静电场问题中的微扰方法

把微扰方法应用到电磁理论中,导出了近均匀和近各向同性介质中静电场问题的微扰近似解.     

二维各向同性均匀随机介质中平面波的传播及其局域性

讨论了二维各向同性均匀随机介质中平面波的传播及其局域性.假设二维随机介质具有各向同性窄带高斯谱,运用随机泛函理论给出了二维介质中随机平面驻波的解析近似解及其幅度和相位的定量统计特性.计算结果证实了波在随机介质中传播时的局域性.将二维介质中的平面波和柱面波的传播特性作了对比.数值结果模拟了二维随机介质场及平面驻波,并验证了本文结果的正确性. 关键词： 随机介质 随机泛函 平面波 局域性     

基于超快激光脉冲瞬态特征的非线性透射率

根据麦克斯韦方程,结合超快激光脉冲的瞬态特性,在忽略色散的影响下,推导并得出了三阶非线性各向同性系统中以光强表示的非线性吸收偏微分方程。以高斯脉冲激光为例,给出了该方程的一个近似解。基于该近似解的非线性透射率,不仅与脉冲激光的峰值强度、样品厚度以及介质的双光子吸收系数有关,而且还与描述脉冲主要特性的物理量——激光脉冲半峰全宽以及激发光的频率有关。数值拟合Rhodamine等物质的非线性透射率的实验曲线的结果显示,基于超短脉冲瞬态特性的非线性透射率得出的介质双光子吸收系数大于传统非线性透射率参考公式给出的相应结果,与双光子诱导荧光法的结果基本吻合。     

R2Fe14B型永磁材料中第二磁晶各向异性常数对反磁化过程的影响

针对低温下各向同性Pr2Fe14B永磁材料的最小形核场问题,用数值计算法和近似解析解研究了第二磁晶各向异性常数K2对最小形核场的影响.研究发现,尽管对于Nd2Fe14B永磁材料一级近似的解析解与数值计算结果很接近,但是对于低温下各向同性Pr2Fe14B永磁材料则至少要用二级近似下的解析解才能与数值计算结果相接近.用有关最小形核场的计算结果很好地解释了低温时各向同性Pr2Fe14B永磁材料的矫顽力与最小形核场的关系.     

单色平面波从各向同性介质入射到晶体界面上折射波的求解方法

从麦克斯韦方程组出发,结合旋光晶体的物质方程以及单色平面波从各向同性介质入射到晶体界面时电场的连续性边界条件,通过晶体主轴坐标系和界面坐标系的坐标变换,推导了任意入射方向的单色平面波在晶体界面上的折射方向的求解公式,进而利用所得的折射方向求解晶体中折射波的电场本征模、电位移矢量本征模和光线方向。该方法以波动光学和晶体的物理性质为理论基础,推导过程没做近似,对双轴、单轴和各向同性晶体以及晶体是否具有旋光性都适用,并可通过计算机编程求出精确的数值解。     

带有扰动非线性源的多孔介质方程的近似泛函分离变量

讨论了带有扰动非线性源的多孔介质方程的近似泛函分离变量问题. 给出了该类方程容许近似泛函分离变量解的完全分类. 举例阐述了近似泛函分离变量解的求解步骤,获得了分类方程的近似泛函分离变量解.     

厄米高斯短脉冲在色散介质中的传输

用短法研究含三阶色散的非线性薛定谔方程,讨论了厄米－高斯光脉冲在三阶色散介质中的传输特性,给出了近似解析解,并且同计算机数值模拟传输结果进行了比较,结果表明近似解有助于在理论上研究短脉冲在色散介质中的传输。     

平面波在横向各向同性均匀介质中的传播

导出均匀各向异性介质当中具有横向各向同性性质的一类介质中平面波的严格解,给出了慢度曲面的三维分布图形,研究了属于这类介质的单向纤维增强复合材料中声波的传播规律。平面波的特征用慢度矢量、波矢量、偏振矢量和群速度等物理量来刻画.由于引入了描述介质各向异性特性的方向矢量,各物理量最终以与座标系无关的形式来表达,因而具有普遍的适用性。     

各向异性准均匀介质三维散射场相干特性研究

基于电磁波的散射理论,研究了电磁平面波入射到准均匀各向异性介质的散射远场相干特性,得到了各向异性准均匀介质三维散射远场的光谱密度和光谱相干度的表达式.仿真结果表明,在各向异性准均匀介质散射势的每一个分量都是高斯相关的情况下,各向异性介质的光谱密度近似为对应的各向同性介质的光谱密度的平均,但是每个分量的权重不同,而且该权...     

无限介质中近场辐射率的P5近似

针对辐射率的漫射近似、P3近似等正向模型在描述小源探距离及低约化反照率介质下光子传输时存在的局限性,推导了用于小源探距离低反照率无限媒质中各向同性稳态点光源下辐射传输方程在P5近似下的解析解,并将P3近似、P5近似计算的辐射率分别和蒙特卡洛模拟结果进行对比.结果表明:在高约化反照率(0.97)条件下,P5近似和蒙特卡洛模拟结果的最大相对误差为13.17%,而P3为41.57%.在低约化反照率(0.69)条件下,最大相对误差分别为27.78%,286.70%.在其他光学参数下,P5近似与蒙特卡洛模拟的最大相对误差均小于P3.在P5适用的范围内舍弃最大特征根相关项,可以简化解析表达式,提高计算速度,且对P5的计算结果影响甚微.稳态辐射率测量系统仿体验证表明,在高、低约化反照率介质中的小源探距离下,由P5近似计算得到的辐射率和实验测量结果相符.     

R2Fe14B型永磁材料中第二磁晶各向异性常数对反磁化过程的影响

针对低温下各向同性Pr₂Fe₁₄B永磁材料的最小形核场问题，用数值 计算法和近似解 析解研究了第二磁晶各向异性常数K₂对最小形核场的影响.研究发现，尽管对于 Nd₂ Fe₁₄B永磁材料一级近似的解析解与数值计算结果很接近，但是对于低温下各向 同性P r₂Fe₁₄B永磁材料则至少要用二级近似下的解析解才能与数值计算 结果相接近.用有 关最小形核场的计算结果很好地解释了低温时各向同性Pr₂Fe₁₄B永 磁材料的矫顽力与最小形核场的关系. 关键词： 第二磁晶各向异性常数 形核场 矫顽力     

球形壳层介质的光散射

本文以球形壳层介质为模型，根据电磁理论，求出了球形壳层介质散射系数的解析表达式。并在小颗粒近似条件下，给出了近似解及等效偶极矩。最后与实验结果进行了比较。     

具有线性散射的复合导热辐射问题的求解

复合导热和辐射传热问题在工程上有广泛的应用。在参与性介质中,其支配方程是积分一微分方程组,求解十分困难。Viskanta基于各向同性散射对此问题进行了求解。Dayan和Tien研究了灰介质中具有线性各向异性散射的辐射传热,得到了一些结果,但并未分析各个参量变化对传热的影响。Yuen采用类似于待定参数法的逐次近似技术求解,过程较繁复,而且参数变化范围有一定的局限性。     

介质运动时的电磁规律

静止时线性、均匀、各向同性的介质，当它运动时变得不再各向同性，其标志是光线和波法线分离，波面形状由球面变成椭球面．本文给出了非各向同性介质与介质运动速度间的定量关系，导出了电磁波在运动介质表面反射和折射的普遍规律．并且就介质的运动方向与介质表面垂直或平行两种特殊情形进行了较为详细的分析。     

非常偏振光在单轴晶体表面的反射-透射研究

为分析非常偏振光在晶体表面的能量损耗,给出一种求解反射率和透射率的方法,即根据电磁场的边值关系以及晶体的双折射和双反射现象,求解晶体光轴在入射面内时,非常偏振光从各向同性介质入射到晶体和从晶体出射到各向同性介质两种情况的反射率和透射率的方法,并给出反射率和透射率的解析解,同时得到对于晶体光轴在入射面内的情况,光轴的取向对非常偏振光反射率的大小几乎没有影响,但对产生全反射的临界角θc影响较大的结论。实验上用LiNbO3晶体验证了非常偏振光从各向同性介质入射到晶体时的反射率公式。求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用。     

任意阶球谐函数法求解辐射传输问题的误差分析

针对各向异性散射介质内的红外辐射传输开展数值方法研究.应用球谐函数展开推导了一维吸收、发射、散射性灰介质的辐射传输近似方程组,采用差分方法结合三对角矩阵解法建立了任意阶辐射传输近似方程数值解法.并通过计算算例验证了高阶PN方法的数值无关性问题.计算结果表明,高阶球谐函数数值解与理论解吻合得很好,同时计算验证了不同展开阶...     

均匀各向异性介质球散射的解析研究

将均匀各向异性介质重构为电学上的无耗各向同性介质,得到了重构目标的散射截面;进而得到了主坐标系中无耗各向异性介质球的散射截面,将介质退化到各向同性介质时,各向异性介质球的散射截面与Mie理论完全一致,验证了所得结果的正确性;仿真结果表明:散射截面正比于目标介电常数张量的元素且随入射方向的变化而变化;所得结果为复杂形体各向异性介质目标的散射评判提供了理论基础。     

光折变介质的相位共轭波强度的近似表达式

以光折变介质中非线性耦合波微分方程的一种精确解为基础，对在推导这种精确解过程中起重要作用的一个守恒量进行讨论，通过初等变换，在不同的特殊条件下得到相位共轭波强度的几处近似表达式。与报道的其它近似方法相比，本近似方法不需要建立及求解简化的微分方程因而具有普适，简单的特点。     

非均匀介质中电磁级联方程的统一解析解

本文引入复卷积法解析地获得非均匀介质——分布密度为任意连续或有限个间断——中三维电磁级联方程的严格解.它包含着A近似与B近似,均匀与非均匀介质的统一描述,从而扩展了西村纯-镰田的古典结果。     

左手介质椭圆光波导基模传播特性

在椭圆柱坐标系中,采用分离变量方法,得出了左手介质椭圆光波导本征方程的近似解,通过数值计算,分析了椭圆波导偏心率、左手介质的电容率、磁导率对椭圆光波导基模传播特性的影响,并将左介质光波导与右手介质光波导基模特性进行对比,得出左手介质光波导的基模特性与右手介质光波导基模特性差别不大的结论.