单模光纤准直器耦合效率分析

在高斯光束耦合理论的基础上，得出了单模光纤准直器在失配耦合情况下，其耦合损耗的数学表达式，并对计算结果进行了分析；理论计算值与实验测量结果相吻合。     

单管半导体激光器快轴准直轴向误差分析

分别采用ZEM AX光学设计软件和高斯光束传输变换理论算法对单管半导体激光器快轴准直透镜轴向误差进行模拟计算分析。基于微透镜准直设备的单管快轴准直实验结果与两种方法得到的结果进行对比,分析得出高斯光束传输变换理论计算的曲线图更加接近实验结果。     

高斯光束通过BSO晶体后的非线性效应

在几十到一百多毫瓦的入射光功率条件下，发现高斯光束通过ＢＳＯ晶体后的远场光斑中心处的光强随入射光功率具有明显的非线性效应，分析了引起这一现象的理论机制，实验研究表明理论与实验相符。     

低功率输入双耦合器光纤谐振环非线性研究

对双耦合器光纤谐振环进行了理论计算和实验研究。理论计算的结果表明,当谐振环的输入光功率线性增大时,其输出光功率具有非线性的特征。实验结果验证了前面的理论计算。实验中采用的是普通商用光通信系统光源和普通的单模光纤,且在谐振环中未加偏振控制。实验结果显示,注入很低的功率,在它线性增加时,谐振环的输出功率显示出明显的非线性,并且其输出信号的变化规律与输入较大功率情况下的理论计算结果完全一致。     

基于相干衰减器的半高斯激光束的产生实验研究（英文）

根据之前的理论分析(Yaling Yin,et al,Opt.Commun.281(22),5511(2008)),实验上设计了一个由相干衰减器和锋利薄刀片构成的产生无衍射条纹的纯净半高斯激光束的简单光学装置.装置中相干衰减器由两片有机玻璃片和一片塑料薄膜构成,并由马达驱动,该相干衰减器可以有效降低激光场的相干度.实验中,选择氦-氖激光作为实验光源,在传输位置z=0.5 cm处获得了品质因子Q_(SGB)=1:16.42的无衍射条纹的纯净半高斯激光束.实验结果显示,产生的半高斯激光束的品质因子随着传输距离的增加而减少,产生的半高斯激光束的陡峭上升沿的宽度与入射高斯光束的波长和束腰半径无关,这与之前的理论计算结果一致.实验上产生的半高斯激光束因为具有非对称性的强度分布、优良的空间传输特性,所以在现代光学中有广泛的应用.     

温度传感器非线性误差的理论分析及其实验研究

通过导出的温度传感器的温度－电压特性线性化电路参数Ｒｓ和Ｒｆ应满足的方程组，在（Ｒｓ，Ｒｆ）变数平面内对该方程组的性质进行了分析，并提出了求解这一方面组的数值计算方法和计算传感器非线性误差的理论公式，其理论计算与实验结果吻合较好。     

音叉混沌实验仪的研制

依据非线性动力学混沌理论、采用音叉振动装置、运用虚拟仪器技术,开发了适应大学物理实验的音叉混沌实验仪。利用该实验装置可以结合虚拟仪器界面中的实验现象和理论计算结果,直观地观察和定量研究混沌运动状态。     

金属腐蚀速度的计算机辅助测定(Ⅰ)数值实验研究

研究了在极化曲线测定的基础上，采用最优化方法测定腐蚀参数的方法，选用了３种非线性拟合的方法（高斯牛顿法、麦夸特法及离散型拉氏变换法），用能产生指定标准偏差的极化曲线模拟数值实验，对３种方法的实用性，从标准偏差、测量点的位置和数目、体系转移系数值等对方法的收敛性和计算结果的影响进行了考察．     

围护结构非高斯风压时程的峰值因子

大跨屋盖边缘区域风荷载表现出明显的非高斯特性,为确定非高斯风压时程的极值风压,并与传统的风荷载理论所采用的峰值因子法相衔接,采用Hermite矩模型将非高斯风压时程变换为高斯时程,计算高斯时程的峰值因子,然后通过逆变换得到非高斯时程的峰值因子.通过对大跨鞍型屋盖的风洞实验数据进行处理,得到不同工况下屋面各测点的峰值因子,并对其特性进行系统分析.实测负向峰值因子与计算峰值因子的对比结果表明,计算峰值因子具有较好的计算效果.     

MgⅡ280hm线的共振逃逸因子和跃迁概率的理论计算

基于已得到的佛克脱线型的精确表达式,对于高斯线型和洛伦兹线型,理论计算了组成MgⅡ280nm两条共振线的共振逃逸因子和跃迁概率,在计算过程中,对镁原子的上下能级的碰撞强度、基态数密度和镁等离子体在谱线中心的光学深度进行了分析讨论．计算结果和报道的实验结果相一致。     

有限孔径场分布的一种解析分析

给出了有限孔径Bessel、Bessel-Gauss和Gaussian波束的一种简单的解析描述,根据矩形函数在[0,∞）区间可以近似为一组高斯函数的线性叠加这一性质,将这3种波束的源函数表示为一组Bessel-Gauss函数的叠加,这种方法可以方便地计算出场分布,给出了一些数值结果,并与文献中的结果进行了比较,两者符合较好。     

吸收媒质中非线性Gauss聚焦超声场的仿真研究

通过频域有限差分法求解KZK方程,对吸收媒质中Gauss聚焦超声换能器的基波和高次谐波声场进行计算和仿真,研究了各次谐波沿传播方向的分布规律,发现高次谐波声场同样具有Gauss聚焦特性,并且谐波阶次越高,聚焦特性越好.此后讨论了不同的吸收系数对Gauss声场聚焦特性的影响,结果显示吸收系数的改变不会影响Gauss声场的径向分布形状,但吸收系数的增加导致聚焦区域声场强度的减弱,甚至聚焦无法实现.     

Gauss聚焦脉冲波非线性声场特性

研究了一种窄带脉冲激励下Gauss聚焦波的非线性声场特性.采用解析方法求解KZK方程,理论研究了基波和二次谐波的空间分布规律.结果表明,基波和二次谐波声场沿径向均近似服从Gauss函数规律,且二次谐波波束更窄,但仅在准单色波条件下波束宽度与2成近似反比关系,时域方法的数值计算结果验证了理论结论.     

高阶贝塞尔光束的Z扫描理论

以菲涅耳-基尔霍夫衍射理论为基础,研究高阶贝塞尔光束穿过非线性光学介质的衍射效应,从而解释高阶贝塞尔光束的Z扫描现象.通过对使用高斯光束、零阶贝塞尔光束、一阶贝塞尔光束、二阶贝塞尔光束和三阶贝塞尔光束的归一化Z扫描曲线对比,表明使用高阶贝塞尔光束较使用零阶贝塞尔光束的Z扫描具有更高的灵敏度.高阶贝塞尔光束的Z扫描为测量介质非线性光学系数提供了一种更为精确的测量方法.     

基于球麦克风阵列的三维空间多声源定位

由于球麦克风阵列本身结构的特殊性,目前它广泛的应用于声场录制、波束形成、声场重现和声场分析等等领域.利用球麦克风阵列的对称性进行三维空间的多声源定位,和传统的声源定位方法不一样,通过分析声波传播的物理特性,采用球谐函数声场分解的方法,研究和探讨了离散的球麦克风阵列求解多声源情况下球散射声场球谐系数的方法,同时采用球傅立叶变换的方法分析了多声源情况下声场的指向性因子的变化情况,并由该指向性因子的等高线图确定了三维空间中的各个声源方向.同时还大致分析了麦克风阵列的离散化所导致的声场分解的误差,讨论了麦克风阵列的大小、麦克风位置以及声场分解模态的高低对声源定位精度的影响,最后采用了遗传算法对球麦克风阵列的麦克风位置进行设计和优化,提出了在有实际应用条件限制下设计优化球麦克风阵列的一种方法.计算机模拟表明,基于声场球谐系数求解和球傅立叶变换的方法可以同时有效的确定三维空间中任意方向的多个声源的方向.     

基于Lagrangian Gaussian光束的数值方法

给出一种二维非均匀介质波场计算的渐近方法, 该方法基于Lagrangian Gaussian光束(简称LGB)系统的波场数值模拟, 利用任何一个非均匀介质的光束都是独立连续的, 完整的波场即为由所有这些Guassian光束叠加得到的原则构造数值方法, 并用数值结果验证了该方法的有效性.     

部分相干光经透镜聚焦后的光束整形

目的研究部分相干光束经透镜聚焦后的光束整形技术。方法从广义惠更斯-菲涅尔衍射积分方程(Collins公式)出发,证明了光强分布为高斯型分布的部分相干光束经透镜聚焦,在几何焦点附近的光强分布强烈依赖于部分相干光束的空间相干度。基于这一点,可以直接控制部分相干光的空间相干度来获得想要的光强分布。结果通过选择合适的相干度形式能够获得部分相干平顶光束或部分相干空心光束。结论部分相干光束的光束整形研究为潜在的应用,如材料处理,光学治疗、原子光学等,提供了一个新的光束整形的方法。     

扰动对三倍频光束质量的影响

使用分步傅里叶变换和四阶龙格库塔法,对高强度激光三次谐波转换的光束质量进行了研究,考虑了谐波转换过程中的二阶非线性、三阶非线性、衍射、离散等效应,并着重研究了入射基频光波的扰动对三倍频光束质量M2因子的影响.研究表明,入射基频光的振幅调制和位相畸变均会降低三次谐波转换光波的光束质量,相对而言较大的位相畸变对谐波光束质量的影响更大于振幅调制的影响,而较小的位相畸变对谐波光束质量没有明显的影响.     

高斯光束经球面透镜─圆锥透镜系统衍射后的光强分布

本文首次计算了由会聚球面透镜与圆锥透镜组成的激光环形聚焦光斑的光强分布、光能量集中分布以及离焦面上的衍射场分布，所得到的光场分布表达式，很适合于进行数值计算．     

高斯光束中心处电场的振幅与光束功率及其强度分布的关系

从Fraunhoffer approximation出发,运用电动力学知识,结合高斯光束中心处振幅分布图及振幅与强度的关系图,分析了高斯光束中心处电场的振幅与光束功率及强度分布的关系,对研究高斯光束中心特性作了进一步的提高.