计算凹面闪耀光栅衍射效率的通用方法

为使凹面光栅的衍射能量更多地集中在所需要的级次上,提出了利用机械刻划的方法在凹面基底上制作变刻槽角度的凹面闪耀光栅,并利用菲涅耳-基尔霍夫衍射公式推导了同时在主截面和非主截面内计算凹面闪耀光栅衍射效率的理论方法,弥补了以往只在主截面内考虑衍射效率的不足,最后利用Matlab仿真软件模拟了衍射效率随波长的变化曲线,并对比了在不同制作和使用参数下衍射效率峰值的变化规律,为今后凹面光栅的设计和制作提供了参考价值。     

有限深抛物势量子环类氢杂质能级

在有效质量近似下,用微扰法研究InAs量子环内类氢杂质基态及低激发态的能级.受限势采用有限深抛物型势,在二维平面极坐标下,用薛定谔方程的解析解计算.数值结果显示:在抛物势平台区,类氢杂质能级不随电子径向坐标改变,并具有二维氢原子能级的特征;在有限深抛物势区,电子能级敏感地依赖于量子环半径,能级存在极小值,这是由于限制势采用抛物势的结果.如果减小环的半径,可以增加能级间距;简并能级发生分裂并且间距随半径增大而增大,第一激发态的简并没有消除,第二激发态的简并被部分地消除.本文结果对研究量子环的光跃迁及光谱结构有指导意义.     

阵列波导光栅解调系统光电集成中Si纳米线AWG的设计

设计了一种阵列波导光栅解调集成系统中的8通道Si纳米线阵列波导光栅波分复用器。根据材料的折射率设计了单模波导截面尺寸,利用光束传播法对所设计阵列波导光栅进行了模拟。结果表明,器件尺寸为200μm×219μm,远小于目前技术较成熟的硅基SiO2的尺寸,光功率分布符合高斯分布,信道间隔为1.8nm,串扰小于-21dB。对小尺寸AWG的设计具有参考意义。     

刃边法检测空间相机MTF的方法研究

空间相机的MTF是描述成像系统的空间频率响应特性的重要指标之一。在介绍刃边法计算空间相机MTF原理的基础上,描述了刃边法的计算过程,结合天绘一号卫星在轨传感器MTF检测,对高分辨率相机的MTF进行了计算。结果表明,刃边法检测卫星相机MTF的方法可行,能够获得较好的评价结果。     

基于外差法的光纤激光器相干合成

采用波长1064 nm,功率为1 W的种子激光实现了两路光纤激光的相干合成,采用了两只保偏光纤准直器接收两路光干涉信号,与利用透镜直接把干涉信号会聚在探测器上相比,这种耦合方式得到的光干涉信号的条纹对比度更高。对相位噪声以及相位噪声的带宽进行了研究,结果表明,相位噪声由电信号串扰以及环境扰动产生。通过人为拨动光纤来增加相位噪声带宽,当相位噪声带宽增加时,相位控制精度下降。提出了提高相位控制精度的方法,实验获得了桶中功率为21.3%、斯特列尔比为79%、相位控制精度为0.008的相干合成效果。     

膨胀石墨 3 mm波消光数值计算

为探讨膨胀石墨作为3 mm波干扰材料的消光、散射特性及其影响因素, 基于有限长度、有限电导率圆柱状导体的电磁散射, 利用矩量法建立了膨胀石墨的消光、散射、吸收及后向散射截面(雷达散射截面RCS)的计算式. 运用Mathematica编程计算并分析了膨胀石墨长度、半径、电导率、磁导率等因素与膨胀石墨消光、散射、吸收截面及RCS的关系. 结果表明: 当膨胀石墨的长度为1.5 mm、半径为0.05 mm时, 具有较好的消光、散射效果; 适当增大膨胀石墨的电导率、磁导率, 有利于提高其消光、散射能力. 本研究为探索增强膨胀石墨干扰3 mm波效果的技术途径提供了有价值的参考.关键词：膨胀石墨石墨层间化合物消光截面矩量法     

快速多极边界元法用于扩散光学断层成像研究

在求解扩散光学断层成像中的正向问题时, 目前普遍采用有限元法, 但是随着实际模型规模的增大, 有限元法的计算量问题日益显著, 而边界元法则由于可以降低计算维度使计算量减少而备受关注. 本文以均匀的高散射介质为模型, 研究了将快速多极边界元法用于扩散光学断层成像的正向问题. 快速多极边界元法利用核函数的多极展开, 将常规边界元法中系数矩阵和迭代矢量的乘积项等价为相应四叉树结构的一次递归, 再结合广义最小残量法进行迭代求解. 将计算结果和蒙特卡罗法的模拟结果进行了比较, 表明利用快速多极边界元法的模拟结果和蒙特卡罗法的结果有很好的一致性. 研究结果验证了快速多极边界元法可以用于扩散光学断层成像, 为其大规模和实时成像带来可观的前景. 关键词： 扩散光学断层成像 边界元法 快速多极边界元法     

外加直流电场作用下高阶弱非线性复合介质的电势分布

利用同伦分析方法, 研究了一类由柱形杂质随机嵌入基质所形成的、电场和电流密度满足J = σ E + χ |E|²E + η|E|⁴E 形式本构关系的高阶弱非线性复合介质在外加直流电场作用下的电势分布问题. 首先利用模函数展开法, 将本构方程及边界条件化成了一系列非线性常微分方程的边值问题; 再利用同伦分析方法进行求解, 给出了电势在基质和杂质区域的渐近解析解. 关键词： 高阶弱非线性复合介质 模函数展开法 同伦分析方法 电势分布     

Analytical approximate solution for nonlinear space-time fractional Klein Gordon equation

The fractional derivatives in the sense of Caputo and the homotopy analysis method are used to construct an approximate solution for the nonlinear space-time fractional derivatives Klein-Gordon equation. The numerical results show that the approaches are easy to implement and accurate when applied to the nonlinear space-time fractional derivatives KleinGordon equation. This method introduces a promising tool for solving many space-time fractional partial differential equations. This method is efficient and powerful in solving wide classes of nonlinear evolution fractional order equations.     

Optimization of highly nonlinear dispersion-flattened photonic crystal fiber for supercontinuum generation

A simple type of photonic crystal fiber (PCF) for supercontinuum generation is proposed for the first time. The proposed PCF is composed of a solid silica core and a cladding with square lattice uniform elliptical air holes, which offers not only a large nonlinear coefficient but also a high birefringence and low leakage losses. The PCF with nonlinear coefficient as large as 46 W 1 · km-1 at the wavelength of 1.55 μm and a total dispersion as low as ±2.5 ps · nm-1 · km-1 over an ultra-broad waveband range of the S-C-L band (wavelength from 1.46 μm to 1.625 μm) is optimized by adjusting its structure parameter, such as the lattice constant Λ , the air-filling fraction f , and the air-hole ellipticity η. The novel PCF with ultra-flattened dispersion, highly nonlinear coefficient, and nearly zero negative dispersion slope will offer a possibility of efficient super-continuum generation in telecommunication windows using a few ps pulses.