассматриваемая плазма является одножидкостной и параметры плазмы оцениваются из измеренных данных при 1 AU в течение периода наблюденных очень низких температур. Таким образом, мы можем получить аналитическое соотношение между температурой и скоростью плазмы солнечиого ветра. Определения температуры и скорости солнечного ветра, проведенные на борту космических аппаратов VELA 5,6 и IMP 6 в течение августа 1969 г.—мая 1974 г., предполагают, что, в среднем, уменьшение скорости солнечного ветра коррелирует с уменьшением температуры протонов и электронов. Указанное уменьшение температуры, по-видимому, возникает из-за разделения солнечного ветра на поток быстродвижущейси плазмы и поток медленнодвижущейся плазмы. Выэеуказанные данные по корреляции, которые согласуются с сохранением энергии в солнечном ветре, сравниваются с аналитически выведенным соотноэением. По крайней мере, в пределах погреэностей теоретическое соотноэение соответствует экспериментальным результатам. Таким образом, мы можем предположитя, что наблюденные очень низкие температуры в солнечном ветре могут возникать из-за того, что уменьшение температуры расширяюшейся плазмы превышает увеличение температуяы, обусловленное теплопроводностью электронов из горячей короны в плазму вдоль незамкнутых линий межпланетного магнитного поля, так что в целом плазма является холодной.

     

The stability analysis of the full velocity and acceleration velocity model

The stability analysis is one of the important problems in the traffic flow theory, since the congestion phenomena can be regarded as the instability and the phase transition of a dynamical system. Theoretically, we analyze the stable conditions of the full velocity and acceleration difference model (FVADM), which is proposed by introducing the acceleration difference term based on the previous car-following models (the optimal velocity model and the full velocity difference model, OVM and FVDM). By numerical simulations, it is found that when the traffic flow is unstable, the traffic jam in the FVADM is weaker than that in the FVDM. Also it is observed that the spreading speed of the jam is slower in the FVADM than that in the FVDM and the fluctuations of vehicles in the FVADM are smaller than those in the FVDM. Therefore, the acceleration difference term has strong effects on traffic dynamics and plays an important role in stabilizing the traffic flow.     

On the possibility of velocity monochromatization of atomic beams below recoil velocity

The paper is concerned with a new method of atomic beam monochromatization based on the tunnelling of atoms through a potential barrier formed by laser radiation.