分离折叠波导慢波线的理论分析与实验研究

本文提出了一种多波导传输线模型,用以分析分离折叠波导慢波线,用场论方法分析了多波导系统,导出了它的特性导纳,进而推导了以此导纳函数描述的色散方程,并对输入阻抗与耦合阻抗进行了分析。相应于慢波线每一主要尺寸的改变,就色散与阻抗进行了计算,色散特性理论与实验值吻合较好,其差别在最低通带内一般小于5％,在正常工作频率范围内则不超过1％。     

亳米波波导窄壁E面槽定向耦合器的研究

本文提出了一种新型的毫米波波导窄壁E面槽定向耦合器及其优化设计方法。耦合区由一系列敷在介质基片上的双侧E面槽构成,可用光刻技术制作。优化设计基于修正的广义传输参量,考虑了膜片的厚度效应和耦合区相邻不连续性间的高次模相互作用。给出了Ka波段3dB定向耦合器的优化设计结果,研制了相应的实验样品。     

Y型光波导分束比和插入损耗测量技术研究

Y波导在集成光学系统中得到了广泛的应用,并拥有很大的潜力,近年来备受关注。因此了解它的各项指标至关重要。在Y波导的诸多指标中,分束比和插入损耗是2个重要指标。着重介绍了2个指标的测量装置及测量方法。对于分束比,分别采用波长为1300nm和1550nm的激光光源测量Y波导两尾纤的输出光功率。根据公式计算出分束比后,分析影响测量结果的主要因素,进行测量不确定度评定。对于插入损耗,主要是按照测量原理搭建测量装置,从理论上分析影响插入损耗测量的因素。通过对Y波导2个指标的测量,有助于更好地了解Y波导的性能。     

稜镜耦合普遍方程及其验核计算与应用

本文用等效电流理论,获得了普遍稜镜薄膜波导耦合方程。经过推导计算证明,在均匀介质薄膜波导耦合情况下,本文结果与Tien文章结果一致,可用于非均匀介质波导的耦合计算与参数测定。     

宽带H面波导结环行器电磁场严格理论

本文分析加有金属台阶的部分高度铁氧体宽带H面波导结环行器。本文采用场匹配法求解,给出了展开铁氧体内电磁场的特征模式族,除了以前文献给出的体内模外,本文还给出了表面模式。在分析中,应用了这两类模式。为了简化结与波导的匹配,本文采用电磁场解与对称网络散射矩阵本征值理论和传输线理论相结合的方法进行求解。在8mm频段,得到了19％的20dB隔离度带宽的计算结果,理论和实验吻合较好。计算结果显示出n=2 Chebyshev响应特性。     

可见光域Ti:LiNbO3质子交换光波导型偏振器

在可见光域632.8 nm光波段,首次研制出Ti∶LiNbO₃质子交换光波导型偏振器.同时,给出了波导型偏振器参数测试装置.在理论上,利用物理光学和波导色散理论分析与计算了这种偏振器的消光比,分析了影响器件性能的各种因素.理论计算与实验结果符合良好.     

电子迴旋谐振受激放射的动力学理论

本文从伏拉索夫-麦克斯威方程出发,并利用导波场方程,求得波导电子迥旋谐振受激放射的普遍方程.文中导出了波导系统中局部场展开的普遍形式,给出了几种重要系统的具体展开式;求得了圆柱波导和同轴波导中任意模式和任意次迥旋谐波的互作用色散方程,并进行了较详细的讨论,本文所得结果为计算波导电子迥旋脉塞(迥旋管)提供了较普遍的理论基础。     

分析E面鳍形膜片不连续性的一种新方法

本文利用横向谐振法结合奇异积分方程技术统一地分析了E面鳍形膜片不连续性。在距离不连续性参考面外的适当地方,横向地置入假想短路面,从而构造出封闭的无耗谐振腔。根据谐振条件,建立不连续性等效电路参量与谐振状态下短路面位置的关系,短路面位置利用奇异积分方程技术确定。文中给出了一组不连续性等效电路参量曲线,并根据这些曲线,研制了两个K_α波段E面带通滤波器样品,测试结果与设计指标符合较好。     

辛体系下倾斜碳纳米管阵列波导研究

基于平行碳纳米管阵列的等效介质模型,将碳纳米管阵列的平行波导问题导入到Hamilton体系.首先,应用等效介质理论,得到了倾斜碳纳米管阵列的介电特性;随后,假设波导两侧边界条件为理想导电边界条件,通过在辛几何理论框架下的研究,得到了倾斜碳纳米管介质中波导传播的色散关系.数值模拟表明:对碳纳米管阵列来说,存在一个窄的频段,电磁波基模无法传播;然而在频段外,电磁波基模传播具有极低的损耗.通过优化设计,可找到最佳倾斜角,使得全频段内的传播特性得到极大的增强.对碳纳米管阵列波导的相关研究可为太赫兹频段内的波传导器件的设计提供理论参考.     

过模介质O-波导的传播特性

本文详细分析了过模介质O-波导的全部模式,提出一种简单准确的模式分类法,导出了各本征模分离的特征方程,避免了直接求解复杂的特征方程。讨论了按场分布划分的三类正规模:表面模、界面模和泄漏模以及它们的传播特性,给出了相应的近似解。几个极限结果与文献十分吻合。研究表明,适当选择过模介质O-波导的材料参数和波导尺寸,它的传播特性很容易控制。     

Hamilton体系辛半解析法及在非均匀电磁波导中的应用

力学中的Hamilton体系需用对偶变量来描述,而电磁场正好有电场和磁场这一对对偶变量．尝试将力学中的Hamilton体系理论应用于电磁波导的分析,以横向电场和磁场作为对偶变量,将电磁波导的基本方程导向辛几何的形式．基于Hamilton变分原理, 导出横向离散的半解析系统方程, 保持体系的辛结构．以非均匀波导为例, 求解了方程的辛本征值问题, 计算结果与解析解相当吻合．     

光波导耦合等效电流理论分析栅状耦合器

本文用文献[1,2]中等效电流理论,推导出矩形与三角形栅状耦合器的计算公式。公式较过去便于计算,表示形式简练,而且也可由公式直接估计耦合器特性。文中的推导更证实光波导等效电流理论对解决光波导耦合问题是很有用的。     

谱逼近的某些新进展

本文综述谱逼近的某些新进展,非线怀计算不稳定性,数据的不连续性和解的奇异性会破坏谱方法的高精度,各种滤波方法,本质不振荡多项式插值,正交逼近的重构造方法和某些Ｈｉｌｂｅｒｔ空间中的Ｊａｃｏｂｉ逼近被应用,它们使得谱方法更有效。     

基于复杂系统可靠性计算的研究

随着网络技术和人工智能的快速发展,系统可靠性的研究一直是网络分析和人工智能系统算法的重要课题,系统可靠性分析归纳起来就是系统无故障运行的概率问题,相容事件的概率计算一般采用"包除原理"的方法,而它随着元件数量的增多会出现"组合爆炸",使得计算机无法运算.给出"相容分解法"和"概率解析消除法"的计算方法,可在有限步内计算出和事件的概率,有效简化了复杂系统可靠性的计算过程.     

光波导研究的最陡下降逼近理论

本文应用最陡下降逼近方法,发展了一套计算波导本征值和本征函数的新方法.该方法既能避免微扰法对于参考模式的无限求和,又能逐级迭代计算逼近体系精确的本征值与本征函数,以较少的计算工作量使模场分布与传播常数的计算达到很高的精度.     

集成光波导本征模的变分分析及其应用

导出了钛扩散LiNbO₃光波导中本征模传播常数的迭代变分表达式,给出了适合条波导任意阶导模场分布的试探解和两种平行耦合光波导对称与非对称模场分布的试探解,采用变分法可方便且快速地求出了试探解中的待定常数,计算的结果与具有较高精度的有限元法的结果相吻合.将变分法得到的结果应用于有效折射率方法的精确性的分析中,发现有效折射率方法对基模具有较高的精度,对深度方向的高阶模精度较差.     

表面局部开裂圆柱夹塞物对SH型导波的散射

建立了平板波导中表面局部开裂圆柱夹塞物对SH型导波散射问题的解.用两个垂直于波导表面的虚拟平面将波导分割为3个区域.在包含夹塞物的中间区域,将波场展开为柱面波模式和Chebyshev多项式的叠加;在不含夹塞物的其余两个区域,将波场展开为导波模式的叠加.根据波导表面上应力自由的边界条件及虚拟平面上应力和位移连续的边界条件得到了待求解问题的基础方程组.利用模式匹配技术构造数值计算所需的矩阵方程,从而得到反射及透射系数随圆柱体归一化半径和脱黏区域大小变化的关系曲线.对圆柱表面完好黏结和脱黏区段不同大小的情况作了对比,对结果作了讨论.     

相间接法可展弧面蜗杆传动的主要啮合特性

间接法可展弧面蜗杆传动又称平面二次包络弧面蜗杆传动(间接展成法).与直接展成法相比,它改善了直接展成法中原接触线在奇异点曲线邻近密集的状况以及消除了在奇异点处共轭齿面的相对法曲率的不连续性,显示了它的优越性.对这种传动的一般性啮合分析如接触线及其分布等可参考[1,2].     

非正交模的广义耦合模理论

本文对无耗波导结构提出了非正交模的广义耦合模理论.如果该多波导结构沿波导轴是均匀的,则非正交模的适当组合将形成该多波导系统的正交本征模系;如果该系统沿波导轴是缓变参数的,则上述组合形成一组正交的本地耦合模方程组。最后对两个模耦合情况作了应用举例。     

波导中E面高Q fin-line不连续的理论分析和计算

本文根据界面场分量匹配原理,应用变分方法分析了波导中召面插入高 Q finline三维结构的不连续问题,导出了归一化导纳公式,计算了T型等效网络参数,得到了几组曲线,可供设计滤波器时应用。文中还给出了一个滤波器的实验结果,与理论计算值相比,基本一致。