二维声光互作用理论及实验分析

本文在理论上推导了二维声光互作用的耦合波方程的普适形式,并借以对正常声光互作用下的喇曼-奈斯(Raman-Nath)型衍射进行了求解,所得结果与两个一维喇曼-奈斯型声光调制器组成的两维器件的实验结果进行比较,两者相符.     

多通道全光纤声光调制器的理论研究

对于全光纤调制，以前的研究者多着眼于单通道调制的研究。为了利用光纤的巨大承载能力，对多通道调制进行研究也是非常必要的。从理论上研究了多通道全光纤声光调制器。利用微扰形式的光纤耦合模方程，讨论了一根光纤多个部分受到周期性微扰的情况，并进一步讨论了多通道全光纤调制的情况，最后讨论了相位匹配条件下的输出结果。这对于实验、器件研究具有指导意义。     

二维声电光效应的耦合波方程理论

按照参量互作用的观点二维电光效应的耦合波方程,并给出二维怕电光效应的衍射效率计算公式。     

二维R—N型声光光学双稳态

本文在理论上给出了对二维R-N(喇曼-奈斯)型声光作用的光学双稳系统普遍适用的动态方程,并由此导出了该声光光学双稳系统的稳态解,借助于计算机给出了取(1,0)级作为反馈级次情况下的几个级次输入～输出关系曲线,并对此进行了稳定性分析;在实验上对该理论进行了验证,实验结果与理论相符.     

二维均匀流与重力短峰波相互作用解析

短峰波和海流广泛分布于海洋之中,但二者的相互作用直到近些年才逐渐受到关注,根据速度势函数理论,推导二维均匀流与重力短峰波的相互作用,区别于之前的研究,推导时不考虑波面的毛细影响,避免了将位置变量(x)与时间变量(t)绑定的假设,使得二阶速度势函数包含了的时间(t)一阶项,从而给出了完整的二维流与短峰波交互作用的二阶解析解,对比结果说明上述考虑对于波流共同作用结果有影响,尤其是在波高较大时,影响更加明显,所得结果,可用于高波浪条件下海洋波浪与流相互作用的计算.     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的二维spin-Peierls模型的基态行为

在平均场理论基础上,研究了具有DzyaloshinskiiMoriya(缩写为DM)相互作用的二维spinPeierls模型以及DM相互作用对二聚化的影响.研究表明,随模型参量的不同,DM相互作用能加强或削弱二聚化位移.另外,发现DM相互作用对二聚化位移的依赖程度参量λ存在一个特殊点λc,当λ=λc时,DM相互作用对二聚化没有影响.随晶格弹性系数的增加,λc将增大,而链间耦合将使λc减小 关键词： 二维spinPeierls模型 DM相互作用     

表面波布拉格声光互作用耦合波方程的研究

定义了压电晶体的增劲声光系数,它反映压电晶体中声光、电光和压电效应共同作用的结果。从参量互作用基本理论出发,同时考虑声光效应、电光效应和压电效应三个因素,用一个压电增劲声光系数来表示三种因素的共同作用,导出表面波声光布拉格互作用的耦合波方程。并求解得出相应衍射效率的计算公式。该式说明在弱声光互作用条件下,衍射导光波强度与超声功率成正比。表面波声光器件具有体积小、工作稳定、能耗小、易于集成等优点。可以用作光偏转器、光调制器、滤光器。在光通信以及各类实时信号处理,如相关、卷积、频谱分析、矩阵光计算等领域具有广泛的应用前景。     

全光纤声光调制器的耦合模理论研究

利用适于普通通信光纤的耦合模方程,从理论上分析了一种全光纤声光调制器.并从理论上研究了基于普通通信光纤的全光纤声光调制器,得到了这种全光纤调制器的输出结果.     

二维自相似变换理论和线怪波激发

我们提出了二维自相似变换理论,以聚焦的(2+1)维NLS方程(数学称为抛物型的非线性微分方程)为模型,构建了它被转变为聚焦的(1+1)维NLS方程的二维自相似变换,深入研究了它的空间怪波激发,发现除了(1+1)维NLS方程的Peregrine孤子、高阶怪波和多怪波诱导的线怪波所具有的短寿命特征外,由Akhmediev呼吸子(AB)和Kuznetsov-Ma孤子(KMS)诱导的线怪波也具有这种短寿命特征.这与由亮孤子(包括多孤子)诱导的空间相干结构保持形状和幅值不变的演化特征完全不同.通过图示展现了本文例举的各类线怪波的演化规律.本文揭示的线怪波激发新机制,有助于提升对高维非线性波动模型的相干结构的新认识.     

多重散射理论声光耦合波方程的龙格-库塔法数值分析

提出利用直观、方便且具有普遍性的4阶龙格-库塔(R-K)方法求解基于多重散射理论推导出的声光耦合波方程, 模拟计算布喇格衍射下衍射效率随各关键参数的变化关系, 分析入射光偏离Bragg角对Bragg衍射光效率的影响程度, 以及最佳Bragg衍射效率所需参数的选取问题. 模拟结果表明：Q（Klein-Cook参数）=4π时Bragg衍射效率可达97%, 证实了特征长度作为选取声光互作用长度的合理性.     

声光效应实验的理论研究和曲线模拟

本文在已有的实验原理的基础上对实验中所涉及的知识作进一步的介绍,对声光效应的过程作进一步的分析,对实验中数据的测量作相应的讨论,并在实验原理的基础上利用mathematica软件作实验数据曲线的理论模拟,从而为声光效应实验提供更完备的理论参考。     

四端口光纤声光器件的耦合模理论

简述了光纤的声致折变机制,在复合光波导理论基础上讨论了光纤零耦合器与常规光纤耦合器的本质区别,指出零耦合器实质上是一段可以选择激励的双模光纤。从耦合模理论出发,求解了零耦合器中声致模耦合渐进方程组,给出了四端口光纤声光器件功率耦合的完整解析表达式,阐明了器件输出光的频移特性,解释了器件在声光谐振时具有的倍频声光调制、可调光移频、光滤波、光分束、光开关等功能。最后报道了器件作为可调光分束器或光开关的研究实例。     

硅基二维光子晶体耦合器理论研究

光子晶体是一种具有光子带隙的新型人工材料,利用其具有控制和限制光子运动的特性可以制成新颖的光学器件。利用硅基二维光子晶体,提出了一种4端口耦合器。采用时域有限差分法作为研究工具,TM模作为研究对象,从理论上分析了这种器件的特性。在不同的耦合长度下研究光在输出端的功率透射率。结果表明选择适当的耦合长度可以使光在器件中呈现不同的状态。进一步研究表明,通过改变器件内部介质柱的半径,可以改变光在输出端的输出功率。从而证实了这种器件不仅具有波长选择性,而且具有潜在的可调节性,这些特性使得这种器件在全光开关的应用上具有潜在的优势。     

Features of acousto-optic interaction in uniaxial gyrotropic crystals

The features of noncollinear acousto-optic interaction in gyrotropic crystals in the intermediate diffraction regime and the regime of Bragg diffraction were investigated. The dependence of the efficiency of diffraction in gyrotropic paratellurite, tellurium, and quartz crystals on the intensity of the ultrasonic wave, acousto-optic interaction length, and incident-light polarization was investigated. It is shown that the gyrotropy of the crystal is responsible for the appearance of a multiple-peak structure of the Bragg maximum. It has been established that in the case of propagation of incident and diffracted waves in the vicinity of the optical axis of the crystal, the diffraction efficiency is independent of the polarization state of the incident light. The results of theoretical calculations are in agreement with the experimental results obtained for uniaxial crystals. Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 67, No. 1, pp. 105–110, January–February, 2000.     

液体表面波及其谐波的光衍射效应

为了探究液体表面波的波动规律,提出了一种基于激光衍射的探测方法.未扩束的激光束直接斜入射到波动液面,液面波动的强度由电磁式激发器控制、频率由信号发生器控制,用CCD采集光衍射图样并传送到计算机中实时处理.根据波动光学理论,给出了衍射光场和液体表面波之间的解析关系,发现实验现象和理论分析吻合.实验结果表明:该方法具有实时、准确、无损的特点.     

An Experimental Study and Theoretical Simulation of Jet-Wing Interaction Noise

The use of high-bypass-ratio engines in civil aviation has resulted in the occurrence of an additional noise source associated with noise of interaction between a jet and an airplane wing. A theoretical model is proposed for predicting the characteristics of interaction noise based on the near-field parameters for an isolated jet. The required near-field characteristics were obtained experimentally in the AC-2 anechoic chamber of the Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI) using a system of azimuthal microphone arrays. Noise in the far-field zone was also measured for both an isolated jet and a jet with a closely located plate simulating a wing. The results of comparing the directivities and spectra of interaction noise obtained using the proposed model and measured experimentally are in good agreement.     

二维流场、热结构松耦合模拟研究

本文针对轴对称型飞行器前缘部位,采用松耦合方法,开展了二维高超声速流固界面的热耦合计算。满足非稳态N-S方程的外部流场和内部非稳态热传导均采用商用软件FLUENT进行计算。通过对相同时刻,不同松耦合推进时间步长引起的壁面热流密度、壁面温度、表面传热系数的差异对比,得出了松耦合推进时间对以上参数的影响规律,这对有效实施松耦合方法进行高超声速飞行器模拟具有积极意义。     

Coupled KdV Equations and Their Explicit Solutions Through Two-Dimensional Hamiltonian System with a Quartic Potential

Based on the second integrable ease of known two-dimensional Hamiltonian system with a quartie potentiM, we propose a 4 × 4 matrix speetrM problem and derive a hierarchy of coupled KdV equations and their Hamiltonian structures. It is shown that solutions of the coupled KdV equations in the hierarchy are reduced to solving two compatible systems of ordinary differentiM equations. As an application, quite a few explicit solutions of the coupled KdV equations are obtained via using separability for the second integrable ease of the two-dimensional Hamiltonian system.     

New Exact Solutions to Long-Short Wave Interaction Equations

New exact solutions expressed by the Jacobi elliptic functions are obtained to the long-short wave interaction equations by using the modified F-expansion method. In the limit case, solitary wave solutions and triangular periodic wave solutions are obtained as well.