双平行圆柱形MDM纳米棒等离子体波导的传输特性分析

设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能够有效地耦合电磁场能量。在工作波长为1 550 nm的情况下,随着内层金属芯半径的增大,有效折射率减小,传播距离增大;而中间介质层厚度增大时,有效折射率增大,传播距离减小。当外层金属壳厚为20 nm时,电场可以很好地被限制在纳米棒的介质层内。上述结果表明:通过调整波导结构的几何参数可以显著提高金属纳米棒的场限制,降低波导本身的损耗, 使波导的有效折射率和传播长度达到最优化。这种等离子体波导能够实现亚波长的光限制,可以应用于光子器件集成和传感器领域。     

TEM喇叭天线脉冲辐射特性

采用时域有限积分法（FIT）对相同几何口径尺寸下不同长度TEM喇叭天线的主轴辐射特性进行了研究,分析了有限长TEM喇叭天线与理想（无限长）TEM喇叭天线主轴辐射场存在差异的原因,导出了有限长TEM喇叭天线主轴辐射场在接近理想TEM喇叭天线辐射场条件下天线长度与激励脉冲宽度（或脉冲上升时间）之间的关系。在此基础上,根据文献中的研究结果,并结合激励脉冲波形,给出了TEM喇叭天线几何参数的优化设计方法。     

高阶控制增稳系统等效拟配参数时域在线辨识方法

现代控制增稳飞机是高达几十阶的复杂系统,将其降阶为特定形式的低阶等效系统才能与已有飞行品质规范进行比较,进而预测和评价飞机飞行品质.从时域角度出发,提出了一种高阶控制增稳系统等效拟配参数在线辨识方法.分析了时域等效系统拟配的基本方法,提出了等效系统实时在线拟配的系统框架思路,基于Tustin变换法推导了由高阶系统时域响应获取四阶等效系统参数的数学公式,应用最小二乘法在MATLAB中实现了算法编程,并用试飞数据验证了所提方法的可行性.计算结果表明,所提方法可以快速准确地实现高阶控制增稳系统的等效系统参数辨识.     

Optical phase front control in a metallic grating with equally spaced alternately tapered slits

A technique capable of focusing and bending electromagnetic （EM） waves through plasmonic gratings with equally spaced alternately tapered slits has been introduced. Phase resonances are observed in the optical response of transmission gratings, and the EM wave passes through the tuning slits in the form of surface plasmon polaritons （SPPs） and obtains the required phase retardation to focus at the focal plane. The bending effect is achieved by constructing an asymmetric phase front which results from the tapered slits and gradient refractive index （GRIN） distribution of the dielectric material. Rigorous electromagnetic analysis by using the two-dimensional （2D） finite difference time domain （FDTD） method is employed to verify our proposed designs. When the EM waves are incident at an angle on the optical axis, the beam splitting effect can also be achieved. These index-modulated slits are demonstrated to have unique advantages in beam manipulation compared with the width-modulated ones. In combination with previous studies, it is expected that our results could lead to the realization of ootimum designs for plasmonic nanolenses.     

“句芒号”激光光斑质心提取方法与稳定性分析

根据句芒号足印影像特点,提出一种针对复杂背景噪声的激光光斑质心提取方法：基于灰度转换模型去除地物背景,结合距离约束、高斯滤波和大津阈值分割去除影像噪声,并利用灰度重心法计算质心坐标。使用所提方法对多种地物类型仿真光斑和实测光斑进行质心提取,结果表明：所提方法的质心提取均方根误差约为0.074 pixel,最大误差约为0.482 pixel,对句芒号光斑影像的适应性较好。对句芒号足印影像光斑开展了稳定性分析,结果表明,所有激光波束的光斑质心坐标的标准差小于0.34 pixel,激光器与光轴监视相机的相对几何关系较为稳定。所提方法可用于激光光斑质心提取及稳定性监测,对句芒号激光数据处理和应用有一定参考价值。     

金属异质波导阵列中的表面等离激元传播特性

提出了一种新的一维金属异质波导阵列的设计方案,即波导芯区周期调制的金属波导阵列.数值模拟的结果表明,金属波导芯区的周期调制引起波导中传播的表面等离激元有效折射率的周期调制,从而可在特定的波段打开一个表面等离激元带隙(如1550nm附近).通过引入合适的缺陷波导单元,可获得特定波长的高品质因子(Q=556)的表面电磁模共振.这一结果可用于设计亚波长的布拉格反射器、光发射器、滤波器等,有可能被用于未来的集成光路.     

时域飞秒散斑的特性与测量

阐述了飞秒激光脉冲在随机介质传播过程中产生时域散斑的原理,并对时域飞秒散斑进行了测量. 时域飞秒散斑的产生是飞秒脉冲在随机介质中经历多重散射形成的随机干涉现象在时域的体现. 初步讨论了时域散斑的统计特性并给出了相应的实验结果. 关键词： 时域散斑 飞秒脉冲 随机介质     

二维随机介质中的能量分布和频谱特性

研究了二维随机介质中能量的空间分布和一些特定区域的频谱特性.结果显示介质中能量呈局域化分布,其分布与介质中颗粒的随机分布有关,还与激发光的波长有密切的关系,介质中能量聚集的区域和介质的准封闭区域有一定关系但并非一一对应.所考察的各准封闭区域的频谱均随时间变化,在同一激发光的激励下各准封闭区域的频谱均不相同,而同一区域在不同的激发光的激励下频谱也不相同.当激发波长与准封闭区域的结构参数偏差较大时,频谱中谱峰会出现此消彼涨的模式竞争现象,而且能量衰减得较快;而当激发波长与该结构参数较接近时,相应的频谱中存在一 关键词： 激光物理 有限时域差分法 局域化 频谱特性     

一维等离子体光子晶体的带隙研究

采用时域有限差分方法(FDTD),结合等离子体计算中的分段线性电流密度卷积技术(PLJERC)对一维等离子体光子晶体(1D-PPC)进行了数值模拟,给出了微分高斯脉冲在一维等离子体光子晶体中的传播过程。计算得到的带隙结构与K-P模型方法的结果一致。计算并分析了等离子体频率、介质介电常数、等离子体-介质层的厚度比以及周期厚度对一维等离子体光子晶体带隙结构的影响。     

微波耦合场测量圆环探头的接收特性

 为了准确测量腔体等封闭狭小空间内微弱耦合电磁场,对一般小型圆环同轴探头的连接端面进行斜面剖分优化处理。采用时域有限差分方法,模拟了在电磁脉冲平面波激励下,圆环斜面探头所感应电压的时域变化过程。通过数值模拟计算,对比分析了３种不同角度斜面圆环探头的电磁接收频率响应特性,得出带有15°斜面圆环探头的高频接收性能相应提高2~5 dB。开展直径40 mm圆环15°斜面探头的电磁接收测量实验,并与相应计算结果进行对比分析,其二者整体变化趋势基本吻合,从而验证了数值计算分析探头电磁接收特性结果的准确性。