A leap-frog discontinuous Galerkin time-domain method of analyzing electromagnetic scattering problems

Several major challenges need to be faced for efficient transient multiscale electromagnetic simulations, such as flexible and robust geometric modeling schemes, efficient and stable time-stepping algorithms, etc. Fortunately, because of the versatile choices of spatial discretization and temporal integration, a discontinuous Galerkin time-domain(DGTD) method can be a very promising method of solving transient multiscale electromagnetic problems. In this paper, we present the application of a leap-frog DGTD method to the analyzing of the multiscale electromagnetic scattering problems. The uniaxial perfect matching layer(UPML) truncation of the computational domain is discussed and formulated in the leap-frog DGTD context. Numerical validations are performed in the challenging test cases demonstrating the accuracy and effectiveness of the method in solving transient multiscale electromagnetic problems compared with those of other numerical methods.     

一种大视场反射光学系统的研究

从Schwarzschild系统出发,基于设计大视场光学系统的同心原则,设计了一种大视场的三反射光学系统.该系统有两个球面反射镜,一个二次非球面镜,系统在频率50 lp/mm处22°×11°的条形大视场范围内具有良好的成像性能,可以用于紫外探测光学系统中.     

氯化锆催化芳胺和正丁醛合成喹啉衍生物

以ZrCl4为催化剂,芳胺和醛为原料,采用"一锅法"合成了喹啉衍生物;考察了空气、催化剂用量、原料比例以及芳胺的取代基等因素对反应收率的影响;利用高分辨质谱和核磁共振谱(1 H NMR、13 C NMR)表征了产物的分子结构.结果表明,以苯胺和正丁醛为原料时,3-乙基-2-丙基喹啉的收率可达65%,同时生成27%的N-丁基苯胺;工艺经改进后,反应条件温和、操作简便、催化剂用量少、产物收率高.     

用于光腔衰荡光谱测量的多支路掺铒光纤飞秒光梳系统

报道了用于光腔衰荡光谱测量的多支路掺铒光纤飞秒光梳系统.该系统以“9”字型全保偏掺铒飞秒光纤激光器为激光源.利用自制的锁相环电路,获得的重复频率和载波包络相移频率秒级稳定度分别为5.85×10^–13和4.95×10^–18.为了满足CO, CH₄等分子吸收光谱测量,利用啁啾放大和非线性光谱展宽技术,采用多支路结构,将飞秒光梳直接输出光谱由1500—1600 nm分别扩展至8个目标波长(1064, 1083, 1240, 1380, 1500,1600, 1750和2100 nm)处,各目标波长处的单模功率均大于300 n W,满足光腔衰荡光谱测量实验的需求.     

高分辨和超分辨光学成像技术在空间和生物中的应用

大到天文光学望远镜观察浩瀚的宇宙, 小到光学显微镜探察细微的纳米世界, 光学成像技术在人类探索和发现未知世界奥秘的活动中扮演着至关重要的角色. 看得更远、看得更细、看得更清楚是人们不断追求的目标. 传统光学理论已证明所有经典光学系统都是一个衍射受限系统, 即光学系统空间分辨率的物理极限是由光的波长和系统的相对孔径(或数值孔径)决定的. 能否突破这个极限？能否不断提高光学系统的成像分辨率？围绕着这个问题, 本文综述了近年来开展的各种光学高分辨和超分辨成像技术, 及其在空间探测和生物领域中的应用.     

聚(N-异丙基丙烯酰胺)模板法制备二氧化硅中空微球

以在50 oC水溶液中析出的聚(N-异丙基丙烯酰胺) (PNI-PAM)聚集体作为软模板,使正硅酸乙酯吸附在PNIPAM聚集体表面进行水解缩合,原位生成二氧化硅包裹PNIPAM的核壳结构微球;进一步冷却至室温使PNIPAM溶解在水中除去内核,从而成功合成出SiO₂中空微球．实验表明,只有在足够的PNIPAM和正硅酸乙酯含量以及正硅酸乙酯水解时间下,才能形成稳定的SiO₂中空微球．用TEM、SEM和FTIR对合成的SiO₂中空微球进行了表征,结果表明,微球尺寸为150 nm左右,并且由于PNIPAM上酰胺基团和正硅酸乙酯水解出来的硅醇间具有静电相互作用,使得SiO₂壳层上依然有PNIPAM残留.     

基于相位相关性的傅里叶变换光谱数据的相位误差修正方法

 相位误差的校正是傅里叶变换成像光谱仪数据处理的重要环节之一。针对干涉曲线的对称性特征,利用相位相关性计算方法,提出一种新的傅里叶变换光谱数据的相位校正的方法。将相位相关性拟合为Sinc函数,计算亚像素的偏移量,采用离散余弦变换转换到光谱域。使用标准光谱库中的源光谱数据作为原始数据,将通过离散余弦变换仿真的干涉数据与该方法得到的结果进行比较和验证,并与Mertz方法进行了对比。结果表明：该方法精度优于Mertz方法,并且计算简单。