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矩形波导CO_2激光器远场强度分布随腔长变化的理论研究

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兵工学报 2007年第5期28卷 543-546页

作者：吴行飞杨静辛建国北京理工大学光电工程系激光实验室北京100081

本文对矩形波导激光谐振腔输出的空间强度分布进行了理论研究,得出了与实验一致的结果。分析表明,矩形波导CO2激光器在一定条件下可以获得类似阵列波导的远场同相相干压窄单峰输出,输出远场相干强度分布随腔长变化呈现周期性地交替变化... 详细信息

本文对矩形波导激光谐振腔输出的空间强度分布进行了理论研究,得出了与实验一致的结果。分析表明,矩形波导CO2激光器在一定条件下可以获得类似阵列波导的远场同相相干压窄单峰输出,输出远场相干强度分布随腔长变化呈现周期性地交替变化等特征。

关键词：光学 CO2激光器矩形波导激光模式阵列波导

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矩形波导CO_2激光器谐振腔耦合效率研究

中国激光 2017年第7期44卷 249-255页

作者：李辉冯继东谭荣清张阔海李志永马芳中国科学院电子学研究所高功率气体激光技术部北京100190 中国科学院大学北京100049 中国电子科技集团公司第五十三研究所天津300308

为了实现波导CO_2激光调Q脉冲输出,需要搭建半外腔激光器以在谐振腔内插入Q开关。实验研究了波导纵横比m=2的半外腔矩形波导CO_2激光器的输出功率与谐振腔光学结构参数之间的关系,对比了平面反射镜紧贴波导口激光器的输出功率,得到谐振... 详细信息

为了实现波导CO_2激光调Q脉冲输出,需要搭建半外腔激光器以在谐振腔内插入Q开关。实验研究了波导纵横比m=2的半外腔矩形波导CO_2激光器的输出功率与谐振腔光学结构参数之间的关系,对比了平面反射镜紧贴波导口激光器的输出功率,得到谐振腔模式耦合进入波导口的损耗与谐振腔全反镜曲率半径R以及全反射镜至波导口的距离d的关系。基于菲涅耳衍射积分理论,采用变步长辛普森算法理论计算了m=2的矩形波导谐振腔耦合效率与R、d之间的关系。基于实验及理论结果,得到了适合高纵横比矩形波导CO_2激光器半外腔搭建的两个耦合效率较高的谐振腔光学及结构参数:d=10mm、d=R的位置,并且R越大这两个位置对应的耦合效率越高。

关键词：激光器 CO2激光器矩形波导谐振腔耦合效率

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矩形波导中宽带非对称声传输

声学学报 2020年第5期45卷 770-776页

作者：陈乐乐胡洁南京林业大学信息科学技术学院南京210037

目前已有的非对称性声传输模型大部分局限于二维模式,无法直接应用于三维实际系统,针对这一问题,文中研究了通过内置非对称几何结构来实现声单向传输的三维管道模型。该几何结构体内引入天然材料——氙气,利用氙气与空气两种天然气体折... 详细信息

目前已有的非对称性声传输模型大部分局限于二维模式,无法直接应用于三维实际系统,针对这一问题,文中研究了通过内置非对称几何结构来实现声单向传输的三维管道模型。该几何结构体内引入天然材料——氙气,利用氙气与空气两种天然气体折射率的差异以及结构的不对称,实现声波在管道中的非对称传输,即当声波正向入射时,可通过管道内结构到达另一侧;而当反向入射时,声波无法通过内置的非对称结构。理论计算结果和仿真结果表明声波在三维矩形波导管中的非对称声传输效果和结构的厚度相关:当结构厚度较薄时,可在较宽频带范围内实现声波的非对称传输。此外,该矩形波导设计具有结构简单、透明超轻等特点,为设计新型声波非对称传输器件提供了相应的理论参考。

关键词：矩形波导传输效果非对称结构单向传输天然材料传输模型二维模式结构厚度

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矩形波导纵向缝隙的矩量法分析

电子与信息学报 2011年第11期33卷 2748-2752页

作者：王绪存周以国中国科学院电子学研究所北京100190 中国科学院研究生院北京100190

该文提供了对矩形波导纵向缝隙求解的更为精确的矩量法分析,同时考虑了缝隙电场的横向分布特性和波导壁厚的影响。对缝隙的谐振长度进行了实例计算,对比实际测量和软件仿真结果,具有很高的精确度。随后对算法的收敛性进行了分析,发现该... 详细信息

该文提供了对矩形波导纵向缝隙求解的更为精确的矩量法分析,同时考虑了缝隙电场的横向分布特性和波导壁厚的影响。对缝隙的谐振长度进行了实例计算,对比实际测量和软件仿真结果,具有很高的精确度。随后对算法的收敛性进行了分析,发现该文算法在基函数取到20,模式数取到20×20时基本收敛。该文还对缝隙电场横向分布特性在计算缝隙谐振长度时的影响进行了分析,结果表明其在半高波导、大缝隙偏置、大缝隙宽度和窄壁厚这几种情况下影响比较大。

关键词：天线矩形波导纵向缝隙矩量法横向分布

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矩形波导谐振腔耦合损失的角谱分析法

光学学报 1998年第8期18卷 988-991页

作者：刘儿兀徐启阳王新兵谢明杰华中理工大学激光技术国家重点实验室

在频域用角谱理论分析了矩形波导激光器谐振腔的耦合系数，计算了矩形波导中ＥＨ１１模的耦合系数，本文的方法可以推广用于对其它模的分析。

关键词：矩形波导谐振腔角谱耦合损失

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矩形波导宽边复合辐射单缝的分析

清华大学学报（自然科学版） 1999年第1期39卷 38-42页

作者：梁宏宇杨弃疾冯正和清华大学电子工程系

基于分析和设计复合缝阵列天线的需要，采用全域正弦基Ｇａｌｅｒｋｉｎ法，对矩形波导宽边复合辐射单缝的谐振特性和散射特性进行了分析。通过引入等效平行四边形概念和格林函数的谱域表达式，大大简化了问题的复杂程度，显著提高了运... 详细信息

基于分析和设计复合缝阵列天线的需要，采用全域正弦基Ｇａｌｅｒｋｉｎ法，对矩形波导宽边复合辐射单缝的谐振特性和散射特性进行了分析。通过引入等效平行四边形概念和格林函数的谱域表达式，大大简化了问题的复杂程度，显著提高了运算速度（在Ｐｅｎｔｉｕｍ－９０ＭＨｚ微机上分析一个复合单缝，截取５个缝隙口面电场模式，仅需约５ｓ）。计算结果表明，随着缝的倾角和横向偏置的增大，在谐振时其口面基模电场幅度和相位的变化趋于平缓；而在横向偏置相同的条件下，倾角越大，基模电场的相位随频率的变化越平缓，幅度则正好相反。与已发表的文献相比较，所得数值结果更接近于实验数据。

关键词：复合辐射链散射特性矩形波导复合缝阵列天线

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各向异性超常媒质矩形波导的导波特性研究

物理学报 2008年第9期57卷 5476-5484页

作者：孟繁义吴群傅佳辉杨国辉哈尔滨工业大学电子与信息技术研究院哈尔滨150001

研究中通过建立和求解填充各向异性超常媒质的矩形波导TE模式和TM模式的波动方程和场分布方程,讨论了各向异性超常媒质矩形波导的有效介电常数、有效磁导率、相位常数以及传输系数与所填充超常媒质本构参数之间的变化关系.研究发现,填... 详细信息

研究中通过建立和求解填充各向异性超常媒质的矩形波导TE模式和TM模式的波动方程和场分布方程,讨论了各向异性超常媒质矩形波导的有效介电常数、有效磁导率、相位常数以及传输系数与所填充超常媒质本构参数之间的变化关系.研究发现,填充了各向异性超常媒质的矩形波导的导波特性在截止频率之上的频率区域,其导波特性由所填充超常媒质的横向本构参数决定,而与超常媒质的纵向本构参数无关.但是,在截止频率之下的频率区域,该矩形波导的导波特性则由所填充超常媒质的横向本构参数和纵向本构参数共同决定.研究中通过典型的计算实例对所得到的结论进行了验证,结果表明,计算结果与理论预测相符合.这些研究结果为进一步发展超常媒质在波导相关技术中的应用夯实了理论基础,具有重要的理论意义和实用价值.

关键词：各向异性超常媒质矩形波导导波特性

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非互易旋电材料硅基矩形波导的色散特性研究

物理学报 2019年第15期68卷 248-253页

作者：王慧莹王智崔粲李航天李强詹翔空王健吴重庆北京交通大学理学院光信息科学与技术研究所发光与光信息技术教育部重点实验室北京100044 集成光电子学国家重点联合实验室北京100083

研究设计了基于光通信C波段旋电材料的矩形波导,利用有效折射率法对波导有效折射率及横向电场分布进行求解,得到矩形波导中Emn^x导模的色散方程.研究了在外磁场作用下表面磁等离子体激元的非互易传播特性.还研究了结构参数和材料折射率... 详细信息

研究设计了基于光通信C波段旋电材料的矩形波导,利用有效折射率法对波导有效折射率及横向电场分布进行求解,得到矩形波导中Emn^x导模的色散方程.研究了在外磁场作用下表面磁等离子体激元的非互易传播特性.还研究了结构参数和材料折射率对非互易色散关系、时延特性的影响.结果表明:其色散曲线随波导宽度的递增逐渐趋向平面波导;群速度vg与波导宽度、传播常数、工作波长相关;矩形波导芯区宽度在140—233.5 nm范围内的波导工艺容差较大;vg与矩形波导y方向包层材料折射率成正相关,当材料为金属银时慢光效应最明显,传输速度最小可以达到2.8×10^–3c.

关键词：矩形波导有效折射率表面磁等离子体激元非互易性

卷积完全匹配层截断3维金属矩形波导的应用研究

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强激光与粒子束 2005年第10期17卷 1557-1563页

作者：王玥王建国张殿辉西北核技术研究所陕西西安710024

讨论了高功率微波源模拟中波导开放边界截断的需求,分析了不同类型完全匹配层(PML)的特点,选用卷积形式PML截断色散波导器件的开放边界。从自由空间电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发,构造了未分裂形式的PML,用傅里叶变换的卷积定理... 详细信息

讨论了高功率微波源模拟中波导开放边界截断的需求,分析了不同类型完全匹配层(PML)的特点,选用卷积形式PML截断色散波导器件的开放边界。从自由空间电磁波的平面波解和分裂形式的PML出发,构造了未分裂形式的PML,用傅里叶变换的卷积定理,导出了直角坐标系下卷积完全匹配层(CPML)介质中电磁场的迭代形式的离散方程。在不同频率和模式激励源作用下,模拟计算了CPML截断矩形波导开放边界的性能,数值结果表明最大相对误差都小于-70 dB,远好于Mur吸收边界的截断效果。

关键词：卷积完全匹配层时域有限差分粒子模拟矩形波导截断