位相光栅的严格模式理论及其全反射特性

用严格的模式理论研究了位相光栅中的电磁场分布和各衍射级次的衍射效率.用分段解析函数来表达本征函数，而不采用无穷级数的方法.利用稳定、快速和精度高的递推公式来计算反射透射阵和振幅系数阵，从而能处理任意多台阶的位相光栅.数值计算结果表明，存在全反射.也讨论了全反射的条件和物理机制. 关键词：     

用傅里叶变换法测试平面衍射光栅的分辨特性

本文提出了测试平面衍射光栅的分辨特性的新方法,用干涉法测量光栅衍射的波阵面的相位,得出衍射波阵面的三维波面图,并用所取得的相位数据作傅里叶变换求得其在谱面上的光谱衍射斑——光谱线像的强度分布,并可据此确定半宽度值和分辨极限.文中叙述了这一新方法的优点、基本原理和实验方法,并给出应用这方法测量一批光栅所得结果中的两个例子,结果表明,与通常所用直接扫描光谱线法所测结果相符合.     

凹面光栅衍射效率的研究进展

凹面光栅因同时具有聚焦和色散功能而广泛应用于各类紫外、可见和红外波段的光谱分析仪器中,尤其是平场凹面光栅可以结合线阵或面阵探测器来实现即时分析。凹面光栅衍射效率的高低直接影响光谱仪器的信噪比和信号采集,其相关研究也逐渐为人们所关注。介绍了凹面光栅衍射效率的研究进展,比较了由机械刻划法和全息法制作的凹面光栅在掠入射下衍射效率的差别,分析了现有计算衍射效率方法的优缺点,并且对凹面光栅衍射效率的研究趋势做了简要预测,提出了需要同时在凹面光栅的主截面和非主截面内考虑光束对其衍射效率的影响。     

用光栅衍射法测试液体表面张力

利用π型直线状振源，在待测液面产生正弦形表面驻波，将其作为一种理想的反射式光栅，通过对激光束的衍射，形成线阵衍射光斑．借助LCCD等硬件测试系统及相应的数据采集与处理系统，实时准确地测量液体表面张力。     

任意各向异性介质光栅的严格模式理论分析

将“逆规则”傅里叶级数展开法和反射透射系数阵递推算法进行推广。对任意面形及任意入射角的电磁各向异性介质光栅衍射特性进行研究，该方法物理概念清晰，数值计算稳定收敛，计算速度快，并与其它方法的计算结果进行了比较。     

一种基于CCD的实时测量光栅常数的方法

光栅常数是检验光栅质量的重要参数之一.该文介绍了一种实时检测光栅参数的方法,即利用面阵CCD采集光栅衍射图像信息,通过计算衍射±1级光斑与主极大光斑的能量比得出光栅常数.这种方法具有检测速度快、系统简单、精度高等特点,可用于生产线上光栅的实时检测.     

衍射光栅发展历史的回顾

回顾了衍射光栅发展的需要历史，从早期的发明到夫琅和费用研究利用，及其进一步发展完善，介绍了使光栅得到重大改进的物理学家的贡献。     

反射镜平动式光栅光调制器的光学特性分析

提出了一种反射镜平动式光栅光调制器，每个像素主要由一个可动反射镜和上面的固定光栅组成，通过控制可动反射镜和固定光栅的距离达到对入射光的调制.依据标量衍射理论对反射镜平动式光栅光调制器工作状态的光学特性进行了详细的理论分析；并仿真了光调制器的结构参量对衍射效率和对比度的影响.发现:当可动平板和光栅的距离为λ0和5λ0/4，像素表现为暗态和亮态；这种光调制器的工作原理决定了其有效面积大，具有形成面阵的潜力；固定光栅占空比为1/2时，对比度最优；同时给出了对比度随入射光带宽的关系，即带宽越大，对比度急剧下降.     

各种光栅的衍射效率

本文推出了各种类型光栅衍射效率的普遍公式， 研究了取得最佳衍射效应的条件．     

矩孔金属光栅矢量模式理论的数值计算

根据矩孔金属光栅的矢量模式理论，计算了不同入射方向，波长及偏振态情况下衍射场的分布，研究了不同光栅结构对衍射效率，偏振态变化的影响；同时，根据实际需要，加工制作了一批不同深度的矩孔光栅样品，进行了实验测量，并将计算值与实验值进行了比较，两者基本相符。     

Wave Interaction with an Emerged Porous Media

In this paper, we study wave interaction with an emerged porous media. The governing equation is shallow water equations with a friction term of the linearized Dupuit-Forcheimer's formula. From the continuity of surface and horizontal flux, we derived the wave reflection and transmission coefficient formulas. They are similar to the corresponding formulas of the submerged solid bar breakwater. We solve the equations numerically using finite volume method on a staggered grid. The numerical wave reduction in the porous media confirms the analytical wave transmission curve.     

多层介质的转移矩阵及其在声子晶体中的应用

引入四维波矢的概念,推导出弹性波斜入射到多层介质系统时的转移矩阵以及透射系数和反射系数。利用这些公式计算了纵波和横波正入射到一维掺杂声子晶体时纵波和横波的透射系数。得出:当纵波正入射时,透射波中纵波在一定频率范围内出现了禁带,并且在禁带的中心频率处出现了缺陷模。当横波正入射时也有相同的结果。     

基于动理论模型的一维等离子体电磁波传输特性分析

本文采用了动理论模型对电磁波在等离子体中的传播特性进行了研究.建立了与该模型相关的麦克斯韦-玻尔兹曼(MB)方程组,并采用FDTD方法加以求解,得到了等离子体区域内的粒子分布函数及空间中的电场分布.此外,本文还计算了电磁波入射到等离子体平板上的反射及透射系数,并将数值计算结果与解析解结果进行了比较,验证了该方法的正确性.     

吸收限附近非对称反射条件下X射线的异常透射

研究了原子吸收限附近非对称布拉格条件下完整平板晶体的X射线异常透射．当衍射主要由原子散射因子的虚部引起时，在严格的布拉格角处，晶体内部驻波的波节位于衍射原子面上，从而导致异常透射的发生．透射波主要来源于晶体内部坡印廷矢量指向晶体下表面（入射面为上表面）的波场．该波场的有效吸收系数随非对称因子a的增大而减小，所以整个晶体的透射系数随a的增大而增大．当原子散射因子的实虚部对衍射的贡献之比一定时，晶体内坡印廷矢量偏离色散面实部法向的程度随反射的非对称程度的增大而增大． 关键词：     

A novel CN–ICCG–FDTD algorithm research of plasma reflection and transmission characteristics of electromagnetic wave

The advantage of the ICCG method for solving large sparse matrix is taken in the CN–FDTD equation solving. The CN–ICCG–FDTD can accelerate iteration for numerical calculation, and reduce memory overhead. Maxwell's equation of the electromagnetic wave in dispersive medium plasma is deduced from the CN format after being differentiated in the time domain, the FDTD method become unconditionally stable. In this process, a large sparse matrix is generated. As for solving such matrix, ICCG method has sufficient advantages. In ICCG method, convergence is so fast and stable that it is quite easy for computer programming. In addition, data required by ICCG method are memorized in a computer in the format of the one-dimensional compression, which helps the computer memory save a large amount of capacity, especially when the issues are rather complex to cope with, this algorithm will display such strength. With these advantages, ICCG method is able to calculate the reflection coefficient and the transmission coefficient of electromagnetic waves in plasma as well as the phase angle of them. The calculation indicates that the time step required by CN–ICCG–FDTD method has eliminated the constraints of the CFL, thus shortening the required time, making the calculated result stable and accurate, and improving the efficiency of programming.     

基于角谱理论的厚层光刻胶衍射光场研究

为快速、准确地获得厚层光刻胶内部衍射光场的分布，利用角谱理论的思想，考虑入射光通过掩模后在光刻胶面的反射、透射和光刻胶曝光过程中其折射率及吸收系数在深度方向上的变化，建立了衍射光场在厚层光刻胶中传输的理论模型。为减小计算量，对快速傅里叶算法进行了改进。该方法数值计算速度快，计算结果准确，并适用于光在折射率渐变的其它介质中的传播。最后，对厚层光刻胶中光场分布进行了数值模拟；计算模拟表明，对于厚层光刻胶，其表面的反射、透射和折射率及吸收系数在深度方向变化对衍射光场分布有明显的影响。     

海面冰层对声波的反射和散射特性

北极海面冰层复杂多变,其对声波的反射和散射严重影响冰下水声信道的传输特性,建立海面冰层的声波反射和散射模型对冰下水声通信研究具有重要意义.假设海面冰层为多层固体弹性介质且冰-水界面粗糙,满足微扰边界条件,导出声波从海水介质入射到海面冰层时相干反射系数满足的线性方程组.对相干反射系数随声波频率、掠射角、冰层厚度的变化进行数值分析.进一步引入根据散射声场功率谱密度计算散射系数的方法,改变掠射角,对冰层厚度、散射掠角对散射系数的影响进行研究.     

Bi掺杂ZnO光电性能的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波超软赝势方法,利用Material studio程序包中的Castep模块计算研究不同浓度Bi原子掺杂对ZnO电子结构和光学性能的影响.研究表明：不同Bi原子数的掺杂,对ZnO禁带宽度影响的变化趋势不一致.Bi掺杂ZnO的介电函数虚部峰值变大,并向低能量方向红移;高能量区域的吸收峰、反射峰和能量损耗峰随着掺杂原子的增多逐渐减小,透光性增强.掺杂样品在可见光和紫外光的吸收系数和反射系数均显著提高,可促进ZnO材料对可见光的有效利用.