爆轰波在炸药-金属界面上的折射分析

针对爆轰波在炸药-金属界面上折射时由实验获得的金属折射冲击波压力与经典爆轰波极曲线理论预测的压力存在显著差异这一问题, 本文展开了进一步的理论和数值模拟分析研究. 首先通过分析指出经典爆轰波极曲线理论的缺陷, 并对爆轰波极曲线理论进行了改进, 改进爆轰波极曲线理论给出了炸药爆轰波折射类型以及折射冲击作用点处的压力值. 然后发展了一个基于次特征理论来数值求解爆轰反应流动控制方程的二阶中心型Lagrange方法, 并数值模拟了一个典型的炸药爆轰波折射实验. 改进爆轰波极曲线理论和数值模拟分析结果表明, 爆轰波折射类型有三种:反射冲击波的正规折射、带Mach反射的非正规折射、无反射波的正规折射, 并且金属折射冲击波压力值随入射角增大而单调减小.     

金属卟啉化合物激发态折射与激发态吸收增强瞬态热折射竞争研究

应用激发态吸收增强瞬态热折射理论结合激发态折射理论研究了新型锌卟啉化合物Zn-porphyrin 中激发态吸收增强瞬态热折射与激发态折射间的相互竞争. 样品在不同脉宽激光激发下呈现自聚焦-自散焦间的转化. 当入射激光脉宽为4 ns时,激发态折射占主要地位,样品呈现自聚焦性质;当入射激光脉宽为8ns时,激发态吸收增强瞬态热折射占主要地位,激发态折射占次要地位,样品呈现自散焦性质. 关键词： 金属卟啉化合物 激发态折射 瞬态热折射     

从负折射现象重新认识波

负折射现象是近年来被大量研究的一类有趣现象,它使人们对波动现象有了更深的理解,并推动了电磁新材料研究的发展.但是,负折射材料与通常正折射材料有很大不同,其中的物理原理不容易理解.文章用简单易懂的理论推演分析了负折射现象的物理起源,重新审视了波动方程的求解过程,并讨论了负折射现象给我们带来的启示.     

用于相位突变界面的广义的反射定律和折射定律

考虑到位于两物质界面上的Metasurface对光线传播行为的影响, 从费马原理和边界条件连续两种角度出发, 推导了可用于相位突变界面的广义反射与折射定律. 该定律在界面对光波的相位改变量为零的情况下, 回归为通常的反射定律和折射定律. 利用广义的折射定律和反射定律讨论了介质折射率、界面上的相位梯度等因素对光传播行为的影响, 发现利用广义的折射定律和反射定律很容易实现反常反射和反常折射行为, 并给出了出现反常反射和反常折射的条件, 以此为基础可以实现对光波的随意控制. 依据广义的折射定律和反射定律分析了一维相位掩模板对光场传播行为的影响. 关键词： 超材料 相位突变界面 反射定律 折射定律     

单轴晶体中负折射现象的演示

用惠更斯作图法定性地说明了单轴晶体中负折射现象产生的基本原理,演示了YVO4晶体中发生的负折射现象.该实验有助于学生全面认识折射现象.     

二维光子晶体负折射现象条件及特性研究

结合光子晶体带隙图和等频率线图分析了二维光子晶体中出现负折射现象的条件,得出了负折射现象出现的频率范围.采用有限时域差分法模拟了光在光子晶体界面和内部的传输行为,验证了以上理论所给出的负折射出现的频段,观察到了明显的负折射现象.比较了不同介质、不同晶格结构光子晶体中不同频率的负折射行为.提出一种新结构的六角型二维三角晶格光子晶体分光镜的模型.     

铁-铍介质界面上激波折射现象的数值研究

用数值方法研究铁-铍介质界面上的激波折射现象.运用激波极曲线理论分析不同强度的激波从正规折射过渡到非正规折射的临界角变化.运用一个具有二阶精度和波传播性质的激波捕捉法,数值求解激波折射运动的流体力学方程组.对正规折射,数值结果与激波极曲线理论一致;对非正规折射,不同强度的激波大都存在前驱的折射激波,并且入射激波的强度不同、入射角度不同,激波折射的图像也不同.     

利用电磁波折射现象计算和测量液体折射率

电磁波在传播过程中如果遇到障碍物,就会产生反射和折射现象,并且遵守反射定律和折射定律.本实验利用一个金属板作为反射体,利用蒸馏水、乙醇、糖溶液(80％)作为折射体,验证了电磁波中反射现象和折射现象,同时测量出了液体的折射率.     

人眼模型中各折射面对人眼像差的贡献

将计算光学系统各个折射面对系统像差贡献的理论应用于人眼中.用C语言编制光线追迹程序,计算了人眼各个折射面对眼睛像差的贡献及各种像差经过眼睛不同折射面的变化.给出了眼睛中各个折射面对眼睛彗差的贡献,并发现角膜与晶状体对眼睛彗差的贡献有相互补偿的作用.在眼睛中,角膜前表面对人眼像差的贡献最大,晶状体后表面对眼睛像差的贡献次之,这两个折射面比其他两折射面对眼睛像差的贡献大得多.这说明晶状体后表面也是改善人眼像差的参数之一.     

大气折射对可见光波段辐射传输特性的影响

折射是影响辐射传输的重要因素. 为分析大气折射对辐射传输的影响, 基于Monte Carlo方法, 给出了考虑大气折射的矢量辐射传输模型, 实现了均匀气层和耦合面处光子随机运动过程的模拟, 实现了直射光及漫射光Stokes矢量、偏振度和辐射通量等参数的计算. 在考虑和不考虑大气折射两种条件下, 验证了模型的准确性; 在纯瑞利散射条件下, 讨论了大气折射对不同方向漫射光Stokes矢量的影响; 在不同太阳天顶角、大气廓线、气溶胶及含云大气条件下, 分析了大气折射对辐射传输过程的影响. 结果表明: 大气折射对漫射光Stokes矢量的影响主要体现在天顶角70°–110°区间, 且随着太阳入射角增大, 其影响更为显著; 不同大气廓线情形下, 大气折射对Stokes矢量的影响不一致, 其原因是不同大气廓线对应的折射率廓线存在差异. 含云及含气溶胶大气条件下, 大气折射对辐射传输的影响变弱, 沙尘型及海盐型气溶胶条件下, 折射对辐射传输的影响强于可溶型气溶胶情形; 不同形状气溶胶条件下, 大气折射对辐射传输的影响也存在显著差异; 不同云高条件下, 大气折射对漫射光Stokes矢量的影响无显著差异, 但随着云光学厚度增大, 大气折射的影响减弱.     

多量子阱波导等效折射率的新公式

利用转移矩阵技术,建立了薄膜近似下的多量子阱波导芯子区域等效折射率的解析公式。该公式是偏振态和量子阱波导折射率分布的函数。     

用有效折射率法和有限元法分析多量子阱条形光波导

本文提出了一种快速和精确分析多量子阱(MQW)条形光波导的新算法。它基于有效折射率法和有限元法的结合。首先,由等效的平面波导替换多量子阱条形结构,用有效折射率法从原来问题得到平面波导的折射率分布;然后,用有限元法计算等效结构中E_(mn)~x模和E_(mn)~y模的传播常数和场强分布。文中给出了任意阱数和不同宽度多量子阱的对称结构和不对称结构的结果。     

亮孤子在宇称时间对称波导中的传输和控制

基于光波在宇称-时间(PT)对称波导中传输的理论模型, 数值研究了亮孤子在呈高斯分布的PT对称克尔非线性平板波导中的传输和控制. PT对称波导, 要求波导的折射率分布呈偶对称, 而增益/损耗分布呈奇对称. 结果表明: 当波导的折射率分布强度为正时, PT对称波导的中心折射率最大, 即使没有自聚焦克尔非线性效应, PT对称波导也可以束缚光波, 形成波浪形光束且长距离传输; 当折射率分布强度为负时, PT对称波导的中心折射率最小, 光波的传输方向发生偏移. 而增益/损耗分布可控制光波的偏移方向: 增益/损耗分布强度为正, 光波向左偏移; 强度为负, 光波向右偏移; 强度为零时, 光波被分为两束. 且当折射率分布强度为负时, 可以很好地抑制相邻亮孤子间的相互作用. 该研究结果可为未来PT对称波导在全光控制方面的应用提供一定的理论依据.     

光波导技术同步测量棱镜及波导薄膜参数

依据全反射理论和棱镜耦合原理,实现了对棱镜折射率及波导薄膜材料折射率和厚度的同步测量。使用高准直半导体激光器激光入射到棱镜内部与波导膜的分界面上,逐步旋转棱镜或改变棱镜的入射角,得到棱镜耦合M线,曲线前面几组的波谷为波导模激发,在M线左侧收尾处有一个不完整波峰,其反射光强随入射角迅速衰减,为全反射时的临界点,由此可实现棱镜及波导薄膜参数的同步测量;用此法测量了棱镜耦合一体化平面波导棱镜的折射率和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)聚合物波导薄膜的折射率和厚度。测量棱镜折射率精度为±1.9×10-4,波导薄膜折射率和厚度的精度分别为±6.2×10-4 μm和±1.6×10-2 μm。     

掺半导体玻璃(SDG)波导非线性饱和的导波测量方法

掺半导体玻璃波导的折射率分布是通过多模波导有效折射率测量得到的.当耦合进入波导的激光功率密度变化时,可在不同模深度处,测量到波导的非线性折射率系数,并获得波导非线性折射率系数与功率密度的关系.从而得到波导的非线性饱和值为1.54×10-4.     

Dispersion characteristics of complex refractive-index planar slab optical waveguide by using finite element method

In this paper, finite element method (FEM) mode analyses of planar slab optical waveguide having complicated refractive index profile are presented. We try to estimate the dispersion graph, mode cut-off condition, group delay and waveguide dispersion for the case of α-power and chirped-type refractive index profile. In order to obtain the more accurate result, we have derived the higher-order polynomial, which establishes the suitable relationship between b and V for different profile of optical waveguide. On the basis of the derived polynomials, the waveguide dispersion is analyzed for different type of refractive index profile waveguide. Our study shows that the waveguide dispersion can be substantially reduced when we deployed the optical waveguide having linearly chirped-type refractive index profile. Earlier too, the arbitrary refractive index profile has been analyzed but to the best of our knowledge chirped-type refractive index profile has not been analyzed till date for the case of planar slab optical waveguide.     

Below-band-gap waveguiding behaviors of a weakly index-guided GaAs/AlGaAs quantum well laser

We report the reduced waveguiding efficiency for the signals around 1560 nm as the injection current of an GaAs/AlGaAs multiple quantum well laser diode (lasing wavelength at 840 nm) with a ridge-loading waveguide configuration increased. This reduction trend stopped when the injection current reached the threshold condition of the laser diode. The decreased waveguide transmission and the more expanded mode profile indicated the variation of the effective refractive index gradient in the lateral dimension with injection current. This variation was due to the refractive index decrease with increasing carrier density even below band gap. A slab waveguide model was used to simulate the lateral mode profile variation with injection current. The refractive index differences between the guiding layer and claddings in the slab waveguide model provided estimates of refractive index contrasts of the laser diode at a concerned wavelength under various injection conditions.     

Fabrication of defocus graded-index optical waveguide for evanescent wave optical amplifier

This is the first report on an evanescent wave optical amplifier with a plastic waveguide that can amplify a CW signal transmitted by a plastic optical fiber. The waveguide with a concave refractive index distribution was fabricated by an interfacial-gel polymerization technique. Since the waveguide increases the number of reflections at the boundary surface of the waveguide and the laser dye solution, the enhancement of amplification efficiency can be realized. The function of the fabricated waveguide was confirmed by calculations and experiments. The obtained results indicate that the fabricated fiber generated a larger evanescent field than the waveguide without a refractive index distribution.     

γ辐射对光纤波导电磁场分布的影响

开展了光纤波导中的电磁场传输理论分析,得到了光纤折射率变化对波导中电磁场分布的影响规律,建立了块状融石英材料及光纤光栅在60Co 辐射作用下折射率变化的测量系统,开展了折射率随辐射剂量变化及光纤模场测量实验。结果表明:光纤的折射率随辐射剂量的增加而增大,折射率的变化会引起波导中传输模式的场强分布变化,从而导致光纤的辐射感生波导损耗;在一定的辐射剂量范围（0～2000 Gy）内,光纤仍满足弱导边界条件,能够维持对传输模式的约束能力。     

一种获得GaAs/GaAlAs多量子阱材料带边附近折射率色散关系的方法

本文提供了一种在GaAs/GaAlAs多量子阱(MQW)材料的直接带边附近折射率参数色散关系的获得方法。其特点是在多层介质膜系统中用光学传递矩阵对MQW进行处理的基础上引入室温激子振荡因子,然后对材料的实验反射谱进行拟合。这种色散关系对于光电器件设计及其理论期望来讲是十分重要的。这种方法除能得到折射率实部与虚部的色散关系外,还可得到激子共振吸收谱。 关键词：