全内反射型大模式面积光子晶体光纤设计

利用平面波展开法对全内反射型光子晶体光纤的模场分布进行了理论分析和数值模拟,发现通过改变光纤包层结构能够改变模场分布和色散特性,并且利用其特有的"无截止单模"特性,设计了大模式面积光子晶体光纤     

MRTD算法在集成平面光波导组件分析中的应用

将基于Daubechies紧支集尺度函数的时域多分辨分析（MRTD）算法用于集成平面光波导组件的时域分析中,实现了MRTD算法的各向异性理想匹配层（APML）吸收边界条件,并对平行介质带定向耦合器进行了数值模拟和验证,所得结果与解析解非常一致.与传统的FDTD算法相比,MRTD算法在不牺牲计算精度的前提下能够大大节省计算资源.     

顶端ZnO纳米结构对GaN基LED光提取效率的影响

为了提高GaN基蓝光LED的光提取效率,本文建立了LED顶面分别铺设ZnO纳米柱和纳米锥结构的两种模型,利用时域有限差分法对两种模型进行仿真并对结果进行了比较.仿真结果表明,ZnO纳米结构的各项几何结构参量(包括排列周期P、高度L、宽度W以及斜率k等),对LED顶端光提取效率影响显著.仿真分别得到了两种结构的最佳模型,通过比较,LED顶面纳米柱和纳米锥结构对光提取效率的提高效果相近,其最佳提取效率分别增强至无任何结构时的2.5倍和2.3倍.同时,通过对各项参量扫描获得的对光提取效率的变化曲线进行了分析,并给出了相应相应的理论解释.这些模型优化和理论分析对实际的高性能GaN基LED的设计制造有着指导意义.     

羊八井ARGO实验中原初γ和质子的区分

利用Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ模拟数据研究由γ和质子引起的空气簇射中的粒子在羊八井ＡＲＧＯ实验中的空间分布和时间分布的不同,提出了利用人工神经网络区分原初γ和质子的方法,结果表明在１００ＧｅＶ～１０ＴｅＶ能区可以较好地区分γ和质子。     

“膝”区原初宇宙线成分分辨的作用模型相关性

使用4种具有不同特点的强相互作用模型,按照西藏羊八井ASγ联合实验的条件,对“膝”区能量宇宙线的大气簇射过程进行蒙特卡罗模拟.分析了不同模型的簇射特征,找出与原初组成比较密切的特征量.最后用一种BP型人工神经网络对模拟结果进行分辨,并检验了分辨能力与作用模型的关系.结果表明,该网络能有效地挑选出不同模型产生的质子事例,分辨能力受作用模型的影响较弱.     

顶端ZnO纳米结构对GaN基LED光提取效率的影响

为了提高GaN基蓝光LED的光提取效率,本文建立了LED顶面分别铺设ZnO纳米柱和纳米锥结构的两种模型,利用时域有限差分法对两种模型进行仿真并对结果进行了比较.仿真结果表明,ZnO纳米结构的各项几何结构参量(包括排列周期P、高度L、宽度W以及斜率k等),对LED顶端光提取效率影响显著.仿真分别得到了两种结构的最佳模型,通过比较,LED顶面纳米柱和纳米锥结构对光提取效率的提高效果相近,其最佳提取效率分别增强至无任何结构时的2.5倍和2.3倍.同时,通过对各项参量扫描获得的对光提取效率的变化曲线进行了分析,并给出了相应相应的理论解释.这些模型优化和理论分析对实际的高性能GaN基LED的设计制造有着指导意义.     

基于石墨烯纳米带的齿形表面等离激元滤波器的研究

提出了一种基于石墨烯纳米带的齿形表面等离激元波导滤波器, 并且用时域有限差分法研究了这种结构. 单个齿形的滤波器可以实现带阻滤波, 其滤波特性可以用基于散射矩阵的解析模型解释. 滤波器的透射谱特性可以通过调节齿的长度、宽度以及石墨烯的化学势来改变. 由于石墨烯的化学势可以用门电路来调节, 这种结构的滤波器可以在器件加工完成后灵活地调节其工作波长. 同时研究了多齿滤波器, 这种结构可以实现宽带滤波, 文中对具有不同齿数、周期的滤波器的透射谱进行了细致的研究. 研究结果对实现基于石墨烯的大规模集成光电子器件提供了重要的理论参考.     

PML-FDTD法在分析负折射率材料中的应用

将时域有限差分(FDTD)法引入了对负折射率材料物理现象的仿真研究.给出了二维TM波在负折射率材料中的时域差分方程,并且在吸收边界处使用了理想匹配层(PML).为了避免在迭代过程中出现的不稳定现象,在差分方程的推导中引入了Drude模型, 并对Pendry提出的由负折射率材料构成的平板透镜具有的完美成像现象进行了数值仿真验证.由仿真结果发现,完美成像现象只在平板透镜的折射率n=－1时出现,当n≠－1时则会出现近轴聚焦效应.     

EAS心区次级粒子分布涨落的多重分形结构的研究

利用Monte Carlo模拟数据研究了由γ射线和质子引起的空气簇射中的次级粒子在羊八井ARGO实验中的空间分布的不同,并利用G矩分析方法对γ射线和质子簇射的次级粒子在心区附近分布的多重分形性质进行了分析.从γ射线和质子事例的谱函数可以看出,利用这种方法,可以作为区分原初γ射线和质子的依据.结果表明在1—10TeV能区可以较好地区分γ射线和质子.     

用神经网络分辨“膝”区原初质子成分

利用不同的相互作用模型,对羊八进簇射阵列和乳胶室联合实验进行了Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｏｌ模拟,并利用模拟数据研究了利用人工神经网络方法进行原初宇宙线成分分辨的可行性。分析表明,利用该方法可很好地挑选出由原初质子引起的族射,全所得结果与作用模型有关,并对相就原系统误差进行了估计。