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数字化背景下的“光电子技术及器件”课程教学改革探索——文献案例同伴教学法

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黑龙江教育（理论与实践） 2024年第2期 61-64页

作者：后爱强杨永佳周自刚西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010 西南科技大学数理学院四川绵阳621010

文章探讨了在数字化背景下应用文献案例同伴教学法(Literature Case Peer Instruction,LCPI)对提升光电信息科学与工程专业(以下简称“光电专业”)学生在“光电子技术及器件”课程中的学习效果和学习动力的作用。同时,以2021级光电专业... 详细信息

文章探讨了在数字化背景下应用文献案例同伴教学法(Literature Case Peer Instruction,LCPI)对提升光电信息科学与工程专业(以下简称“光电专业”)学生在“光电子技术及器件”课程中的学习效果和学习动力的作用。同时,以2021级光电专业学生为例,进行试验设计和实施,通过将数字化过程应用到教学全过程,使用数字化教学跟踪每个学生的表现,比较LCPI和传统讲授法(Traditional Lecture,TL)的教学效果。结果显示,LCPI能够促进学生交流合作,培养创新能力,提高课程成绩。此外,通过问卷调查可知,学生对LCPI的认可度较高,认为其能够激发学习兴趣,增强学习动力。

关键词：文献案例同伴教学法数字化教育光电工程学习效果创新能力

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耦合孔对微波腔的影响研究

物理学报 2008年第7期57卷 3949-3953页

作者：廖旭任学藻周自刚西南科技大学理学院绵阳621010

从Maxwell方程出发,将微波腔中的实际微波场按其本征模式展开,进行微波腔的工作特性(如工作频率、场分布等)的研究.在具体处理过程中,根据复杂结构微波腔的具体边界,将微波腔分成规则形状微波腔和非规则(含耦合孔)部分,建立实际微波腔... 详细信息

从Maxwell方程出发,将微波腔中的实际微波场按其本征模式展开,进行微波腔的工作特性(如工作频率、场分布等)的研究.在具体处理过程中,根据复杂结构微波腔的具体边界,将微波腔分成规则形状微波腔和非规则(含耦合孔)部分,建立实际微波腔模式同规则形状微波腔模式之间的场耦合方程,从而确定耦合孔对微波腔模式的影响,并对开耦合孔的圆柱腔进行了相应的理论和模拟研究.

关键词：微波腔模式场耦合圆柱微波腔

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S波段低磁场高效率相对论返波管振荡器研究

物理学报 2019年第19期68卷 79-85页

作者：吴洋周自刚中国工程物理研究院应用电子学研究所绵阳621900 西南科技大学理学院绵阳621010

针对传统相对论返波管振荡器低磁场工作束波转换效率较低的问题,本文提出并研究了一种带中间调制腔链及 TM02 模式提取腔的相对论返波管模型:中间调制腔链用于进一步群聚电子束,提高电子束的基波调制深度;TM02 模式的提取腔用于提高返... 详细信息

针对传统相对论返波管振荡器低磁场工作束波转换效率较低的问题,本文提出并研究了一种带中间调制腔链及 TM02 模式提取腔的相对论返波管模型:中间调制腔链用于进一步群聚电子束,提高电子束的基波调制深度;TM02 模式的提取腔用于提高返波管的 Q 值,增强提取腔中的驻波电场;漂移段用于调节电子束在调制腔链中的群聚相位和提取腔中的换能相位.在此基础上,设计了一个 S 波段高效率相对论返波管振荡器,器件输出微波功率 4.2 GW,频率 2.38 GHz,束波转换效率达到 50%,引导磁场强度 0.7 T.

关键词：相对论返波管振荡器低磁场调制电子束调制腔

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两步离子交换低损耗光波导功分器的研制

中国激光 2004年第6期31卷 665-668页

作者：周自刚刘德森西南师范大学光电所

报道了在热扩散条件下两步离子交换玻璃光波导功分器的理论分析、样品制作和实验测试。为了便于定量分析 ,采用了一种上升反正弦S型分支光波导系统的物理模型 ,得到了在热扩散条件下两步离子交换光功分器波导区的归一化折射率分布和在... 详细信息

报道了在热扩散条件下两步离子交换玻璃光波导功分器的理论分析、样品制作和实验测试。为了便于定量分析 ,采用了一种上升反正弦S型分支光波导系统的物理模型 ,得到了在热扩散条件下两步离子交换光功分器波导区的归一化折射率分布和在不同交换时间所形成的玻璃波导折射率分布。在此基础上 ,设计和制作出第一步采用含Tl+ 纯熔盐Tl2 SO4与玻璃含Na+ 进行离子交换形成表面下半圆形波导 ,再把该波导表面脱钛膜放入含Na+ 熔盐NaNO3 中进行第二步离子交换形成掩埋式圆形波导光功分器 ,实现插入损耗为 0 15dB和分光比为 5 0∶5 0的上升反正弦S型玻璃光波导功分器。

关键词：导波光学离子交换光功分器玻璃波导低损耗上升反正弦

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正六边形自聚焦透镜折射率分布研究

光子学报 2008年第7期37卷 1346-1350页

作者：张韧周自刚胡聪西南科技大学理学院四川绵阳621000

针对离子交换实验的定源扩散,提出了一种求解正六边形自聚焦透镜折射率分布的理论模型.并在此基础上采用分离变量法和坐标变换,求得了正六边形自聚焦透镜折射率分布的解析解.通过Matlab对该解析解进行了模拟比较,定性、定量地证明了其... 详细信息

针对离子交换实验的定源扩散,提出了一种求解正六边形自聚焦透镜折射率分布的理论模型.并在此基础上采用分离变量法和坐标变换,求得了正六边形自聚焦透镜折射率分布的解析解.通过Matlab对该解析解进行了模拟比较,定性、定量地证明了其正确性.

关键词：正六边形自聚焦透镜折射率分布分离变量法坐标变换

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正方形自聚焦透镜光线理论研究

光子学报 2008年第9期37卷 1739-1742页

作者：陈凯周自刚张韧杨坤西南科技大学理学院四川绵阳621000

针对正方形自聚焦透镜折射率分布特点,引入方向角概念,以平方律表征其折射率分布.从理论上研究了平方律折射率分布下正方形自聚焦透镜的光线轨迹方程,得到了子午光线表达式.结果表明,与传统径向自聚焦透镜相比,正方形自聚焦透镜的光线... 详细信息

针对正方形自聚焦透镜折射率分布特点,引入方向角概念,以平方律表征其折射率分布.从理论上研究了平方律折射率分布下正方形自聚焦透镜的光线轨迹方程,得到了子午光线表达式.结果表明,与传统径向自聚焦透镜相比,正方形自聚焦透镜的光线轨迹受光线入射方向角影响,会产生较大像差.得到了正方形自聚焦透镜数值孔径表达式,表明数值孔径并非常量,且与方向角密切相关.计算了中心轴上的最大数值孔径,方向角为0°时最小为0.405,方向角为45°时最大值0.5以上.

关键词：正方形自聚焦透镜折射率分布子午光线轨迹数值孔径

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方形自聚焦透镜折射率分析

光子学报 2008年第4期37卷 648-651页

作者：陈凯韩艳玲周自刚西南科技大学理学院四川绵阳621000

利用MATLAB偏微分方程工具箱(PDE)实现方形玻璃纤维边界条件下离子扩散的有限元解法,给出一般步骤,对离子交换制备方形自聚焦透镜过程进行计算机模拟.运用分离变量法求解方形玻璃纤维中Tl+离子浓度定解方程,由离子浓度与折射率的线性关... 详细信息

利用MATLAB偏微分方程工具箱(PDE)实现方形玻璃纤维边界条件下离子扩散的有限元解法,给出一般步骤,对离子交换制备方形自聚焦透镜过程进行计算机模拟.运用分离变量法求解方形玻璃纤维中Tl+离子浓度定解方程,由离子浓度与折射率的线性关系,得到了方形自聚焦透镜折射率分布的数学表达式,计算出折射率分布图以及理论值.与实验值校验表明,相对误差小于0.33%.

关键词：方形自聚焦透镜离子交换 MATLAB 分离变量法

相对论速调管中间腔与调制电子束间的非线性互作用

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物理学报 2013年第10期62卷 126-130页

作者：陈永东吴洋谢鸿全李正红周自刚四川理工学院理学院自贡643000 中国工程物理研究院应用电子学研究所高功率微波技术重点实验室绵阳621900 西南科技大学理学院绵阳621010

在强流相对论电子束驱动的相对论速调管放大器中,由于强流和高场强的影响,尤其是中间腔具有高Q值,微波腔与电子束之间的非线性作用很明显,严重影响器件性能.根据麦克斯韦方程组以及电子在微波场作用下运动方程给出了中间腔的束-波互作... 详细信息

在强流相对论电子束驱动的相对论速调管放大器中,由于强流和高场强的影响,尤其是中间腔具有高Q值,微波腔与电子束之间的非线性作用很明显,严重影响器件性能.根据麦克斯韦方程组以及电子在微波场作用下运动方程给出了中间腔的束-波互作用自洽方程.从这些方程出发,研究了调制深度和调制频率对间隙电压幅度和相位的影响.对比常规速调管的等效电路模型,自洽公式给出的间隙电压幅值同粒子模拟结果更接近,尤其是较高调制深度的情况.同时器件带宽随调制深度的增加而变宽,这也同粒子模拟结果一致.由此设计了一个S波段高增益相对论放大器,在LTD(长脉冲螺旋线)加速器上开展了相应的实验工作,实验上获得了1.1GW的输出功率,器件增益49dB.

关键词：相对论速调管非线性互作用自洽方程

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飞秒激光制作铌酸锂光波导的研究

光子学报 2011年第12期40卷 1799-1802页

作者：罗晨朱丽周自刚西南科技大学理学院四川绵阳621000

针对Z切割铌酸锂晶体在中心波长为800nm、重复频率为76MHz的飞秒脉冲激光下,利用放大倍数为40、数值孔径为0.65的会聚透镜聚焦,研究了扫描速度和扫描次数的变化对刻写光波导结构的影响,分析了波导结构变化的原因,并测试了1×2光波导功... 详细信息

针对Z切割铌酸锂晶体在中心波长为800nm、重复频率为76MHz的飞秒脉冲激光下,利用放大倍数为40、数值孔径为0.65的会聚透镜聚焦,研究了扫描速度和扫描次数的变化对刻写光波导结构的影响,分析了波导结构变化的原因,并测试了1×2光波导功分器的通光性能.实验结果表明:在采用横向扫描、聚焦深度为350～400μm、扫描速度为100μm/s和激光功率为250mW时,获得较理想的铌酸锂光波导,1×2光波导功分器的输出功率分布基本达到均分.

关键词：飞秒激光铌酸锂光波导通光性能