圆形槽波导振荡器中径向盘厚度和阻抗的关系

为了实现具有较大阻抗的圆形槽波导与阻抗较小的有源器件之间的阻抗匹配,在W波段圆形槽波导振荡器中采用了径向盘结构,通过改变径向盘的厚度来调节输入阻抗的大小.用完全匹配层将圆形槽波导的开放边界截断为有限区域后,应用有限元法分析基于圆形槽波导的毫米波元件.为了避免传统的有限元方法所遇到的伪模式问题,选用了棱边元对圆形槽振荡器中的径向盘结构的输入阻抗进行数值计算.得出了频率在85～100GHz之间,对应于不同的径向盘厚度的输入阻抗.径向盘的厚度小于0.3mm时输入阻抗较小.计算结果为用于W波段圆形槽波导振荡器的径向盘的优化设计提供了依据.     

用有限元法分析任意截面槽波导

用有限元法分析了任意形状槽波导。在槽波导开放端口引进了吸收边界条件。对矩形槽波导、Ｖ形槽波导、圆形槽波导的分析表明，计算结果与实验值以及其它方法得到的结果有较好的吻合。     

圆形槽波导的另一种分析方法

本文利用矩形剖分的近似方法并借助于Ａ．Ａ．Ｏｌｉｎｅｒ等人得出的有关矩形槽波导的分析结果，建立了圆形槽波导的横向等效网络，根据横向谐振条件得到了该波导结构的色散关系，数值计算结果表明，该方法较为简单，且具有较好的精度，是分析圆形槽波导中主模色散关系的一种有效方法。     

填充介质的圆形槽波导的分析

采用模式匹配法对填充电介质的圆形槽波导进行了分析．根据满足边界条件的一系列电磁场方程，推导出填充电介质的圆形槽波导的特征方程．在改变相应的一些条件后，该特征方程分别被简化为圆形槽波导的特征方程和圆波导的特征方程．在特征方程的基础上，计算出几种模式的ω-β曲线，得到在加载不同介质后模式截止频率的变化：随着介电常数的变大，模式截止频率有变小的趋势．这些结论为今后研究加载介质的圆形槽波导的应用奠定了一定的理论基础．     

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．     

任意截面槽波导传输特性的直线法分析

用直线法对任意截面槽波导进行了分析,对几种典型槽波导的传输特性进行了数值计算和分析比较,并将本文分析模型与相关文献进行了对照,误差在1%以内.提出了一种新型截断圆形槽波导,并对其传输特性进行了数值计算和分析.     

非对称圆形双槽波导的研究

本在单个圆形槽波导和对称圆形双槽波导研究的基础上，提出了非对称圆形双槽波导。通过对该结构中场分布的分析，导出了特征方程，并与对称圆形双槽波导所得的结果进行了比较。     

有限元-人工透射方法对Y分叉波导的计算

提出了一种新的基于有限元和光束传播法的方法,计算和设计了二维光波导,得到此种光波导的功率传输率为52.8%,所得结果与其他文献报道结果能很好得吻合.     

Nd：MgO：LiNbO3和Er：Ti：LiNbO3波导激光器的理论研究

首次报导了Ｎｄ∶ＭｇＯ∶ＬｉＮｂＯ３和Ｅｒ∶Ｔｉ∶ＬｉＮｂＯ３波导激光器的理论研究结果．对于Ｎｄ∶ＭｇＯ∶ＬｉＮｂＯ３质子交换波导激光器,通过假设在波导宽度／深度方向上模场强度分布为Ｇａｕｓｓｉａｎ／Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓｉａｎ和Ｇａｕｓｓｉａｎ／Ｔｗｏ－ｈａｌｆ－Ｇａｕｓｓｉａｎ两种试探函数,给出了阈值泵浦功率和斜率效率的计算结果．对于钛扩散Ｅｒ∶Ｔｉ∶ＬｉＮｂＯ３波导激光器,利用变分法计算了光波导信号和泵浦光模场强度分布高斯参数和有效折射率随波导条宽的变化关系,还计算了相应的有效泵浦面积与信号光及泵浦光之间的耦合效率．此外,直接从Ｅｒ∶Ｔｉ∶ＬｉＮｂＯ３光波导的荧光光谱计算了Ｅｒ３＋的受激发射截面,并计算了Ｅｒ∶Ｔｉ∶ＬｉＮｂＯ３波导激光器的阈值泵浦功率和斜率效率．     

金属波导连接的无源互调非线性物理机制和计算方法

针对大功率条件下金属波导连接的无源互调(PIM)难以预测的问题,提出了一种金属波导结的PIM非线性物理机制和计算方法.考虑到波导表面的粗糙度和薄介质层,将波导连接视为MIM(Metal-Insulator-Metal)结构并确立其粗糙表面接触模型和等效电路模型,然后依据MIM结构的导电机理将量子隧穿电流和热发射电流视作引起PIM的非线性根源,最后运用傅里叶变换计算各阶PIM功率.相比传统的幂级数方法,该方法能快速计算各阶PIM且无需进行参数拟合.以双载波条件下工作于TE10模式的铝质矩形波导为例进行仿真实验,结果表明:波导间接触压力越大,各阶PIM越小;PIM阶数越高,载波功率之比对其影响越大;新方法预测的5、7、9阶PIM功率相对于载波功率的增长率约为2,比传统幂级数展开法估计的结果更符合实际.     

平板光波导的非线性耦合

给出两个非线性平板波导耦合成的定向耦合器 ,给出当两波导间的间隙 (耦合区 )为克尔型非线性介质时耦合系数与导波功率的关系的计算公式 .给出了耦合区为自聚焦介质及自散焦介质两种情况的计算实例 ,并对计算结果进行了讨论     

Yb-Er共掺光波导放大器增益特性模拟及优化

为提高光波导放大器的增益特性,从Yb-Er共掺系统的能级结构及能量传递过程出发,建立了Yb-Er共掺光波导放大器增益的理论模型,对增益特性进行数值模拟;讨论了铒离子的掺杂浓度、泵浦光功率和信号光功率等因素对光波导放大器增益的影响,并进行优化。数值模拟结果表明:当波导长度小于其最佳值时,增益随铒离子的掺杂浓度和泵浦光功率的增加而显著增大;超过最佳波导长度,增益随之下降;泵浦光功率一致,信号光功率增强时,增益下降。抽运功率为70 mW时,长度为2.24 cm的光波导放大器,单位长度增益为4.73 dB/cm,该结果与实验数据基本吻合。     

波导芯层折射率不同的定向耦合器研究

利用耦合理论研究了芯层折射率不同的定向耦合器的耦合特性,得到了其耦合波方程的通解.给出了不同入射条件下波导耦合引起的光场功率和相位的变化特性,并与通常理论研究的等芯层折射率的结果进行了比较.特别指出,等芯层折射率的光波导耦合特性是本文所研究耦合特性的特例,对于芯层折射率不同的双波导定向耦合器,当光从折射率较大的波导入射时,两波导中的光场功率存在着周期性的不完全交换,芯层折射率较大的波导相对于另一波导的相位差有起伏地反向增大,而等芯层折射率时两波导间有周期性的完全功率交换,光场间相位差为π/2;当等强度光从两个波导入射时,光在两波导传输过程中存在功率交换,芯层折射率较大的波导相对于另一波导的相位差有起伏地增大,而等芯层折射率时两波导间没有功率交换,光场等振幅、等相位传播.     

具有散射振子的波导辐射器的矩量法分析

本文用矩量法分析了具有散射振子的波导辐射器的特性,讨论了各种参数的影响,计算结果表明,只要适当选择各振子的长度、振子与波导口的距离和各振子的间距即可分别使波导辐射器的功率反射,或将 H 平面的波束展宽或缩窄。     

磁性波导中静磁体波传输特性的改进

分析了斜向静磁场情况下静磁正向体波在双层磁性波导中的传播特性,计算了YIG薄膜波导中静磁波传输功率与磁波薄膜磁化强度,斜向场倾角,间隔层尺寸的依赖关系。结果表明,通过改变双层波导薄膜的饱和磁化强度,间隔距离,可在较大的范围内调节静磁波的传输特性,改进静磁波的传输质量,同时,双层磁性薄膜波导中静磁波的传输特性优于单层膜情形,前者可以有效地提高静磁波的传输功率,有利于静磁波技术应用于静磁波器件和磁光波导器件。     

W频段波导功率分配器的设计

波导功率分配器是微波、毫米波系统中常用的重要部件,但是传统匹配结构因加工困难而在W频段很难实现.文中首先利用基于亥姆霍兹方程弱形式的有限元法设计了一种圆弧匹配结构,该结构的半径为铣床刀头的半径,故其轮廓与铣床刀头的外边缘匹配,可以方便地在普通铣床上加工,有效地降低制作成本;然后采用两对圆弧和三对圆弧的匹配结构分别设计了H面和E面波导功率分配器.该功率分配器散射参数的计算结果与实验结果吻合得很好,表明文中的设计方法具有很好的工程应用价值.     

一种波导同轴转换器特性的数值模拟

对一种波导同轴转换器进行了数值模拟,得到了转换器的频率响应和功率容量,与实验结果相符.数值模拟表明:转换器探针的精细结构会对计算结果产生很大影响;在大功率微波注入时,微波击穿将首先发生在转换器探针的底部.     

有限差分法在非线性薄膜波导中的应用

对于芯区为非线性介质、包层和衬底为线性介质的平板波导，以克尔型薄膜为例，用有限差分法导出了非线性导波的场分布和功率的数学表达式．并给出了典型实例的计算数据和曲线。这种方法编程十分简单，有普适性，可精确求得非线性薄膜波导中场强与功率的分布。     

波导截止特性和衰减常数的有限差分分析

文章提出用有限差分法计算波导截止频率、截止波数、衰减常数,推导出用有限差分法计算相关参数的计算公式,编程计算了矩行波导、L型波导和单脊型波导的TE、TM波的截止频率、截止波数及衰减常数,计算结果与解析解非常吻合,证明文章提出的计算方法是正确和可行的。     

高功率天馈系统的设计——可控相位波导阵列天线

以磁化等离子体为终端负载,设计一种可控相位波导阵列天线的天馈系统,通过相邻波导间相位的任意调节,可以获得所期望的Ｎ１１功率谱,从而把高功率的微波有效地耦合到等离子体中。数值计算表明,该系统完全满足所设计的要求,为系统的设计提供了理论依据。