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.     

渐变折射率平面波导导模的等效平面波导解法

提出求解渐变折射率平面波导导模的一种简单且有足够精度的近似解法，是用对称三层平板波导逼近对称渐变平面波导，用四层平板波导逼近非对称渐变平面波导，再用变分公式进行修正。对各种典型折射率剖面（直线型、抛物型、指数型、高斯型）的计算结果表明，与精确数值解法结果相符。     

分析转移矩阵方法确定多层平板光波导TM模的色散方程

分析转移矩阵方法(ATMM)能精确地确定平板光波导的模式特性。本文利用ATMM，导出了非对称多层平板光波导和对称多层平板光波导的TM模的精确色散方程。     

含缓冲层的四层平板波导的微扰分析

给出计算含缓冲层的四层平板波导传播常数与衰减系数的高阶微扰理论，导出了由三层平板波导传输特性计算含缓冲层四层平板波导传输特性的高阶近似解析公式。方法简便易行，且可求得较高精度的结果。     

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。     

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.     

左手介质平板镜像波导的模式特性分析

本文对左手介质平板镜像波导的模式色散特性进行了细致分析与推导,得到了TE模和TM模的特征方程,并对该方程式进行了数值计算,描绘出它们的色散特性曲线,并与常规介质平板镜像波导的模式进行了比较,得出左手介质平板镜像波导模式的一些反常特性.     

手征负折射媒质对称平板波导的色散特性

根据麦克斯韦方程组以及手征媒质的本构关系, 研究了手征负折射平板波导的色散特性. 通过引入归一化频率、归一化传播常数, 得到了用归一化参数表示的手征负折射平板波导的色散方程. 数值计算结果表明, 手征参数对平板波导的色散特性影响很大. 当相对手征参数约为0.047 7 时, 左旋极化波零阶模消失; 当相对手征参数大于1, 即为手征负折射媒质时, 存在零阶模. 此外, 还比较了手征负折射媒质平板波导和一般手征媒质平板波导的色散曲线变化趋势.     

含左手材料光波导承载导波和表面波的模式研究

通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性.在TE极化情况下,包裹层为金属-芯层为左手材料的3层平板波导满足导波条件时,导波层能承载新功能的导波模式;不满足导波条件时,波导的包裹层和芯层都会出现不同指数规律衰减的表面波.     

含左手材料光波导承载导波和表面波的模式研究

通过转移矩阵方法理论,研究含左手材料平板波导导波模式与表面波的特性.在TE极化情况下,包裹层为金属-芯层为左手材料的3层平板波导满足导波条件时,导波层能承载新功能的导波模式;不满足导波条件时,波导的包裹层和芯层都会出现不同指数规律衰减的表面波.     

任意截面介质波导导模的叠代矩量法分析

本文提出用以计算任意截面介质波导色散关系的叠代矩量法,并给出用叠代矩量法计算椭圆介质波导、三角形波导、平切圆波导、蛋形截面波导等的传播特性的实例。计算结果与有限元法、点匹配法等精确数值计算结果符合很好。本方法简便易行,计算工作量较小。     

金属包层平板介质波导的传输特性分析

将直接求得的复本征值方程的解与由微扰理论得到的一级和二级近似结果进行分析比较 ,结果表明微扰法是相当好的近似方法 ,它们给出了与精确值符合相当好的数值结果 .同时还表明微扰法的二级近似结果对一级近似结果的修正很小 ,一级近似已可以给出足够精确的结果     

用黎卡提变换法分析平板波导传播特性

给出用黎卡提变换对光波导传播特性进行分析的一种适用面广、计算简便且精度较高的数值计算方法 ,可应用于线性及非线性的平板波导及圆光纤 .方法的要点是用黎卡提变换将波动方程由二阶常微分方程转换为一阶常微分方程 ,用四阶龙格库塔方法求解 .以多层、渐变折射率线性平板光波导为例说明本方法的有效性 ,并给出典型实例     

基片集成波导带通滤波器的设计

基片集成波导技术使得包括平面电路、接头和矩形波导在内的完整电路可以以平面的形式集成在标准印刷电路板上;论文首次将金属条带式波导平面电路带通滤波器的设计方法引入基片集成波导之中,发展了基片集成波导带通滤波器的设计;文中提供了一个设计实例,Ansoft HFSS的数值仿真结果显示该途径是行之有效的。     

有限元外推法在波导本征值问题中的应用

基于一阶有限元法,运用有限元的外推理论,对用有限元外推法计算波导问题的本征值进行了探讨。算例表明这种方法算法简单且具有高精度性。     

A-?方法在高频电磁场计算中的应用

基于节点的有限元方法具有网格剖分、构造高阶基函数容易的优点。由于在节点上定义场量,节点有限元更适用于多物理问题。但节点有限元方法直接求解电磁场会出现伪解,场量在不均匀介质中不连续等问题。基于节点的A-φ方法可以有效避免传统节点有限元方法存在的问题。本文研究A-φ方法的工程应用,研究开域和闭域问题中如何设置关于矢势和标势函数的边界条件,特别是波导问题和理想导体球的散射问题,讨论了端口边界条件,辐射边界条件的使用方法。对于理想导体边界条件采用了阻抗边界条件,与端口条件配合,克服方程的奇异性。数值卖验比较分析了A-φ法节点有限元和棱边法有限元的计算结果,验证了A-φ法节点有限元的正确性和有效性。     

直线法分析平面波导结构色散特性的研究

采用直线法与等效传输线法相结合的方法分析了平面波导结构的色散特性,通过实验研究和理论分析,在证明该方法有效性的同时,对该算法在实际应用中存在的基本问题进行了处理,得出一般性原则,如计算区域边缘条件的设置、结果精度与划线数N的关系和屏蔽面位置的影响等。在此基础上,对几种常用的平面波导结构进行分析,并证明了其正确性。同时,为该方法在多介质层多导体结构分析中的应用提供了理论指导。