非均匀网格时域伪谱算法在超宽带技术中的应用

 与传统时域有限差分算法相比，采用以伪谱方法离散Maxwell微分方程为基础的时域伪谱(PSTD)算法计算大的电尺度电磁场时域问题，将大大提高计算效率，降低内存需求。为了拓宽PSTD算法的应用，近年来，基于网格插值方法的非均匀时域伪谱算法得到了发展。研究的重点是算法中非均匀网格技术的实现及其在时域瞬态脉冲电磁场模拟和高功率超宽带脉冲技术方面的应用。以高斯脉冲为激励源，用该算法计算了多层介质的反射和透射，并通过超宽带脉冲穿墙实验对这一方法的应用进行了验证。模拟和实验结果具有较好的一致性。     

硅基两维光子晶体的制备和光子带隙特性

利用反应离子束刻蚀设备制备了硅基的两维空气柱光子晶体，并用红外显微镜测试了样品的 反射谱. 理论上用时域有限差分(FDTD)方法计算了样品的光子带隙，从测试结果看光子带隙 和理论计算的光子带隙符合得很好.  关键词： 光子晶体 光子带隙 反射谱 时域有限差方法     

飞行管理问题的实时算法

本文讨论了在一定区域空间内进行飞行管理避免飞机相撞的模型，提出了直接搜索法和非线性规划（SUMT）法两种解法，并将两种方法有机结合，得出的算法在486微机上计算时间小于10秒，误差不超过0.01度，完全符合问题的要求。本文接着给出四种不同情况分别用两种方法求解，进行比较检验，取得很好的吻合，充分说明了模型3的可靠性。本文还对模型的误差进行分析并对模型进行推广。     

二维正方各向异性碲圆柱光子晶体完全禁带中缺陷模的FDTD计算分析和设计

用FDTD方法计算了二维正方晶胞各向异性碲圆柱光子晶体的点缺陷模.为了得到TE,TM模式在完全禁带中具有相同共振频率的缺陷模,对中心点缺陷半径Rd以及中心附近对称位置的点缺陷半径Rn做了一系列微调.计算表明,TM模对于Rn的变化不敏感,而TE模随着Rn的改变出现了明显的规则的移动趋势.通过计算分析,发现对应于f=0.4的背景(R=0.3568a),当Rd=0.55a,Rn=0.26a时在完全禁带中TE和TM的缺陷模具有相同的共振频率ω0=0.2466ωe(其中ωe=2πca,a为晶格常数) 关键词： 时域有限差分法 光子晶体 缺陷模 各向异性     

用数值方法分析微孔激光器出射光的近场特性

微孔激光器作为应用于近场光信息存储系统中的一种新型光源，它的出射光斑的近场特性对于近场光存储是十分重要的。针对纳米孔径运用角谱进行Fox-Li数值迭代，得到不同孔径微孔激光器的基模光强分布，然后运用二维非线性时域有限差分法分析微孔激光器出射端即微孔金属膜的近场光学性质，模拟计算了不同孔径和厚度的微孔金属膜的光强近场分布，从应用于近场光存储的角度，给出反映其近场光学特性的相关数据。发现由于TM模式下金属存在局域表面等离子增强效应，使得其出射强度比TE模式高一个数量级，从而更适于作为实际中近场光存储系统和原理试验的光学头。     

共轭下降法的全局收敛性

本文提出了一种Armijo型的线搜索，并在这种线搜索下讨论了共轭下降法的全局收敛性，且可得方法在每次迭代均产生一个下降搜索方向．     

STABLE SOLUTION OF TIME DOMAIN INTEGRAL EQUATION METHODS USING QUADRATIC B-SPLINE TEMPORAL BASIS FUNCTIONS

This paper is concerned with stable solutions of time domain integral equation （TDIE） methods for transient scattering problems with 3D conducting objects. We use the quadratic B-spline function as temporal basis functions, which permits both the induced currents and induced charges to be properly approximated in terms of completeness. Because the B-spline function has the least support width among all polynomial basis functions of the same order, the resulting system matrices seem to be the sparsest. The TDIE formula-tions using induced electric polarizations as unknown function are adopted and justified. Numerical results demonstrate that the proposed approach is accurate and efficient, and no late-time instability is observed.     

一维光子晶体缺陷模激光器的放大特性

光子晶体中引入缺陷后将形成缺陷模,这些缺陷模在增益介质中将被放大形成激光。基于麦克斯韦方程和速率方程相结合的模型,用时域有限差分法(FDTD)计算和分析了一维单缺陷光子晶体激光器中缺陷模的空间分布和频谱特性,以及这些缺陷模的放大特性,主要研究了缺陷层的厚度、晶体层数对缺陷模放大特性的影响。模拟结果显示,类似于传统激光腔的腔模,这些缺陷模能够被放大,形成激光。调整缺陷层的厚度、晶体层数等结构参量,将改变缺陷模的谐振,激射频率以及空间分布,这将直接影响激射阈值和饱和特性。增加晶体的层数,激光器的阈值将降低,饱和值将增加,但晶体层数增加到一定限度时,这种增减趋势变弱。模拟结果证明了有效层数的存在。     

搜索三个目标

本文通过建立简洁而有效的搜索方法 ,证明了对于无穷多个n来说 ,三个目标的最优搜索问题的最小试验次数等于信息论下界 .同时也研究了上述问题的修正情形 ,证明了对于所有整数n来说 ,对应的最小试验次数或者等于信息论下界或者超过信息论下界 1次并且对于无穷多个区间 ,信息论下界均是可以达到的 .     

精确搜索下的非线性共轭梯度法

该文提出一种无约束优化非线性共轭梯度法，证明了精确线性 搜索下的全局收敛性。当目标函数为一致凸函数时，证明了算法具有线性收敛速度。数值实验表明算法对于求解实际问题是有效的。