非简并光学参量振荡腔非稳特性研究

根据三模相互作用的半经典运动方程,讨论了参量下转换过程中非简并参量振荡腔的稳定性问题.研究表明:当信号光与闲置光的失谐量不一致时,腔内光场相位出现自调制现象.求出了产生自调制效应的阈值条件.讨论了自调制周期的参量依赖关系,并提出了通过耦合模强度自脉冲观测相位自调制的物理方法. 关键词：     

磁光光纤Bragg光栅中圆偏振光的非线性传输特性

提出了磁光光纤Bragg光栅的理论模型,给出了圆偏振光在磁光光纤光栅中传播的非线性耦合模方程. 研究表明,在磁光光纤Bragg光栅中,光栅引起正反传播方向的导波光发生耦合,法拉第效应引起磁圆双折射效应,而非线性效应则将左旋和右旋圆偏振光耦合在一起,它们的共同作用可使双稳态状态发生反转、非线性光控光开关阈值功率降低. 与传统光纤光栅相比,利用左旋和右旋磁圆偏振光之间的交叉相位调制实现的脉冲整形具有磁光偏置可调特性,为基于磁光光纤光栅的动态灵活全光3R再生器的研制提供了理论基础. 关键词： 磁光光纤Bragg光栅 圆偏振光 脉冲整形     

光探测器偏压调制技术的理论研究

为了简化和改善光载无线通信系统,提出了一种光探测器偏压调制技术,利用PIN光探测器(PIN-PD)和单行载流子光探测器(UTC-PD)的输出光电流随偏压变化的特性进行调制.采用光探测器偏置调制技术,光电探测和调制可以在一个光探测器上同时实现.研究表明当入射光功率为2.93dBm时,PIN-PD在10GHz射频副载波上的调制带宽为800 MHz,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽为18.75GHz.调制带宽随入射光功率的增大而增大,当入射光功率为12.93dBm时,UTC-PD在150GHz射频副载波上的调制带宽可达25GHz.调制深度与正弦偏压调制信号的最小值有关.     

浅调制下双二波混频：II.耦合理论

通过耦合波方程的方法，考虑光折变晶体中存在基频光栅和最低阶的高频和组合光栅，本文给出了各种情形下的耦合波方程及其解，结果表明一对相干光束的耦合可以被另一束相干的总光强，相位和调制度等控制，理论上，利用这种效应，可以实现相位－振幅转换及振幅－振幅调制。     

强非局域光晶格中空间孤子的脉动传播

根据强非局域结构中空间孤子的演化方程——非局域非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法,对一维强非局域光晶格结构中空间孤子的脉动传播进行数值研究.分析了孤子的初始光束能量、非局域程度、光晶格调制强度、光晶格周期以及线性折射率的纵向调制率与空间孤子的脉动传播周期之间的关系,并对影响脉动传播的内在物理机制进行了讨论.同时,还研究了在线性折射率纵向调制情况下强非局域光晶格结构中空间孤子传输的开关行为. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 光晶格 空间孤子 光开关     

信号光的调制对基于光纤光参量放大光脉冲源的改善

在理论上从四波混频的强度耦合方程出发,给出了基于光纤光参量放大(FOPA)光脉冲的光场表达式,并进一步分析了信号光被相位调制或强度调制后,光脉冲的频率啁啾和强度演化.结论指出：若信号光被强度调制,对所生成脉冲宽度无明显的影响,但可以提高消光比;若信号光被相位调制,所生成的脉冲具有更大的线性正啁啾,可以在相同的抽运功率条件下得到比无相位调制时更窄的脉冲.实验上给出了10 GHz工作速率下的结果,其结果与理论分析符合得很好.通过信号光的相位调制,在05 W平均抽运功率条件下得到了消光比22 dB,脉宽为5 关键词： 光纤参量放大 四波混频 光脉冲源 频率啁啾     

光纤环形外腔半导体激光器频偏特性研究

本文给出了在环形光纤外腔光反馈之下半导体激光器频偏特性的小信号分析理论.分析表明,尤其在千兆赫以下的调制频段中,耦合腔相移、内外腔光耦合强度及内外腔光场相位失谐对频偏功率比均有显著影响.可望用作强度调制直接检测高速率、长距离光纤通信系统中的光源.     

全光波长变换器消光比特性的理论研究

半导体光放大器（SOA）是具有优良非线性效应的光子器件，在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用。从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发，建立了基于SOA的交叉增益调制波长变换理论模型，并利用分段模型分析方法，对SOA的交叉增益调制波长变换的消光比特性进行了详细的研究。研究结果表明，适当增大信号光功率、减小探测光功率并选择合适的波长差和SOA长度，可以有效地提高传输信号的消光比。     

光折变晶体中双光束耦合的解析解

光折变晶体中二波耦合过程也是全息记录的过程,本文将描述二波耦合的耦合波方程与描述光折变全息的Kukhtarev方程联立,基于Moharam的场函数,以光强调制度为主要变量,求得了适用于任意的干涉光强调制度及任意常量光激发效率下的耦合的两束光波在稳态时的解,进而得出热激发对光波耦合的影响。     

离子交换LiNbO_3:Fe平面光波导中两波混合的研究

本文利用耦合波理论分析推导了单模平面光波导中两波混合的耦合波方程和弱相干光放大率的表示式.并且,在LiNbO_3:Fe单模平面光波导中进行了两波混合的实验研究,得到了与理论分析相符合的结果.     

非惯性系下考虑剪切变形的柔性梁的动力学建模

研究非惯性坐标系下考虑剪切变形的柔性梁的动力学建模. 首先借鉴Euler-Bernoulli梁的几何非线性变形模式,考虑了Timoshenko梁弯曲以及剪切变形产生的几何非线性效应对纵向、横向变形位移的影响,在考虑两个方向的变形耦合项后,利用有限元法对柔性梁进行了离散,采用Lagrange方程建立了柔性梁的动力学模型,首次建立了包含变形二次耦合量的Timoshenko梁的动力学方程. 关键词： 非惯性坐标系 剪切变形 柔性梁 动力学建模     

平面柔性梁的刚-柔耦合动力学特性分析与仿真

针对大范围运动规律为未知的刚-柔耦合系统研究其动力学特性.利用有限元方法对柔性梁进行离散,采用Lagrange方程建立平面柔性梁的刚-柔耦合动力学方程,研究在大范围运动为自由情况下,平面柔性梁的大范围运动和变形运动的相互耦合机理,比较零次模型、一次耦合模型及精确模型的差异,探讨各种模型的适用性. 关键词： 平面柔性梁 刚-柔耦合系统 动力学特性 分析与仿真     

Effect of photoconductivity and oscillation frequency shift on the signal beam intensity in two beam coupling in photorefractive materials

A general theory of the two-beam coupling between a pump beam and a signal beam in photorefractive materials is presented. The coupled wave equations describing the non-linear two beam coupling are derived, based on Maxwell's wave equation. The coupled equation for the intensities of the two beams in the photorefractive crystals with the absorbing properties have been derived analytically. The intensity of the signal beam increases with the increasing crystal thickness, reaches a maximum and then decreases. The influence of energy beam coupling coefficient, oscillation frequency shift, crystal thickness, absorption coefficient and the input beam intensity ratio on the signal beam intensity have been studied in details. The effect of the photoconductivity of the materials on the intensities of the two beams in both the co-directional as well as contra-directional two beam coupling cases have been studied.     

Ce∶KNSBN晶体两波耦合中的光扇效应

采用两波耦合非同时读出实验装置 ,测量了掺铈钾钠铌酸锶钡 (Ce∶KNSBN)晶体两波耦合过程中的信号光和抽运光非同时打开条件下两波耦合增益的时间变化规律 ,讨论了光扇的入射光强阈值及光扇效应对两波耦合动态过程的影响。结果表明 :6 32 .8nmHe Ne激光在Ce∶KNSBN晶体中写入体光栅时 ,光扇效应存在明显的写入光强阈值特性 ,当入射光强大于 30mW /cm2 时 ,才存在强烈的光扇效应。利用修正耦合波方程对Ce∶KNSBN晶体中的两波耦合动态过程、增益随着信号光和抽运光打开时间间隔Δt的变化进行了模拟计算 ,理论模拟结果与实验测量结果基本一致     

激光辐照热力耦合问题的相似性

 由量纲理论出发,分析了激光辐照热力耦合理论的无量纲化基本方程组。在一定的近似条件下,导出了激光辐照热力耦合问题的一般相似性准则,该相似准则不受与温度相关的材料特性的约束。在此基础上给出了强激光辐照充压圆柱壳体热力效应的缩比方法,并对一组实例进行了计算,得到了缩比模型与原型结果几乎完全相似的结论。理论分析与数值计算表明,激光辐照热力耦合问题在合理的近似下满足相似律。     

多波导阵列耦合研究

提出了一种求解波导阵列耦合特性的方法.采用拉普拉斯变换,将同时考虑相邻和次相邻波导耦合作用的波导阵列耦合模方程组变为一个线性方程组,利用矩阵的LU分解法(将系数矩阵分解为单位下三角阵L与上三角阵U的乘积)求出该线性方程组的解.然后根据给定的初始条件进行拉普拉斯变换反演,求出耦合模方程组的解.采用该方法研究了五波导阵列,光从中间一个波导入射和从五个波导入射时的耦合特性,给出了每个波导中光功率变化规律曲线,并将所得结果与同样条件下仅考虑相邻波导耦合的结果做了比较.采用该方法可以求出任意数目波导组成的阵列,考虑任意波导之间耦合的耦合模方程组的解.     

温度对Ce：Fe：LiNbO3晶体双光束耦合效率的影响

实验研究了温度对Ce:Fe:LiNbO_3晶体双光束耦合的响应时间以及对信号放大倍数的影响,并用带导模型和耦合波方程对其作了理论分析.半定量地解释实验结果.     

Free vibration analysis of a rotating hub–functionally graded material beam system with the dynamic stiffening effect

A comprehensive dynamic model of a rotating hub–functionally graded material (FGM) beam system is developed based on a rigid–flexible coupled dynamics theory to study its free vibration characteristics. The rigid–flexible coupled dynamic equations of the system are derived using the method of assumed modes and Lagrange's equations of the second kind. The dynamic stiffening effect of the rotating hub–FGM beam system is captured by a second-order coupling term that represents longitudinal shrinking of the beam caused by the transverse displacement. The natural frequencies and mode shapes of the system with the chordwise bending and stretching (B–S) coupling effect are calculated and compared with those with the coupling effect neglected. When the B–S coupling effect is included, interesting frequency veering and mode shift phenomena are observed. A two-mode model is introduced to accurately predict the most obvious frequency veering behavior between two adjacent modes associated with a chordwise bending and a stretching mode. The critical veering angular velocities of the FGM beam that are analytically determined from the two-mode model are in excellent agreement with those from the comprehensive dynamic model. The effects of material inhomogeneity and graded properties of FGM beams on their dynamic characteristics are investigated. The comprehensive dynamic model developed here can be used in graded material design of FGM beams for achieving specified dynamic characteristics.     

基于无网格点插值法的旋转悬臂梁的动力学分析

将基于多项式点插值的无网格方法用于旋转悬臂梁的动力学分析. 利用无网格点插值方法对柔性梁的变形场进行离散, 考虑梁的纵向拉伸变形和横向弯曲变形, 并计入横向弯曲变形引起的纵向缩短, 即非线性耦合项, 运用第二类Lagrange方程推导得到系统刚柔耦合动力学方程. 与有限元法相比, 该方法只需节点信息, 无需定义单元, 具有前处理简单的优势; 构造的形函数采用更多的节点插值, 具有高阶连续性. 将无网格点插值方法的仿真结果与有限元和假设模态法进行比较分析, 验证了该方法的正确性, 并表明其作为一种柔性体离散方法在刚柔耦合多体系统动力学的研究中具有可推广性.