一种基于非线性光纤环境开关特性的超短光孤子产生方法

提出了一种利用非线性光纤环境的开关特性将连续波同时转化为亮孤子和暗孤子的新方法,即让连续波和另一波长的调制脉冲串共同耦合入光纤环境,交叉相位调制使得一部分连续波被环境透射,其余部分被反射,再让透射波和反射波分别在反常色散光纤和正常色散光纤中传输,自相位调制和群速度色散之间的相互作用使得透射波和反射波分别演化为亮,暗孤子,数值计算表明,该方法不仅可产生脉宽比调制脉冲窄,重复频率比调制脉冲高的亮孤子和暗孤子,而且几乎可将全部的连续波能量转化为孤子能量。     

一种基于非线性光纤环镜开关特性的超短光孤子产生方法

提出了一种利用非线性光纤环镜的开关特性将连续波同时转化为亮孤子和暗孤子的新方法 ,即让连续波和另一波长的调制脉冲串共同耦合入光纤环镜 ,交叉相位调制使得一部分连续波被环镜透射 ,其余部分被反射 ;再让透射波和反射波分别在反常色散光纤和正常色散光纤中传输 ,自相位调制和群速度色散之间的相互作用使得透射波和反射波分别演化为亮、暗孤子。数值计算表明 ,该方法不仅可产生脉宽比调制脉冲窄、重复频率比调制脉冲高的亮孤子和暗孤子 ,而且几乎可将全部的连续波能量转化为孤子能量。     

亚皮秒光孤子脉冲在突变界面的反射

本文建立了决定亚皮秒孤子在小突变界面的反射支配方程和边界条件，给出了不同的亚皮秒孤子的界面反射透射特性的数值模拟，讨论了孤子遇到界面后能继续无形变传输的条件。     

不均匀等离子体中孤子的反射与透射

用一种新的方法从理论上研究了非均匀等离子体中孤子在不连续点处的反射与透射波.在低阶近似条件下，反射波与透射波均可由KdV方程来描述，并给出了低阶近似情况下，当入射波为单孤子时，反射孤子与透射孤子的个数及其大小. 关键词：     

大模场双包层光纤光栅的光谱特性

在分析大模场双包层光纤的模式特性和测试光路中光功率分配的基础上,根据耦合波理论和传输矩阵法,对不同情况下大模场双包层光纤光栅的透射谱和反射谱进行数值分析,结果表明光谱形状取决于模式间的功率分配,通过基模的透射谱可以测量双包层光纤光栅的真实反射率。采用相位掩模法制作了基模反射率不低于99.7%的20/400μm大模场双包层光纤光栅,测试了不同情况下的反射谱和透射谱,实验结果和理论分析的结论一致。     

光纤损耗对孤子系统传输的影响

利用分步傅立叶法数值求解了包含光纤损耗效应的非线性薛定谔方程,分别仿真模拟了其对亮孤子和 暗孤子脉冲在各向同性光纤中传输特性的影响.结果表明,随着传输距离的增大,光纤损耗导致基阶亮孤子和暗孤 子的峰值功率减小,脉冲加速展宽.而对于高阶孤子,光纤损耗会破坏高阶亮孤子的周期性变化,但对于高阶暗孤子 的影响几乎与基阶暗孤子相同.因此在光纤损耗参数相同的情况下,暗孤子的相对衰减率比亮孤子的相对衰减率 小,故暗孤子比亮孤子更稳定.     

光栅辅助的光纤谐振环反射特性研究

针对成品相移光栅反射谱中透射窗口位置的小可调谐性,提出了一种由单模光纤谐振环和普通布拉格光栅组成的新型器件.利用信号流程网的方法,详细分析了该器件的工作原理,给出了该器件的反射输出表达式,并推导了该器件的精细度和半峰全宽的表达式,利用Matlab进行了数值模拟.结果发现光栅辅助的光纤谐振环的反射谱具有相移光栅反射谱的特点,并且该器件反射谱中透射窗口的深度和位置还具有可调谐性.最后,分析了光纤谐振环参数对该器件反射谱的半峰全宽和精细度的影响,为进一步提高该器件作为窄线宽单频光纤激光器选频元件的性能提供了理论依据.     

双折射光纤中色散管理孤子研究

研究色散管理孤子在双折射光纤中的传输特性.应用变分法分析并给出了双折射光纤中色散管理孤子参量演化的常微分方程.数值分析双折射对孤子参量的影响,分析发现在双折射光纤中色散管理孤子的宽度和啁啾不再是严格周期性变化.在色散管理的同时进行周期性偏振补偿可以消除走离效应,可以产生管理孤子.     

三阶色散影响下皮秒孤子间的相互作用

对色散位移光纤中三阶色散影响下皮秒孤子之间的相互作用进行数值计算,结果表明该类光纤中孤子之间的相互作用比常规光纤中严重,前者对通信系统性能的影响比后者更大。为此,本文还就色散位移光纤孤子间相互作用的抑制问题提出了新的建议。     

参数渐减光纤中孤子间相互作用的数值研究

从变系数非线性薛定谔方程出发,我们考虑了一种参数渐减光纤系统,并给出了皮秒孤子在该系统中相互作用的相对间距表达式.然后,采用数值模拟方法对皮秒和飞秒尺度下相邻孤子在该系统中的相互作用进行了详细的研究,并与均匀光纤中孤子间的相互作用进行了比较.结果表明:相邻孤子在参数渐减光纤中的相互作用比在均匀光纤中的相互作用相对较弱,选择适当的渐减系数有助于抑制孤子间的相互作用,提高光纤的传输比特率.     

The reflection and transmission of Lamb waves at overlap joints

The reflection and transmission of Lamb waves at overlap joints are researched by the numerical method and the experiments. The numerical method is used to simulate the reflection and transmission of Lamb waves at welds with different widths on 2 mm-thick stainless steel plates. The reflection and transmission coefficients are calculated as well. When the welds width is less than 4 mm, a quasi-linear correlation is observed between the reflection coefficient of SO mode and the weld width. In contrast to the weld width, both the gap between two plates and the reinforcement height of weld do not have obvious effect on the reflection coefficient. Based on the results, we propose that the weld width could be rapidly measured through examining the echo amplitude of SO mode. Experiments further confirm the quasilinear correlation and the feasibility of our proposed method.     

弱电离尘埃等离子体层反射与透射的SO-FDTD方法分析

将弱电离尘埃等离子体复介电常数表示以jω 为自变量的分式多项式形式, 利用移位算子时域有限差分(SO-FDTD)方法, 给出了弱电离尘埃等离子体频域本构关系的时域形式. 推导了弱电离尘埃等离子体电磁特性的时域递推关系式. 用SO-FDTD方法计算了弱电离尘埃等离子体层的反射和透射系数, 分析了尘埃粒子浓度和尘埃粒子半径的变化对反射系数和透射系数的影响. 结果表明: 有尘埃粒子时的反射系数比没有尘埃粒子时反射系数小, 而透射系数要比没有尘埃粒子时的透射系数大; 当尘埃粒子浓度或尘埃粒子半径增大时, 其反射系数均减小.     

兰姆波在搭接焊缝上的反射和透射

采用数值模拟方法和实验研究了兰姆波在搭接焊缝上的反射和透射。数值模拟了频率500 kHz的兰姆波S0与.A0模态,分别在2 mm厚不锈钢板上的不同宽度搭接焊缝模型上的反射和透射,并计算了相应的反射系数和透射系数。发现:当搭接焊缝宽度小于4 mm时,S0模态的反射系数和焊缝宽度具有近似的线性关系,而焊缝余高和两板之间的间隙对S0模态反射系数的影响很小。基于兰姆波S0模态反射系数与焊缝宽度的线性关系。提出了通过测量S0模态反射系数快速测量搭接焊缝宽度的方法。实验测得的2 mm厚不锈钢板上不同宽度搭接焊缝对500 kHz的入射兰姆波S0模态的反射系数,验证了上述线性关系,说明了可用兰姆波反射回波测量搭接焊缝宽度。      

基于多重散射的卷云辐射传输特性

采用空间离散化,并利用散射矩阵方法计算了卷云在3．72tim和6．85tim波长上的辐射传输特性,研究了卷云的冰晶粒子形状、组分和光学厚度等因素对卷云的辐射传榆特性的影响。仿真结果表明,随着平均冰晶尺度的增加,卷云的反射函数会逐渐减小;对于不同形状,但具有相同最大粒子尺寸的粒子组成的卷云,反射函数也会有所不同;随着光学厚度的增加,卷云的反射函数会逐渐增大,直至饱和,而透射函数逐渐减小;随着太阳天顶角的增大,卷云的反射函数逐渐增大。透射函数逐渐减小。     

考虑地表反射类型的气溶胶散射偏振特性

采用逐次阶散射法求解矢量辐射传输方程来研究气溶胶在不同地表反射模型下的散射偏振特性.首先,选取单一地表反射模型和耦合地表反射模型两种地表反射模型.然后,根据地表反射模型计算得到相应的地表反射率,进而采用逐次阶散射法对矢量辐射传输方程进行求解,得到散射光的Stokes矢量.最后,由Stokes矢量计算得出散射光的偏振度.仿真结果表明,两种地表反射模型下气溶胶单次散射的散射辐射强度和线偏振度均相等;耦合地表反射模型的总散射辐射强度和线偏振度总是大于单一地表反射模型;单一地表反射模型的气溶胶单次散射相对总散射的贡献总是大于耦合地表反射模型.研究结果对气溶胶光学特性的反演具有一定意义.     

Connection between the immersing and transfer-matrix methods in one-dimensional scattering problems

We show that application of the immersing and transfer-matrix methods to one-dimensional problems of particles scattering leads to the system of two linear equations for the functions F and Φ expressed by means of the transmission and reflection amplitudes. The expressions of these functions are derived. The offered method is illustrated by the finding of transmission and reflection coefficients for the potential barrier with a constant height. The developed method can be applied in solving the quasi-one-dimensional and two-dimensional problems of scattering.     

电磁波在磁化等离子体中传播的时域有限差分模拟

基于Z变换形式的时域有限差分法计算公式,模拟了传播方向垂直于磁化磁场的电磁波在磁化等离子体层中的传播.通过离散傅立叶变换,给出了电磁波通过均匀和非均匀磁化等离子体后的反射系数和透射系数随频率的变化关系.还给出了电磁波经过均匀磁化等离子体层后的反射和透射系数和理论值的对比.     

用于光纤布拉格光栅法布里-珀罗腔的改进的Rouard算法

比较了光纤布拉格光栅法布里一珀罗腔的极限法、平衡法及传输矩阵法3种算法,证明了它们是一致的,指出了光纤布拉格光栅复振幅传输矩阵的相移特性对法布里一珀罗腔透射率的影响.对计算任意折射率调制的光纤布拉格光栅的Rouard算法进行了改进,在分层方法中考虑了折射率分布初始相位的影响,获得了更为准确的反射复振幅相位特性,将该结果应用于计算光纤布拉格光栅法布里一珀罗腔,得到了光纤布拉格光栅法布里一珀罗腔具有多峰结构的透射谱,并经过实验验证了该理论的正确性.     

双相多孔锂离子电池液/固界面的声反射与声透射

采用传递矩阵法,同步联立改进的Biot理论,对含液固界面的双相多孔锂离子电池的超声反射与透射系数进行理论求解。考虑锂离子的摇摆特性对电极力学性能的影响,计算了对应状态下液/固界面的双相多孔锂离子电池声反射及透射系数的角度谱与频率谱。同时,构建了不同荷电状态时含单元锂离子电池的频域仿真模型,以萃取对应的超声反射及透射角度谱及频率谱,并与理论计算结果对比吻合良好。随后,以多单元锂离子电池为例,在不同的荷电状态下,分析了反射与透射系数随斜入射角度、入射波频率的变化关系,并分别指出了其角度谱及频率谱特征点随荷电状态的变化特征,为锂离子电池运行状态的超声无损测量提供了理论基础。     

Generating optical vortex with computer-generated hologram fabricated inside glass by femtosecond laser pulses

We introduce a novel method to generate the optical vortex with computer-generated hologram (CGH) fabricated inside glass by femtosecond laser pulses. The CGH was directly written inside glass by femtosecond laser pulses induced microexplosion without any pre- or post-treatment of the material. We also realized the restructured optical vortex beams of both the transmission and reflection pattern with high fidelity using a collimated He-Ne laser beam. The total diffractive efficiency of both the transmission and reflection pattern is about 4.79%.