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非均匀步长分步傅里叶算法的改进

激光与红外 2018年第6期48卷 691-696页

作者：韩星星赵丽华西安交通大学城市学院物理教学部陕西西安710018

研究了大气湍流中斜程路径上激光波束的传输模拟过程中的步长取值问题。针对分步傅里叶算法中大步长情况下的边界反射问题,首先对已有的吸收边界法进行了数值实验,得到了吸收边界法的步长取值上限。提出了滤波函数法,进一步解放了对步... 详细信息

研究了大气湍流中斜程路径上激光波束的传输模拟过程中的步长取值问题。针对分步傅里叶算法中大步长情况下的边界反射问题,首先对已有的吸收边界法进行了数值实验,得到了吸收边界法的步长取值上限。提出了滤波函数法,进一步解放了对步长的限制,利用真空中的波束传输模拟,证明了滤波函数法的有效性及其有效区域。结合这两种方法,给出了一种斜程路径上的相位屏设置方式,模拟了激光在此路径上的传输并统计计算了激光光斑的相干长度和闪烁指数。数值结果与理论吻合,证明了滤波函数法可以有效地增大分步算法中步长的上限,从而提升大气湍流中激光波束远距离斜程传输仿真效率。

关键词：分步傅里叶算法大气湍流吸收边界滤波函数法斜程传输

动态自适应分步傅里叶算法及其在光纤传输模型中的应用

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激光杂志 2006年第3期27卷 46-48页

作者：罗江罗斌潘炜朱少平顾艳华西南交通大学计算机与通信工程学院四川成都610031

在分步傅里叶算法求解非线性薛定谔方程的基础上,发展了一种动态自适应算法,以达到对时间窗口和步长的动态选择。该算法解决了数值计算过程中由于无法事先估计传输后时域范围而可能引起的仿真结果失真,同时通过对步长的动态选择大大提... 详细信息

在分步傅里叶算法求解非线性薛定谔方程的基础上,发展了一种动态自适应算法,以达到对时间窗口和步长的动态选择。该算法解决了数值计算过程中由于无法事先估计传输后时域范围而可能引起的仿真结果失真,同时通过对步长的动态选择大大提高了计算效率。在非线性光纤光学、光孤子传输等领域应用该算法都能取得较好的效果。

关键词：光纤传输分步傅里叶算法非线性薛定谔方程数值计算

基于改进分步傅里叶算法的弯曲隧道电磁建模及仿真方法

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真空电子技术 2020年第6期33卷 52-56页

作者：熊洁段永奇虞凯钟选明中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 西南交通大学电磁场与微波技术研究所四川成都610031

针对现有弯曲长隧道电磁建模粗糙、仿真计算效率不高的问题,论文提出了基于改进分步傅里叶算法的弯曲隧道电磁建模及仿真计算新方法。该方法通过将隧道壁衰减系数引入传统的分步傅里叶计算公式,模拟隧道壁对电磁波的散射与吸收;通过修... 详细信息

针对现有弯曲长隧道电磁建模粗糙、仿真计算效率不高的问题,论文提出了基于改进分步傅里叶算法的弯曲隧道电磁建模及仿真计算新方法。该方法通过将隧道壁衰减系数引入传统的分步傅里叶计算公式,模拟隧道壁对电磁波的散射与吸收;通过修正空间域内的相位,来表征弯曲隧道内电磁波传播过程中产生的波阵面扭转效应。仿真结果表明,新方法能高效、准确地计算出隧道内的电场分布,相较于传统的交替方向隐式有限差分方法,计算效率提高了37倍。新方法特别适用于宽、长隧道的电磁波覆盖预测和分析,为隧道环境中移动通信系统的设计与优化,提供强有力的仿真计算工具。

关键词：分步傅里叶算法电磁建模仿真计算隧道

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傅里叶分步算法在海上电波传播预报中的应用

现代雷达 2008年第10期30卷 61-64页

作者：姚景顺杨世兴西北工业大学西安710072 海军大连舰艇学院辽宁大连116018

针对不规则地形和非标准大气环境,推导了电磁波传播的抛物型方程模型。该模型基于修正平坦地面的抛物型方程,采用了分步傅里叶算法;使用AREPS3.0软件计算不同距离上的路径损耗,大气信息取自舰载气象站;并与舰载雷达实际观测数据进行比较... 详细信息

针对不规则地形和非标准大气环境,推导了电磁波传播的抛物型方程模型。该模型基于修正平坦地面的抛物型方程,采用了分步傅里叶算法;使用AREPS3.0软件计算不同距离上的路径损耗,大气信息取自舰载气象站;并与舰载雷达实际观测数据进行比较,结果表明两者有较好的吻合。

关键词：电磁波传播抛物型方程分步傅里叶算法

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厚介质情况下激光“热像”的演化规律分析

物理学报 2007年第6期56卷 3255-3260页

作者：彭涛赵建林谢良平叶知隽李强粟敬钦西北工业大学理学院光信息技术研究所陕西省光信息技术重点实验室西安710072 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

以“热像”形成的衍射理论模型和分步傅里叶算法为基础,模拟研究了厚介质情况下“热像”的形成特点.重点分析了散射点调制系数(包括振幅调制和相位调制)、散射点与介质前表面之间的距离、散射点大小、入射光强等参数的变化对“热像”点... 详细信息

以“热像”形成的衍射理论模型和分步傅里叶算法为基础,模拟研究了厚介质情况下“热像”的形成特点.重点分析了散射点调制系数(包括振幅调制和相位调制)、散射点与介质前表面之间的距离、散射点大小、入射光强等参数的变化对“热像”点位置以及强度的影响.数值模拟结果与解析理论结果进行了对比,在散射点调制系数和入射光强的变化对“热像”的影响两种情况下,得出了与解析理论基本一致的结论;在散射点大小的变化对“热像”的影响情况下,得出了与解析理论预言不同的结论.此外,还发现散射点与介质前表面距离为零时,在介质后表面也可能出现“热像”效应.

关键词：热像小尺度自聚焦分步傅里叶算法散射点

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不同非局域程度条件下空间光孤子的传输特性

物理学报 2005年第8期54卷 3688-3693页

作者：曹觉能郭旗华南师范大学信息光电子科技学院广州510631

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度条件下,空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型,得出了在不同非... 详细信息

光束在非局域非线性介质中传输由非局域非线性薛定谔方程描述.讨论了在不同非局域程度条件下,空间光孤子的传输特性.提出了一个基于分步傅里叶算法数值求解孤子波形和分布的迭代算法.假定介质的非线性响应函数为高斯型,得出了在不同非局域程度条件下空间光孤子的数值解,并数值证明了它们的稳定性.结果表明,不论非局域程度如何,光束都能以光孤子态在介质中稳定传输.光孤子的波形是从强非局域时的高斯型过渡到局域时的双曲正割型,形成孤子的临界功率随非局域程度的减弱而减小,光孤子相位随距离线性增大,相位的变化率随非局域程度的减弱而减小.

关键词：空间光孤子非局域传输特性度条件非线性薛定谔方程非线性响应函数分步傅里叶算法非线性介质双曲正割型迭代算法数值求解稳定传输临界功率高斯型数值解稳定性孤子态变化率光束波形减小减弱相位距离

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划痕型缺陷对光场质量的影响

强激光与粒子束 2014年第9期26卷 192-198页

作者：任寰姜宏振刘旭刘勇杨一陈波郑万国朱日宏南京理工大学电子工程与光电技术学院南京210094 中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

为了研究高功率激光系统中划痕型缺陷对光场质量的影响,采用分步傅里叶算法对非线性近轴波动方程进行求解,模拟分析了不同划痕参数(长度、宽度、深度)下,元件内部、光束近场、元件后传输光场以及光束远场的光强分布情况。数值模拟结果表... 详细信息

为了研究高功率激光系统中划痕型缺陷对光场质量的影响,采用分步傅里叶算法对非线性近轴波动方程进行求解,模拟分析了不同划痕参数(长度、宽度、深度)下,元件内部、光束近场、元件后传输光场以及光束远场的光强分布情况。数值模拟结果表明:随着划痕长度、宽度或深度的增加,元件内部以及元件后传输光场的峰值强度和对比度均会相应增强;光束近场的光强对比度也会略微增大;对于光束远场的强度分布,与划痕宽度方向所对应的频谱能量会不断增强。该项研究工作可以为划痕检验标准的制定提供一定的定量分析依据。

关键词：光学元件划痕型缺陷高功率激光系统分步傅里叶算法光束近场光束远场

具有线性张角结构和非线性张角结构的锥形激光放大器的分析

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光学学报 2020年第3期40卷 88-94页

作者：曾德圣仲莉刘素平马骁宇中国科学院半导体研究所光电子器件国家工程中心北京100083 中国科学院大学北京100049

利用分步傅里叶算法求解锥形半导体激光放大器中的稳态行波方程,对线性张角结构和非线性张角结构波导形状的激光放大器进行光学和热学性质的数值模拟。通过比较两种结构的激光放大器的输入电流-输出功率曲线,输入功率-输出功率曲线和光... 详细信息

利用分步傅里叶算法求解锥形半导体激光放大器中的稳态行波方程,对线性张角结构和非线性张角结构波导形状的激光放大器进行光学和热学性质的数值模拟。通过比较两种结构的激光放大器的输入电流-输出功率曲线,输入功率-输出功率曲线和光丝形成数量,研究放大器中光丝的形成机理,解释两种激光放大器中不同光场分布的原因。结果表明,非线性张角结构的放大器不仅能使增益分布和光场分布更契合,而且能减小波导边缘反射光和入射光的耦合,所以有着更高的光光转换效率和更稳定的模式输出。

关键词：激光技术锥形激光放大器分步傅里叶算法光学和热学性质光场模式光丝

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垂直排列相列相液晶中的光控空间孤子

光学学报 2010年第10期30卷 3010-3015页

作者：浦绍质展凯云侯春风哈尔滨工业大学物理系黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨理工大学光信息科学与技术系黑龙江哈尔滨150080 中国石油大学(华东)物理科学与技术学院山东东营257061

用分步傅里叶算法研究了垂直排列相列相液晶盒中空间孤子的传输。用一束平行光在垂直排列相列相液晶中产生预倾角,另一束入射光沿液晶盒的中央位置射入液晶盒,推导了入射光在液晶盒中的传输方程。数值计算了入射光入射到70μm厚液晶盒... 详细信息

用分步傅里叶算法研究了垂直排列相列相液晶盒中空间孤子的传输。用一束平行光在垂直排列相列相液晶中产生预倾角,另一束入射光沿液晶盒的中央位置射入液晶盒,推导了入射光在液晶盒中的传输方程。数值计算了入射光入射到70μm厚液晶盒时液晶分子的取向角和折射率分布,还数值模拟了入射光在70μm和100μm厚液晶盒中的传输及孤子产生情况。根据理论分析发现垂直排列相列相液晶盒中可以外加一束平行光代替电场产生预倾角。另外还发现,70μm厚液晶盒中很难得到稳定传输的孤子,100μm厚液晶盒中不但能得到稳定传输的孤子还能得到周期随入射光强周期震荡的呼吸子。

关键词：非线性光学空间孤子分步傅里叶算法垂直排列相列相液晶自聚焦呼吸子