用传输线和时域有限差分法计算电缆X射线响应

 介绍了时域传输线和时域有限差分两种计算电缆X射线瞬态响应的方法,并利用电缆芯线总电荷以及介质层的电荷分布,结合实验结果,分别给出了时域传输线模型中的电流源和时域有限差分模型中电流密度的计算方法。作为例子,在60 keV单能X射线垂直于电缆轴向辐照的条件下,采用两种方法计算了电缆两端接匹配负载时负载上的电流响应;采用传输线方法计算了不同能量X射线辐照电缆时的芯线负载电流响应。计算结果表明,两种方法计算的电缆X射线瞬态响应是一致的;电缆介质层中存在静电场;X射线能量不同时,电缆芯线负载电流存在最大值。计算中,电缆与X射线的作用采用蒙特卡罗方法计算。     

双间隙输出腔开放腔的高频特性分析

 建立了S波段相对论速调管放大器双间隙输出腔开放腔的3维模型。采用时域有限差分法,通过监测激励电流源的响应计算了该双间隙输出腔的谐振频率、有载Q值、场分布以及特性阻抗,并分析了腔体结构尺寸对谐振频率、有载Q值和特性阻抗的影响。研究表明：腔体半径对开放腔的谐振频率影响很大,耦合孔尺寸对腔体谐振频率的影响较小;随着耦合孔张角增加,有载Q值逐渐减小;随着腔体半径增大、间隙的减小,腔体特性阻抗降低。研究结果可为S波段强流相对论速调管放大器双间隙输出腔的设计提供理论依据。     

偏轴双腔互比型腔式束流位置监测器

 提出一种利用偏轴双腔来监测电子束位置的新方法,根据谐振腔归一化分流阻抗参数分析了其工作原理和主要特性。偏心束流在偏轴谐振腔中激发出较强的偶极模TM₁₁₀信号,根据两腔输出的偶极模信号幅度比可直接测量束流的中心偏移量。偶极模信号幅度变化反映了束流的偏移方向,省去了鉴相工作,简化了前端接收电路的的设计,基模抑制问题已被解决。利用MAFIA和HFSS软件对本征模进行仿真,并分析了模式耦合特性,仿真结果验证了新结构的可行性。     

通过锁相使一种过模复合器件运行频率稳定

 提出了一种过模复合器件。自洽地导出了由外电磁信号和预群聚电子束同时驱动的一种过模复合器件的辐射波相位锁定方程;讨论了到达锁相运行的时间、频率移动和带宽。分析表明：当由预群聚电子束和外电磁信号同时锁相时,通过调节参数,可以缩短到达锁相运行的时间,减小运行频率对要锁定的频率（外电磁信号频率）的移动和增大锁相运行的带宽。     

一维等离子体光子晶体的带隙研究

采用时域有限差分方法(FDTD),结合等离子体计算中的分段线性电流密度卷积技术(PLJERC)对一维等离子体光子晶体(1D-PPC)进行了数值模拟,给出了微分高斯脉冲在一维等离子体光子晶体中的传播过程。计算得到的带隙结构与K-P模型方法的结果一致。计算并分析了等离子体频率、介质介电常数、等离子体-介质层的厚度比以及周期厚度对一维等离子体光子晶体带隙结构的影响。     

金属异质波导阵列中的表面等离激元传播特性

提出了一种新的一维金属异质波导阵列的设计方案,即波导芯区周期调制的金属波导阵列.数值模拟的结果表明,金属波导芯区的周期调制引起波导中传播的表面等离激元有效折射率的周期调制,从而可在特定的波段打开一个表面等离激元带隙(如1550nm附近).通过引入合适的缺陷波导单元,可获得特定波长的高品质因子(Q=556)的表面电磁模共振.这一结果可用于设计亚波长的布拉格反射器、光发射器、滤波器等,有可能被用于未来的集成光路.     

一维光子晶体微腔在硅基材料发光中的应用研究

硅基材料的高效发光对未来硅基光电子集成的发展极其关键,含微腔的一维光子晶体可以显著提高其发光强度、窄化其发光峰.介绍了几种硅基材料发光的一维光子晶体微腔结构,包括单缺陷模式的对称与非对称结构、多缺陷模结构及电注入结构.利用传输矩阵法计算其缺陷模透射谱,以间接分析其发光谱.     

广义直觉模糊粗糙集的粒结构

模糊集可以表示为一些模糊粒的并集,粗糙集也可表示成相应模糊粒的并集.本文主要探讨直觉模糊粗糙集的粒结构,直觉模糊粗糙集是在直觉模糊关系下结合了粗糙集和直觉模糊集构造出来的.本文首先在直觉模糊等价关系下定义了两种模糊粒,利用它们构造直觉模糊集的上下近似算子并给出例子.然后首次在相似关系下构造直觉模糊粗糙集的粒结构并探讨其...     

掺锗硅基高非线性光纤超连续光源研究

利用非线性偏振旋转锁模掺铒光纤激光器和1100m长的掺锗硅基高非线性光纤制作了超连续光源,获得了从1150～1750nm的超宽带输出光谱,其中1150～1350nm波段光谱起伏小于3dB,1600～1700nm波段平坦度优于1dB,并有很好的向长波延展空间。光谱展宽的机理为孤子分裂与受激拉曼散射,而四波混频使光谱进一步展宽。     

PARALLEL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF HIGH FREQUENCY VIBRATIONS OF QUARTZ CRYSTAL RESONATORS ON LINUX CLUSTER

Quartz crystal resonators are typical piezoelectric acoustic wave devices for frequency control applications with mechanical vibration frequency at the radio-frequency （RF） range. Precise analyses of the vibration and deformation are generally required in the resonator design and improvement process. The considerations include the presence of electrodes, mountings, bias fields such as temperature, initial stresses, and acceleration. Naturally, the finite element method is the only effective tool for such a coupled problem with multi-physics nature. The main challenge is the extremely large size of resulted linear equations. For this reason, we have been employing the Mindlin plate equations to reduce the computational difficulty. In addition, we have to utilize the parallel computing techniques on Linux clusters, which are widely available for academic and industrial applications nowadays, to improve the computing efficiency. The general principle of our research is to use open source software components and public domain technology to reduce cost for developers and users on a Linux cluster. We start with a mesh generator specifically for quartz crystal resonators of rectangular and circular types, and the Mindlin plate equations are implemented for the finite element analysis. Computing techniques like parallel processing, sparse matrix handling, and the latest eigenvalue extraction package are integrated into the program. It is clear from our computation that the combination of these algorithms and methods on a cluster can meet the memory requirement and reduce computing time significantly.