含负折射率介质层的一维光子晶体缺陷模的特性

利用转移矩阵给出了在正常材料中加入双负介质结构的色散关系和缺陷模的本征频率方程.根据本征方程计算了当缺陷层的折射率和光学厚度改变时缺陷模频率的变化.     

含负折射率材料的一维光子晶体中的全向缺陷模

发现由正、负折射率材料交替堆叠构成的一维光子晶体中的零平均折射率(zero-n)带隙中的缺陷模具有3种类型的角度色散,分别为正色散、负色散和近零色散。利用近零色散特性可实现全向缺陷模,此缺陷模的频率在任意角度下均保持不变。研究了具有近零色散的缺陷模与光子晶体的结构参数之间的关系。通过改变光子晶体的结构参数,对缺陷模的近零色散进行优化,实现了分别对应TE波或TM波的单偏振全向缺陷模。此外,发现全向缺陷模的频率不对应光子晶体平均折射率为零的频率,全向缺陷模为光子晶体器件(如全向滤光片)的设计提供了新的思路。     

多层掺杂对一维声子晶体缺陷模的影响

利用转移矩阵法研究了多层掺杂情况下一维声子晶体的缺陷模特征.研究发现:随着掺杂层数的变化,缺陷模的数目、透射峰和半高宽都有明显的变化.一层掺杂时,只出现一个中心缺陷模,二层掺杂和三层掺杂时除了出现中心缺陷模外,在中心缺陷模的两侧还出现了两个对称缺陷模;中心缺陷模的中心位置随掺杂层数的增加不变,对称缺陷模的中心位置随掺杂层数的增加向禁带中央移动.中心缺陷模和对称缺陷模的透射峰和半高宽都随掺杂层数的增加而减小.     

一维有限光子晶体中的单个缺陷

在一维有限光子晶体中利用传输矩阵推导了其反射和透射系数,并讨论了单个缺陷位置对透射系数的影响,发现单个缺陷在晶体中不同位置具有相同的缺陷模频率,但其透射峰具有不同的高度,同时当缺陷在晶体中心时,其透射峰最高。     

点缺陷、线缺陷耦合THz波全光开关特性研究

采用基于时域有限差分技术的数值模拟方法,研究了点缺陷和线缺陷复合的光子晶体结构,分析了在不同功率强度下入射光的透射行为。分析结果发现,当入射光频率与缺陷模谐振频率相等时,点缺陷束缚入射光,入射光透射率表现为“断”的状态;当入射光频率与缺陷模中心频率不相等时,入射光透射率表现为“通”的状态。而改变入射光功率强度会使缺陷模的位置发生移动,从而实现了THz波透射率调制的功能。该结论为设计THz波全光开关提供了重要依据。     

含单负材料的一维光子晶体异质结构的缺陷模分裂

由两种单负（负介电常数或负磁导率）材料交替堆叠而成的一维光子晶体异质结的周期结构中，发现了缺陷模的孪生分裂现象。在此异质结中，仅有一光子晶体存在零有效位相（zero-φeff）带隙。计算结果显示，随着异质结的周期数增加，（zero-φeff）带隙内的缺陷模将发生分裂，分裂后的缺陷模对称地分布在带隙中央的两侧。当异质结的周期数为偶数时，总能在（zero-φeff）带隙中找到两缺陷模，其频率与异质结的周期数为2时的缺陷模相同；对应这两缺陷模频率的电场在异质结构中传播时，呈周期的丛生状分布。     

二维正方晶格各向异性光子晶体完全禁带中缺陷模的计算和分析

采用FDTD(时域有限差分法)方法,通过微调中心点缺陷半径Rd以及中心附近对称位置的点缺陷半径Rn,计算了二维正方晶格各向异性碲圆柱光子晶体的点缺陷模.计算结果表明,H极化缺陷模共振频率对于缺陷半径的变化不太敏感,得到了完全禁带中缺陷模频率与点缺陷半径和多点缺陷半径之间的有规律的变化关系.     

环形微机电陀螺本征轴向的推算方法

环形微机电陀螺的敏感结构误差会导致工作模态频率分裂和振动轴向偏转,是影响性能的主要因素之一。质量分布误差中影响最大的是4次谐波分量。为了确定这种缺陷所在的角度,理论分析了环结构在不同角度的检测电极处的频率响应特性,提出了一种通过频率响应参数计算环形结构工作模态本征轴向的方法。为了检验该方法的准确度,采用有限元方法对具有结构缺陷的环结构进行了谐响应分析,结果表明该方法确定的本征轴向相对误差约为2%。     

含单负材料的光子晶体的缺陷模和透射谱

用传榆矩阵法分析了由2类单负材料组成的含缺陷一维光子晶体的缺陷模及透射谱。结果表明：当缺陷为一层单负材料时。零有效相位带隙中出现2个缺陷模,且缺陷模的频率可通过缺陷层的厚度和2种单负材料的厚度比来调节。当缺陷为1组单负磁导率材料和单负介电材料组成的双缺陷时,通过选取合适的参数满足平均磁导率和平均介电常数都为零时,带隙中未出现缺陷模,而且带宽保持不变,带边电场也随着双缺陷厚度的增加而被强烈的局域。     

固-流结构矩形掺杂声子晶体中弹性波的缺陷模

采用一维固-流结构矩形掺杂声子晶体中弹性波横向受限的条件,推导出弹性波在其中各个模式满足的关系式. 利用它分析了弹性波各模式的特性,并使用转移矩阵法研究了弹性波的缺陷模随模式量子数和矩形边长的变化规律,得出了一些不同于一维非受限声子晶体的缺陷模的新特征. 一维掺杂矩形声子晶体的缺陷模由模式量子数确定,缺陷模的频率和半高宽与模式量子数和矩形边长有关.     

一维光子晶体的缺陷模式研究

利用传波矩阵方法,计算了电磁波在带有缺陷的一维光子晶体中的传波。数值计算表明,在只有一个缺陷层时,缺陷模式频率与缺陷层在光子晶体中的位置无关,当有两个缺陷层出现时,缺陷模式频率与缺陷层在光子晶体中的位置是有关的。另外,计算也表明,缺陷模式频率对缺陷层材料的折射率变化是非常敏感的。     

超声波检测桩身混凝土缺陷的信号频谱分析研究

介绍了超声波法检测混凝土缺陷的原理,分析了混凝土中缺陷与超声波声学参数之间的关系.对混凝土试样进行声波测试,利用频谱分析方法得出超声波的频谱特性.通过比较完整混凝土与有缺陷混凝土声波测试的频谱差异,对混凝土内部缺陷情况进行综合判断.以某一工程的桩身混凝土声波检测为例,说明利用频谱分析方法对桩身混凝土缺陷进行判断能够取得较为满意的结果.     

基于脉冲漏磁检测原理的缺陷分类识别技术

脉冲漏磁检测是一种快速发展的无损检测方法,而相应的缺陷分类识别是缺陷检测与评估中的关键步骤之一.在介绍脉冲漏磁检测原理的基础上,设计了新型传感器,对不同类型缺陷的标准试件进行了测试;通过对缺陷瞬态差分信号的时、频域特性进行分析,提取了峰值、过零时间以及频谱中一特定频率点的幅值作为特征量对缺陷进行分类识别.实验结果表明该方法可对10 mm钢板表面以及下表面缺陷进行有效的分类识别.     

腔内非均匀增益对DF化学激光器本征模式特性的影响

通过对氟化氘(DF)化学激光器腔内气动流场的分析,建立了包括小信号增益系数分布和折射率起伏分布的非均匀增益分布模型,进而分析了化学激光器腔内非均匀增益分布对其模式特性的影响。采用增益介质多层分布法和Fox-Li迭代法,计算了具有非均匀增益分布的DF化学激光器有源腔本征模式分布,并利用功率谱密度(PSD)及 Zernike 像差系数对无源腔以及有源腔本征模式的相位特性进行了比较分析。研究结果表明：DF 化学激光器腔内非均匀增益特性会引起其本征模式分布不均匀性和波前相位高频比例的增加,进而导致激光器输出光束的光束质量明显下降。     

电磁量测量的一体化传感器仿真分析与设计

单种电磁无损检测方法检测对象较为单一,而且缺陷的定量评估精度和检测的可靠性不高,采用集成化无损检测技术是解决这些问题的有效途径。该文在前期研究基础上,利用脉冲激励频谱成分丰富的优势,将脉冲激励方式引入电磁无损检测领域,深入研究脉冲激励下多种电磁无损检测方法的集成化问题,通过突破多种电磁无损检测方法的原理集成、一体化传感器设计等关键技术,从而在解决传统正弦激励的电磁无损检测技术不足的基础上,进一步拓展和提高集成化电磁无损检测技术的研究领域和理论水平。预期研究成果将进一步推进集成化无损检测技术的发展进程,对于提高大型装备无损检测的效率及缺陷定量评估的精度都具有十分重要的理论意义和实用价值。     

基于二维连续小波变换的织物疵点检测

同正常织物纹理比较,疵点区域由于其纹理不规则及变形而导致不同的局部纹理特征。利用二维连续小波特征,能在时域和频域上对织物图像同时实现任意尺度和旋转角度的变换。通过纹理模型和频谱分析,确定出最优的变换尺度和旋转角度,并由预先确定的全局阈值从小波变换系数的模中进行疵点的分割。实际疵点的检测结果表明该方法是可行的。     

基于Python的含凹坑缺陷蜂窝夹芯结构参数化建模及应用

凹坑缺陷是蜂窝夹芯结构中常见的缺陷之一,其有限元建模是对蜂窝夹芯结构开展数值仿真的难点之一。基于Python对ABAQUS进行二次开发,创建了无缺陷蜂窝夹芯结构建模插件和含凹坑缺陷蜂窝夹芯结构建模插件,该插件能够实现含凹坑缺陷蜂窝夹芯结构的参数化有限元建模。利用上述插件研究了凹坑缺陷关键参数对蜂窝夹芯结构固有频率和临界失稳载荷的影响规律,结果表明蜂窝夹芯结构的前两阶固有频率和一阶临界失稳载荷均随凹坑直径的增大而降低,也均随凹坑深度的增大而降低。