粗糙面后向散射的基尔霍夫标量近似法研究

实际的粗糙面由高斯型粗糙来模拟,结合高斯型粗糙面的相关系数,依据基尔霍夫标量近似法给出了高斯型粗糙面后向散射系数表达式,通过数值计算得到了后向散射系数随入射角及入射波波长的变化曲线,分析了粗糙面高度起伏均方根、相关长度、介质介电常数、入射波波长对后向散射系数的影响,得到了较完整的高斯粗糙面后向散射特征.     

分层高斯分布介质粗糙面电磁波透射问题的微扰法研究

运用微扰法研究了平面波入射分层介质粗糙面的电磁波透射问题,推出了不同极化状态的透射波散射系数公式。采用高斯粗糙面来模拟实际的分层介质粗糙面,结合高斯粗糙面的功率谱,导出了平面波入射高斯分层介质粗糙面的透射系数计算公式。通过数值计算得到了HH极化透射系数随透射波散射角变化的曲线,讨论了底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响。数值计算结果表明：底层介质介电常数、中间介质介电常数和厚度、粗糙面参数及入射波频率对透射系数的影响是非常复杂的。     

高斯光束在粗糙圆柱表面散射的Kirchhoff解

采用物理光学边界近似,分析了高斯光束在随机粗糙分布的圆柱形物体表面的散射,同时给出了一次散射的远场积分表达式,并就高斯光束呈水平偏振光状态,垂直入射于圆柱导体表面时,位于入射面内的散射截面的角分布作了进一步的讨论.给出了包含有粗糙表面统计参数的散射截面的表达式.     

非局域耗散介质中椭圆高斯光束的传输特性

利用变分法对傍轴椭圆高斯光束在耗散的并具有椭圆对称响应的强非局域克尔介质中的传输特性进行了研究，得到了光束各参量所满足的演化方程．结果表明：当损耗足够小时，不同入射功率情况下椭圆高斯光束的长、短轴分别作不同周期、不同幅度的周期振荡，并总体呈现展宽趋势．     

半导体激光器录放系统耦合分析

本文根据半导体激光器的发光特性,分析计算了椭圆高斯光束在光学系统中的衍射传播以及光源参数和系统参数对光能耦合、聚焦光斑直径的影响;确定了当入射光场为椭圆高斯分布时,获得圆对称聚焦光斑的条件。利用菲涅尔衍射积分,得出准直系统轴上点光强最大时,数值孔径与光源特性参数关系的解析表达式,并给出了设计和实验结果。     

强非局域介质中的椭圆高斯型损耗空间光孤子

应用解析的方法研究了傍轴椭圆高斯光束在含小损耗椭圆对称强非局域非线性介质中的传输特性，得到了光束各参量的演化方程、束宽的演化规律和2个临界功率。当椭圆对称强非局域介质的响应函数满足一定条件，这2个临界功率相等；当介质损耗足够小，初始功率等于这一临界功率时，傍轴椭圆高斯光束在传输中，其束宽保持缓慢展宽，可以得到椭圆高斯型损耗空间光孤子。     

基于波束级数展开的粒子椭圆高斯波束散射特性

基于矢量波函数之间的正交性等,得出了任意电磁波束的零阶场和x,y,z一阶场等粒子散射场的表达式,给出了各阶入射场展开系数与散射场展开系数的通用关系,以椭圆高斯波束为例,研究了椭圆高斯波束中粒子的散射特性,通过仿真分析了波束腰宽、照射距离等对散射特性的影响,验证了本文算法的有效性;研究表明:波束腰宽可以改善粒子的识别性能,波束中的粒子具有较强的前向后向散射特性.方法简单,为研究电磁波束的粒子散射特性探索了新的途径.     

光轴取向任意时单轴晶体内表面上的双反射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,寻常光和非寻常光从单轴晶体入射到各向同性介质时界面上的双反射和折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

高斯光束象散和场曲的计算（Ⅰ）

本文导出单折射球面对轴外高斯光束变换成像时，其子午和弧氏两正交平面内的物像变换方程，并给出相应的象散和场面的定义式。最后，经分析和计算表明，物空间一束入射的因高斯光束，经过单折射球面变换后，由于光束的对称性被破坏，其结果在象空间一般形成一束出射的象散高斯光束。     

光轴取向任意时单轴晶体界面上的双折射

根据入射光、反射光和折射光之间的位相匹配条件,利用晶体的折射率面,通过作图法,分析了光轴取向任意,自然光从各向同性介质入射到单轴晶体时界面上的反射和双折射.从图上直接得到了反射光波和折射光波的位置,然后利用几何关系,得到了光波反射角和光波折射角的解析表达式.根据介质中光波与光线的关系,进一步分析了反射光线和折射光线的位置,并给出了光波与光线的离散角、光线反射角和光线折射角的解析表达式.该方法简单直观,结果具有一般性.     

垂直发育裂隙介质中PP波扰动法近似反射系数研究

为了实现裂隙介质中的地震AVO(amplitude variation with offset)反演,基于Christoffel方程和边界条件,推导了EDA介质中PP波、PS1波、PS2波精确反射系数表达式,并采用扰动法推导了极端弱各向异性介质中PP波的近似反射系数,通过弹性系数简化得到HTI、裂隙EDA介质中PP波的近似反射系数。模型计算结果表明:在弱各向异性条件下,HTI(horizontal transverse isotropy)介质中地震波的近似反射系数公式计算精度较高,相对误差在4%以内;当裂隙介质在弱各向异性(各向异性系数0.1)的情况下,当入射角在40°以内时,PP波近似反射系数与精确反射系数的绝对误差在10~(-4)以内,相对误差小于4%,但随着入射角的加大其计算误差有所增加。对各向异性较强烈(各向异性系数达到0.2)的裂隙介质,当入射角相对较小时(小于45°时),裂隙介质中PP波近似反射系数计算式对于强各向异性的介质仍然成立。通过对反射系数的近似研究,可以将裂隙介质中反射系数的非线性问题转为线性问题,进而利用这些特性进行参数反演,有利于提高反演速度。     

自然光入射时反射及折射光的偏振态与入射角之关系

应用菲涅耳公式对自然光入射时反射及折射光的偏振态与入射角之关系进行了讨论。发现对于反射光来说,在布儒斯特角两侧平行入射面的光振动与垂直入射面的光振动振幅之比不是一个对称关系;对于折射光来说,平行入射面的光振动与垂直入射面的光振动振幅之比是单调上升的。     

匹配高斯光束在双光子光伏光折变介质中的自偏转

通过数值模拟的方法,研究了无偏压双光子光伏光折变介质中匹配高斯光束的动态演化及自偏转特性.结果表明,对于给定的与双光子光伏光折变晶体参量匹配的高斯光束,在晶体中能演化为稳定的孤子波;考虑扩散效应之后,匹配高斯光束的光束中心将发生自偏转.高斯光束的自偏转程度首先随入射光强的增加而增加,当光强达到一定程度后随着入射光强的增加偏转程度反而减小.     

广角反射研究及高斯射线正演模拟分析

对广角反射的基本原理作了较为深入的研究 ,同时通过典型模型实例 ,采用高斯射线正演的分析方法 ,得到了一些重要的结论 :采用广角反射可以得到信噪比比常规方法高的地震信息 ,这对地震数据的处理十分有用 ;广角反射波信息出现在直达波以外 ,炮检距很大 ,但能量比非广角反射波能量高。对于深层高陡构造的地质体来说 ,采用常规方法一般不能得到深层高陡地质界面的反射信息 ,这时采用广角反射来采集数据特别实用     

斜入射时网格法在吸波材料吸波机理研究中的应用

通过平面波反射系数公式和传输线理论,给出了电磁波斜入射时单层吸波材料反射系数公式,利用网格法对材料的电磁参数、厚度、频率与总后向反射率的关系,进行了分组讨论与匹配设计,指出低频段材料的外形设计应该根据不同频率点的强吸收特点采取厚度渐变式.     

自然光在反射与折射过程中的能量分配

根据菲涅耳公式推导出自然光在反射与折射过程中能量的分配规律,讨论了光以特殊角入射时的能量分配,并简单说明了光在单晶体中的能量分配．     

平面电磁波在运动介质界面上的反射、折射及其应用

从波矢量κ和角频率ω在运动界面上的关系入手，讨论运动界面上平面电磁波的反射、折射，并运用所得结果分析平面电磁波在运动介质界面上反射时波长的变化。     

高效分裂平面波FDTD方法研究

文章针对二维TMz模提出了一种新的基于分裂场思想的FDTD平面波源高效引入方法:分裂平面波FDTD法(SP-FDTD),该方法从根本上消除了插值及相速不匹配带来的误差;通过对不同入射角度的正弦平面波源及高斯脉冲波源的泄漏测试,结果表明SP-FDTD可以实现完美的总场/散射场分离,使得泄露降至-340dB的水平;另外,SP-FDTD方法可以推广至三维及高阶FDTD情形,这也是本文所提方法的优势。     

基于等效介质二维光子晶体平面波展开法的理论研究

应用等效介质理论,提出了一种计算二维光子晶体的新平面波展开法,数值模拟了圆介质柱在空气中正方排列结构的能带,模拟结果与常规的平面波计算结果符合的很好。     

电磁波在介质分界面上反射后的合成波

用Fresne公式推导出电磁波在介质分界上以任意角人射后入射波和反射波的合成波表示式,并对合成波的特性进行了分析。