银膜亚波长圆孔阵列仿真模型的改进

基于常规的有限元时域差分法(FDTD)对银膜亚波长圆孔阵列的光透射增强现象的模拟,与实验结果的差异较大,限制了FDTD在圆孔阵列超透射现象上的应用.采用三维全矢量FDTD,改进模拟结构,适当地选取和设置边界参数后,消除了空气-介质界面的影响并大大改善了透射峰峰形,使得FDTD能清晰地反映出相关界面对光传输的作用,有利于对超透射现象进行更详尽的研究,从而指导并应用于光开关元件、滤波器等的设计和开发.对银膜亚波长圆孔阵列仿真模型的改进,有助于对超透射现象的本质研究,使建模简单、运算速度较快的FDTD方法获得更广泛的应用.此外,对周期边界参数的讨论为深入研究斜入射情况下的超透射现象提供了理论支持.     

多层媒质中电磁波反射与透射的FDTD研究

以时域有限差分法（FDTD）方法为工具,研究了电磁波在多层媒质中的反射与透射情况．为验证该方法的有效性,给出了三层媒质的反射与透射系数,而FDTD法的计算结果与之相符较好．由于FDTD法模拟了波的自然传播情况,因此在处理多层复杂媒质的反射与透射问题以及显示全空间的场强分布方面,相对解析方法有着巨大的优势．     

基于FDTD的多层媒质中电磁波反射与透射研究

介绍了时域有限差分法(FDTD)方法的原理,并基于该方法,研究了电磁波在多层媒质中的反射与透射情况.通过实例证明,FDTD法能够模拟波的自然传播情况,因此在处理多层复杂媒质的反射与透射问题,以及显示全空间的场强分布方面,有其巨大的优势.     

非周期高透射亚波长会聚光栅的研究

亚波长光栅作为一种新颖的光学器件可以实现光束的偏转、功分、会聚、偏振分束等功能.针对空间光的耦合以及微型激光器输出光的束型需求,本文提出了一种具有透射光束会聚效果的一维亚波长光栅,通过对亚波长光栅的结构设计,控制亚波长光栅的波前相位使得亚波长光栅具有高的透射率,以实现透射光束的会聚效果.利用有限元分析法(FEM)对设计的一维非周期亚波长会聚光栅数值进行仿真,结果表明:仿真焦距在10μm处的光束会聚的透射光栅,仿真得到的实际焦距fx为7.715μm,透射率为81.8%.因此,利用有限元法设计的非周期光栅对发散光束具有优异的会聚效果,有望在光通信器件的集成以及空间光耦合领域得到重要应用.     

纳米结构的透射特性研究

对两边有对称凹槽结构的纳米狭缝的透射特性进行研究,讨论了凹槽的个数、宽度以及深度对平面电磁波透过率的影响.采用二维时域有限差分法进行数值模拟,给出透过率极大的条件.     

金属亚波长小孔的光传输特性仿真模型

用三维全矢量有限元时域差分方法计算了亚波长单孔以及二维周期性孔阵列的超透射特性,分析了平面波光源通过金属圆孔点阵后,透射曲线随着点阵周期、孔径、金属薄膜厚度、介质材料和金属材料变化的规律,以及局域表面等离子体和表面等离子体共振对超透射现象的影响.证实了表面等离子共振对透射曲线中透射谷的位置起到决定性作用,而透射峰的位置除了受到介质、金属材料和点阵周期的影响之外,还会随着金属薄膜的厚度的减薄和亚波长圆孔孔径的增大出现红移.用聚焦粒子束刻蚀制备了金/氧化硅演示结构,实测与仿真结果具有较好的一致性.     

纳米金属缝透射的FDTD边界问题研究

时域有限差分法(FDTD)可准确的模拟电磁波经任意介质的衍射与散射.本文依据时域有限差分法并引入Lorentz色散模型理论推导了适用于实际金属的时域有限差分法的迭代公式,利用积分的Maxwell方程组对实际金属边界上的电磁场进行了平均处理,保证了金属缝边界电磁场的连续性,纳米金属缝透射光强分布的数值计算结果验证了边界处理的正确性.     

纳米凹槽及其表面等离子体激元的透射研究

对两边带有凹槽结构的纳米狭缝透射进行研究,利用时域有限差分法进行计算模拟,讨论了凹槽个数对电磁波透过的影响。     

FDTD／MoM用于耦合口径辐射的数值仿真

对屏蔽体耦合口径的辐射问题进行数值仿真时,导体盒内部结构的复杂性,以及导体盒外部近场到远场的变换是其中的难点所在．时域有限差分法（FDTD）可以处理内部结构复杂、非均匀介质的情况,而矩量法（MoM）擅长处理电大尺寸的辐射问题,因此可以把2种方法相结合来处理此问题．在导体盒内部由于结构和介质上的复杂性,使用了FDTD,在计算导体盒外部远场情况时,使用基于电场积分方程（EFIE）的MoM来变换到远场,从而解决了导体盒耦合口径的辐射问题,节省了计算机内存和计算时间．     

亚波长周期性金属狭缝结构的透射行为

利用时域有限差分法对亚波长周期性银狭缝结构的中红外透射率进行了数值研究,并通过考察电磁场和坡印廷向量分布对TM波垂直入射条件下所选择狭缝结构的透射行为进行了深入探讨.研究结果表明,对于无附加特征的狭缝结构而言,透射率随波长的增大而单调增加,与狭缝宽度的大小不成正比.当银狭缝结构在狭缝开口处带有附加特征时,附加特征的布置方式和边长大小对于透射率的影响随狭缝宽度的变化而有所不同.根据电磁场和坡印廷向量分布分析可知,透射率的变化是由于发生在狭缝内部的腔共振效应所致.     

基于FDTD方法的脉冲磁场屏蔽效能研究

为了解决实际工程中存在的线圈隔离问题,利用时域有限差分法对电感线圈的低频脉冲磁场屏蔽 问题进行了建模和分析,研究了在不同的屏蔽材料下对脉冲磁场的屏蔽效果,为解决在实际工程中存在的 线圈隔离问题提供了可靠的理论依据。     

基于FDTD的金纳米粒子消光特性仿真研究

探究金纳米粒子局域表面等离子体共振(LSPR,Localized surface plasmon reso-nance)现象的规律,为以后依附于LSPR生物传感器的研制提供理论参考数据.基于时域有限差分法(FDTD)对金纳米粒子进行消光特性仿真分析.此项目对于系统研究纳米量级结构和引起光学性子变化的局部环境因素,以及预测的结构变化等起到了十分重要的作用,通过实验,若纳米结构的光学性质可调试,则可以在后续应用于许多领域.     

基于FDTD方法的脉冲磁场屏蔽效能研究

为了解决实际工程中存在的线圈隔离问题，利用时域有限差分法对电感线圈的低频脉冲磁场屏蔽问题进行了建模和分析，研究了在不同的屏蔽材料下对脉冲磁场的屏蔽效果，为解决在实际工程中存在的线圈隔离问题提供了可靠的理论依据。     

基于线性透镜阵列的面结构光三维测量方法

面结构光测量无法处理类镜面物体由反光产生的强光区域,且无法提取物体在阴影区域里的有效信息,造成测量噪声大和测量数据不完整.基于正弦光栅的面结构光测量方法,提出一种基于线性透镜阵列的面结构光三维测量方法,通过在测量设备和被测量物体间加装线性透镜阵列,使得正弦光栅在竖直方向把一维的光线转化为一个二维反射光的光域,有效地解决了结构光在测量过程中存在的反光及阴影问题.经过理论分析与实验验证,该方法切实可行.     

一种辛紧致格式FDTD方法的行为分析

针对传统时域有限差分法精度较低、长期响应较差的缺点，本文采用时间辛算法与空间紧致格式结合的方法来计算Maxwell方程．这样的改进格式在空间、时间上均达到了四阶精度．格式不产生耗散误差，色散误差很小，对长期响应问题有很好的计算结果．     

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。     

Simulation of maximum light use efficiency for some typical vegetation types in China

MAXIMUM LIGHT USE EFFICIENCY(ΕMAX)IS THE USE RATE OF PHOTOSYNTHETICALLY ACTIVE RADIATION BY VEGETATION IN AN IDEAL CONDITION WITHOUT ANY CONSTRAINTS.IT IS A PHYSIOLOGICAL ATTRIBUTE OF PLANT ITSELF.THE VALUE OFΕMAX IS DIFFERENT FOR DIFFERENT VEGETATION TYPES[1―5].IT IS A KEY PARAMETER FOR THE ESTIMATION OF NET PRIMARY PRODUCTIVITY(NPP)DRIVEN WITH REMOTE SENSING DATA.THERE…     

双向工频通信信号传输特性与提取方法的仿真研究

双向工频通信技术是一种新型的配电网数字通信技术.介绍了双向工频通信的基本原理;根据配电网基本结构建立了电路模型,阐述了信号调制与传播的特点,说明其本质是电网中各种暂态过程的组合;分析了电网运行状态对信号的影响、可能存在的问题及其解决方法;在Matlab/Simulink仿真平台上,利用小波变换和多分辨率分析研究了信号的时频特性,并据此设计FIR滤波器以实现信号的提取.     

太阳能光伏阵列红外图像的特征提取

针对红外图像普遍存在目标与背景对比度差、噪声较大及非均匀成像等问题和太阳能光伏阵列的红外图像特点,文章提出了先将待分析图像与正常工作的太阳能光伏阵列的红外图像作差运算,再采用二维阈值化与模糊聚类相混合的方法提取目标特征的方案,实验结果令人满意。     

基于提高MEMS器件光取出率的环形光子晶体结构设计

光子晶体在通信、激光以及光子集成等方面有着广泛的应用前景。然而,由于传统圆形光子晶体微腔是一种形成偏振的结构,不能高效兼顾TE和TM电磁波,使其应用受到了限制。微机电系统MEMS由于其微小尺寸的限制,较难提高涉及到光学器件的光取出率。因此我们将光子晶体和光学微机电系统器件相结合,运用FDTD的方法,设计了一种无偏振环形光子晶体的结构,能够兼顾TE和TM电磁波,提高器件光取出率。经过结构优化,当环形光子晶体的周期在a=560 nm、内半径r=249 nm、外半径R=271 nm以及厚度d=410 nm时,发现在波长1 310 nm处存在光子禁带。成功实现了光子晶体表面在低损通信信道的共振,从理论上扩展了光学MEMS器件的应用范围。