TE和TM模式光折变表面波

首次研究了TM模的光折变表面波,理论上分别推导了扩散机制下的TE和TM模式的光折变表面波的非线性波方程.通过数值计算分别得到不同传播常数下两种模式光折变表面波振幅空间分布.对TM模式表面波和TE模式表面波的特性进行了比较.讨论了背景光和暗辐照等参量对TM模式表面波的影响.研究结果表明TM模表面波由于晶体各向异性使得Ex、Ez两个光波电矢量分量数值上相差较大,表面波的能量主要集中于Ex分量上;并且Ex分量比Ez分量从表面到体内振幅衰减更快速,能量被更好地约束在表面;背景光和暗辐照可明显影响TM模式光折变表面波从表面到体内的衰减速度.TM模式表面波随传播常数、背景光和暗辐照等参量的变化的规律与TE模类似.     

弯波导的本征模与角传播常数

本文采用严格的本征模表示矩表截面均匀弯曲波导中的场，文中给出了虚阶Ｂｅｓｓｅｌ函数及其导数的计算公式和计算方法，由此完整地解决了任意半径弯波导本征征模及角传播常数的精确计算问题，典型数值计算结果表明，弯波导中的本征模与直波导中的本征模具有一一对应关系，变波导的等效传播常数与直波导的传播常数在数值上相当接近，模场的径向分布则呈衰减的驻波形式。     

非线性衬底平板光波导TE模的图解法

本文推导出了以衬底光功率流为参数的非线性衬底光波导TE模的本征值方程,且采用简单的图解法求解。     

求金属包层平面光波导传播常数的图解法

本文提出一种分别得到金属包层平面光波导传播常数实部和虚部的图解法。这种方法直观、准确而且实用。     

双包层非线性单轴光纤传播常数的计算

基于严格的矢量波理论,用摄动法导出了计算双包层非线性单轴光纤导模或泄漏模传播常数的公式。     

扩散对光折变空间孤子的影响

把光折变空间孤子看作几何光学中的一束光线 ,研究了扩散效应对光折变空间孤子传播的影响。基于光线光学与经典力学之间的相似性 ,求解了含扩散势 (即扩散机制引起的折射率的变化 )的光线哈密顿方程。积分结果表明 ,光学空间孤子的中心按照抛物线轨迹运动 ,空间频率的横向分量随传播距离线性地变化     

o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子的影响

为了得到o偏振光对光折变屏蔽光伏空间孤子影响的结果,基于单光子光折变效应理论模型,建立了有分压电阻和o偏振均匀背景光辐照的光伏光折变晶体中的屏蔽光伏空间孤子理论。结果表明,当外加电场和光伏场的取值使晶体中形成暗孤子时,仅改变o背景光与孤子光的有效glass系数之比即可在晶体中获得明孤子;孤子的强度半峰全宽随o背景光强度与暗辐射强度比值的增大而增大,随o背景光与孤子光电离截面的比值的增大而增大。这从理论上为实现光折变晶体中暗孤子到明孤子的转换提供了一种全新的思路。     

边界条件微扰法计算非理想波导的传播常数

考虑到非理想导体波导壁金属损耗对传播常数的影响,对理想金属边界条件进行一阶近似微扰,得到了非理想波导的传播常数。和传统微扰法相比,能够在截止频率附近较为精确地计算衰减常数,也适用于导体损耗较大的情况;同时能给出非理想导体波导壁对相位常数的影响。将结果与Ansoft HFSS软件的仿真结果进行比较,两者具有较好的一致性。同时给出了边界条件微扰法解与解析解及传统微扰法解在一定条件下的联系,表明边界微扰法比解析法实现简单,比传统微扰法具有更广泛的适用性。     

基于MATLAB数值模拟的局域表面波探究

基于打靶法和光束传播法,用MATLAB数值模拟了光折变晶体界面局域表面波的形成和稳定性。结果表明,传播常数增大时,波模的横向宽度变小,局域表面波的振幅与能量单调递增。而且,局域表面波可在线性电介质与光折变晶体界面稳定传播。     

粗糙海面对电波传播的影响研究

蒸发波导能够部分陷获电磁波的传播,从而改变电磁波的传播特征,形成超视距传播,但是粗糙海面对电波传播的影响会削弱这种传播特性。基于抛物方程(PE)模型,采用包含粗糙海面阴影效应的反射系数来计算电波传播损耗,仿真结果略大于采用Miller-Brown模型做海面粗糙度修正的传播损耗值。表明当波长与浪高可比拟甚至远小于浪高时,粗糙海面的阴影效应对电波传播的影响不可忽略。     

On-Chip Tightly Confined Guiding and Splitting of Surface Acoustic Waves Using Line Defects in Phononic Crystals

Phononic crystals (PnCs) exhibit acoustic properties that are not usually found in natural materials, which leads to the possibility of new devices for the complex manipulation of acoustic waves. In this article, a micron-scale phononic waveguide constructed by line defects in PnCs to achieve on-chip, tightly confined guiding, bending, and splitting of surface acoustic waves (SAWs) is reported. The PnC is made of a square lattice of periodic nickel pillars on a piezoelectric substrate. The PnC lattice constant, pillar diameter, and pillar height are set to 10, 7.5, and 3.2 µm, respectively, leading to a complete bandgap centered at 195 MHz. Interdigitated transducers are monolithically integrated on the same substrate for SAW excitation. The guiding, bending, and splitting of SAWs in the phononic waveguide are experimentally observed through measurement of the out-of-plane displacement fields using a scanning optical interferometer. The combination of destructive interference due to the Bragg bandgap and the interaction of the propagating wave with the pillars around the channel results in a tight confinement of the displacement field. The proposed phononic waveguides demonstrate the feasibility of precise local manipulation of SAW that is essential for emerging frontier applications, notably for phonon-based classical and quantum information processing.     

一种表面等离子体激元定向耦合器的传输特性

利用三维全矢量时域有限差分法(FDTD)数值模拟了一种波导间隔金属条高度小于金属层厚度的表面等离子体激元(SPP)定向耦合器,并分析了其在基模传输时的模式场分布和能流密度分布,讨论了耦合长度、最大转移功率与间隔金属条高度的变化关系。结果表明,波导内沿纵向的能流密度在靠近间隔金属条部分的强度更大,有助于提高波导间耦合效率,并且当减小间隔金属条的高度时可以有效缩短定向耦合器耦合长度。这种亚波长定向耦合器结构可以应用在基于表面等离子体激元的集成光路中。     

Propagation Constants for TE and TM Surface Waves on an Anisotropic Dielectric Cylinder

Maxwell's equations for wave propagation in a cylindrical anisotropic dielectric rod have been solved for various values of the longitudinal and transverse dielectric constants with the help of an IBM 7090 computer. The solutions are limited to modes having no rotational dependence about the direction of propagation. Families of curves for various ratios of longitudinal to transverse dielectric constants are given, showing the relationship between the guided wavelength and the diameter of the rod. Equations for the cutoff and asymptotic behavior are also given.     

高斯光束通过非线性梯度折射率透镜的传输特性

基于无像差自聚焦理论,使用ABCD定律导出了高斯光束在非线性梯度折射率介质中的解析传输公式。采用矩阵光学方法研究了高斯光束通过非线性梯度折射率透镜的传输特性。结果表明,介质的非线性性和非均匀性、激光功率及入射光束参数影响其传输特性。     

偶极子涡旋光束的光斑及其传输研究

在近轴光束传输理论的前提下,推导了偶极子涡旋光束传输一段距离后光电场的解析表达式,同时得到了观测平面上的光强分布。研究表明,偶极子涡旋光束在传输过程中,双核的倾角会逐渐发生改变,拓扑电荷数较大,观测平面上光斑的中心区域越趋近于圆形暗斑,离心参数较大时,观测平面上光斑的中心区域趋近于矩形亮斑。极值理论分析进一步表明,当满足mw20>d2时,观测平面上存在7个光强极值点,否则存在5个光强极值点。这些结论对分析和了解偶极子涡旋光束能提供指导作用。     

基于双层网格的海上电磁波传播模型研究

针对分段线性地形变换模型运算量较大的问题,该文提出基于双层网格的计算方法,实现了海上大尺度区域复杂电磁环境下电磁波传播特性快速精准的求解。在对宽角抛物方程模型和分段线性地形变换模型的分步傅里叶积分算法研究的基础上,将电磁场计算空间分为上下两层,通过降低计算高度和优化步长的方法,在保证计算精度的同时显著提高了运算效率。通过仿真,在光滑海面和粗糙海面两种条件下对双层网格模型的计算结果与原有模型进行比较,结果表明,所提方法计算误差较小,在粗糙海面条件下运算时间缩短到原模型的1/10。     

低频液体表面波的光衍射及衰减特性的研究

为了研究液体表面波的衰减特性,采用激光衍射法,对液体表面波的振幅和传播距离之间的关系进行了实验取证和理论分析.实验结果表明,液体表面波的振幅随传播距离的增大而按指数型规律减小,并具有明显的色散效应,衰减系数液体表面波的随频率线性增大.这一结果对液体表面波的检测和应用是有价值的.