渐变折射率平面波导的导模场分布的确定

文中给出了求渐变折射率平板波导场分布的差分方程法，利用它可以很方便地得到TE模和TM模的场分布．并且给出了计算实例，从中可看出差分法是一种简单可行的方法．     

棱镜耦合波导模式方程的另一导出法

汤定鼎和方俊鑫曾导出棱镜耦合下平面波导TE模的模式方程,但是在关键地方作了一个很强的假设:B_1=-A_1e~(-a_1s)。本文无需这个假设,对棱镜耦合波导导出了同样的模式方程。     

基于MATLAB的波导和谐振腔内能量传输仿真

利用MATLAB软件的图形技术对波导和谐振腔内的时变电磁场的能量传输三维空间分布进行仿真,将抽象的电磁场能量概念形象化、可视化,有利于对电磁波能量传播特性的理解。通过亥姆霍兹方程和导体表面边界条件,求出矩形波导和谐振腔内电磁场分布,然后求出坡印亭矢量分布。在此基础上,利用MATLAB对TE33波模进行仿真,可以清晰看出TE33模在沿波导的横截面只发生电磁能量交换,能量沿轴向方向传输;而在谐振腔中TE33模不仅在沿谐振腔横截面只发生电磁能量交换,在纵向也只有电磁能量相互转换。     

多沟道光波导TE模的转移矩阵及模式本征方程的改进

对于多层平板波导的模场分布的研究,转移矩阵方法行之有效.该文研究由两种均匀基膜交替邻接组成的多沟道光波导,通过合理的划分周期区间,将一个周期取作3层对称膜,从而可以用一个等效的单层结构来替代它.然后,严格导出了这种周期性结构TE模的转移矩阵和模式本征方程.     

圆形槽波导到圆波导结的分析

用有限元法分析了圆形槽波导到圆波导结这一复杂结构的电磁特性．为了避免伪模式的产生,有限元法的基函数采用的是矢量基函数．利用完全匹配层(PML)来解决槽波导无限域结构的截断问题．有限元有限元法法的分析得出了这一波导结中圆形槽波导端口TE11^=0=模和圆波导端口TE11^0模之间的模式散射参数(5参数)随离散频率点和耦合结构尺寸变化的结果,分析结果为圆形槽波导谐振腔或振荡器的设计提供了依据．     

介质波导中非线性TE波的传输特性

本文得到了在一阶和二阶非线性光学效应下平面介质波导中TE波的Maxwell方程的精确解;导出了TE波的非线性模式本征方程和波导的有效厚度及模式本征值的相对修正公式。     

非线性平板波导TE0模均匀场分布及其归一化形式

通过理论分析及典型实例计算,分析了包层及衬底均为非线性Kerr型介质、芯区为线性均匀介质的三层平板波导的TE0模出现均匀场分布的条件及其归一化形式.给出了自聚焦和自散焦情况下对称三层平板波导TE0模的归一化场分布曲线以及功率随归一化模折射率变化曲线.     

电磁波在填充非线性左手介质平板波导中的传播

对填充非线性左手介质理想导体平板波导中横电波(TE波)进行了理论分析,得到其电磁场分布和色散方程.通过数值计算,给出了部分TE波低次模的色散关系曲线.结果表明,当电磁波频率为4～6GHz时,介质的电容率和磁导率都为负;电磁波在此种波导中的各次模的色散程度随电磁波频率的增大而近似线性增大;在板间距离相同时,低次模的色散比高次模的色散大;随着板间距离的增大,电磁波在波导中的相速度线性增大;当电磁波的频率一定时,波导的色散程度随波导两板间距离增大而线性增大.     

含左手材料四层平板波导的模式特性

【目的】研究一个中间两层为左手材料,覆盖层和衬底层为右手材料的四层平板波导(RHM-LHM-LHMRHM)系统。【方法】用数值计算波导的色散曲线,画出不同模式的电场分布图。【结果】该波导存在TE0模和TM0模,高阶模式的TE模和TM模会出现双模现象,在特定的波导层厚度下,TEm模和TMm模的有效折射率相同。缓冲层的厚度和介电常数越大,TM模的双模现象越显著。模系数m为奇数或偶数的电场分布图相似,但波导层厚度越大,其电场振荡越强,而缓冲层的电场振荡基本不变。【结论】通过控制左手材料的介质参数可以灵活改变波导的模式特性。     

二维三角晶格光子晶体的带隙计算和波导的传输效率分析

采用平面波展开法对二维三角晶格介质柱光子晶体和空气孔光子晶体分别在TM和TE极化下的带隙进行了计算;采用时域有限差分法分别计算了TM模和TE模在二维三角晶格介质柱和空气孔弯曲波导中的传输效率。研究对设计高传输效率的光子晶体波导定向耦合型器件具有重要意义。     

分别含左右手材料的三层平板波导中光导模的比较研究

从电磁场理论出发推导了电磁波在含左手材料填充的三层平板波导中的特征方程,分别对含左手材料和右手材料的三层平板波导中电磁波的导模进行了分析及仿真,对电磁波在上述两种材料中传导导模进行了分析及对比;研究表明,两种波导结构中的导模数目都将随着芯层厚度的减小、入射波频率的减小而减少;而且,对于结构参数相同的两种波导,含左手材料的三层平板波导中存在模式缺失,不存在TE0模,且导模数不多于传统的右手材料波导.     

半矢量有限差分波束传输法求解多模波导模场

三维波导的模场具有偏振特性(TE或TM模),针对三维脊型光波导模场的偏振相关性,对于不同偏振方向的模场构造满足不同边界连续性条件的差分格式,结合交替方向隐式FD-BPM来处理三维波导问题,分析了多模脊型光波导的模场,得到各阶导模的模传播常数和模场分布.利用该方法得到的模场可以基于同一套空间差分网格而直接用于波导器件的FD-BPM功能模拟,避免为了分析波导模场而去寻求另外的方法.     

指向耦合器型TE／TM模分离器模式传输特性及损耗分析

用光束传播方法(BPM法)分析了有金属覆盖层的指向耦合器型TE／TM模分离器的传输特性，计算了波导损耗。     

列车对矩形隧道电磁波传输影响带脊波导分析

为求解矩形正脊波导的截止频率问题，把求解矿井隧道中存在列车时的电磁波传播特性问题归结为求解矩形正脊波导截止频率的问题。由矩形正脊波导中主模TE10波模的分布结构特征，用准静态方法近似的计算出等效电容和等效电感，从而计算出谐振频率，也就是矩形正脊波导的截止频率。并通过计算结果分析了矿井中列车的位置、高度和宽度对截止频率的影响。     

高功率毫米波过模波导模式耦合设计

在模式耦合理论的基础上,对过模圆波导模式耦合进行了系统研究,得到了最优几何参量.采用不同的相位重匹配方法和选择相应的几何结构,对TM01-TE11、TE01-TM11、TE0-TE01、T01-TE,11.模式变换器进行了优化分析,以此结果可设计出相应的紧凑、高效、宽带毫米波过模波导模式转换器.     

用FDTD法分析各向异性介质填充矩形波导的截止特性

给出用时域有限差分(FDTD)法分析各向异性介质填充波导问题的差分格式,实例计算了磁各向异性介质完全填充矩形波导TE模各模式的截止波数,计算结果与理论值吻合较好;分析了磁各向异性介质和电各向异性介质填充对矩形波导TE模和TM模主模归一化截止波数的影响。     

多量子阱波导TE、TM模场分析

利用求解边值问题的亥姆赫兹方程和等效折射率近似方法 ,得到了芯区折射率呈锯齿型分布的多量子阱波导TE、TM模场的精确解和等效解 ,并且利用数值计算表明 :在多量子阱波导周期与芯区厚度之比趋于零时 ,精确解和等效解相当好地吻合 .本文的计算表明 ,等效折射率近似是一种研究任意折射率分布的多量子阱波导特性的有效方法     

平行板多层介质径向波导的本征方程

准确快速获得平行板多层介质径向波导的本征值，是运用径向模式匹配法分析介质加载圆柱腔的关键，首先根据平行板多层介质径向波导（径向均匀）本征模的场分布，讨论了两层和三层介质径向波导中TE^Z模和TM^Z模的轴向本征函数，然后利用边界条件推导了相应的本征方程，最后探讨了本征方程的数值求解方法，同时对计算结果进行了分析。     

非核电磁脉冲在坑道中的传播

为了研究非核电磁脉冲在坑道中的传播规律,基于旋转对称时域有限差分法建立了圆形截面坑道的数值分析模型,以圆波导中TE01模、TE11模和TM01模作为激励模式,计算了不同载频的高功率微波和不同脉宽的超宽带电磁脉冲的衰减。结果表明:非核电磁脉冲随着传播距离的增加,衰减基本上是线性变化的,但在传播过程中,载频较高的高功率微波衰减上下起伏比较明显;高功率微波的载频越高,超宽带电磁脉冲的脉宽越窄,波的衰减量越小;TM01模激励较之TE01模和TE11模激励时脉冲的衰减要大。对数值计算结果和试验数据进行了比较,二者吻合较好。     

消失模波导滤波器的设计理论

给出了消失模波导滤波器的设计理论,其中导出了矩形波导在TE主模传播时的等效电路.给出了设计实例.与通常的波导滤波器相比较,文中提供的设计可使滤波器的体积、重量大为减小.