曲线轮廓光壁喇叭天线设计与分析

针对毫米波段波纹喇叭加工困难、加工费用昂贵的问题,提出一种由正弦曲线和高斯曲线组成的曲线轮廓光壁喇叭天线,采用基于有限元算法的高频电磁场仿真软件ANSOFT HFSS对该天线的电特性进行计算,并运用准光理论计算其高斯耦合效率.采用高频平面近场天线测试系统对喇叭实物进行测试,实测结果与波纹喇叭对比,这种曲线轮廓光壁喇叭天线的副瓣电平比波纹喇叭低6.59dB,增益高0.5dB,高斯耦合效率高0.9%,长度短15.8mm,而且易于加工,是一种可替代波纹喇叭的优良性能馈源.     

浅谈电磁场理论的教学方法

电磁场理论是工科电类学科各专业的一门重要专业基础理论课,是微波技术、光技术、雷达技术、电气技术、电子对抗等技术的基础,电磁场理论课程抽象、计算繁杂、难度大,历来是学生学习的难点。根据多年的教学经验,针对电磁场理论教学中普遍存在的问题,对电磁场理论的教学方法进行了探讨。     

Ka波段回旋振荡管准光输出系统CAD

基于几何光学理论和矢量绕射理论,研究了将回旋管及其它高功率微波器件的振荡输出模式转换成线极化准光高斯波束的模式变换器,模拟出了准光模式变换的辐射特性,采用Vlasov辐射器和准光反射面实现了线极化准高斯模HE11横向输出方式.     

腔光力体系中非经典振动态研究进展

腔光力学描述了腔中电磁场和力学谐振器之间的相互作用,其在精密测量方面有着广泛的应用.近年来,随着微加工处理与实验技术的发展,不同腔光力体系中的诸多非经典量子现象被揭示,这对于探索宏观体系的量子现象、实现量子提高的超高精密测量以及相关量子信息处理等有着重要的意义.本综述简要阐述了近年来有关腔光力学中振动非经典态的研究,主要内容包括:腔光力学基本理论、腔光力振子基态冷却、腔光力体系中高斯和非高斯非经典振动态以及腔光力学在基础物理和实际领域中的潜在应用,这对于后续进一步探究腔光力体系中新奇量子现象起到促进作用.     

引力波和电磁场作用中扰动光子流的接收面

根据弯曲时空中的电动力学,引力波和电磁场相互作用时将产生扰动电磁场.在特定的电磁系统中,即一个在静磁场中传播的高斯光束,如果入射引力波和高斯光束同频并且沿着高斯光束的对称轴Z方向传播,则高斯光束将和产生的扰动电磁场发生最佳同步谐振,导致沿高斯光束电场方向仅仅存在扰动光子流,即扰动电磁能流.详细计算和分析了扰动光子流的一些典型空间分布,找到了一个扰动光子流可能的最佳接收面.计算表明,它接收到的扰动光子流可望达到104s-1量级.这对高频引力波的探测将提供一个新的理论依据.     

加载对色散吸收介质光腔量子性质的影响

利用系统经典格林函数和正则量子理论,对色散吸收介质中电磁场量子化;借此着重研究加载对色散吸收 介质光腔系统量子性质的影响.结果表明:介质加载使光腔系统谐振频率低向漂移,同时改变该系统真空场起伏功 率谱的空间分布.     

拉盖尔-高斯光束光镊捕获性质

利用T矩阵法研究光镊中微粒大小与入射光束波长相近时,光镊捕获效率与入射光束的阶数、微粒的折射率和尺寸大小的关系.对拉盖尔-高斯光束光镊和高斯光束光镊的轴向和横向捕获效率进行比较.计算结果表明:不同阶数的拉盖尔-高斯光束对微粒捕获效率的影响不同,阶数不超过4的拉盖尔-高斯光束的捕获效率高;微粒半径增加时,拉盖尔-高斯光束的轴向捕获效率逐渐增大,且捕获域也增加,高斯光束的最大捕获效率基本保持不变但捕获域逐渐增大;微粒折射率增加时,拉盖尔-高斯光束和高斯光束的轴向和横向捕获效率均先增加后递减,捕获效率出现了一个峰值,微粒折射率约在1.39~1.69是稳定捕获的最佳数值.     

电磁辐射噪声高阶谱的双谱分析

本文讨论了高频电磁辐射噪声电磁场频谱。通过分析得出电磁辐射噪声信号存在明显的非高斯成分,而且电磁辐射噪声频谱相对振幅随着频率的增加而减少。     

色散媒质中使用Z变换的FDTD法

本文将Ｚ变换理论应用到时域有限差分（ＦＤＴＤ）法中,建立了色散媒质中与频率有关的ＦＤＴＤ法的迭代公式。文中计算了高斯脉冲平面波垂直入射到一个三维Ｄｅｂｙｅ型色散球体的内场分布,并与理论分析结果进行了比较,结果表明本文方法是切实可行的,从而为色散媒质中电磁场问题的研究提供了一种简便有效的数值计算方法。     

涡旋光束的轨道角动量双缝干涉实验研究

利用计算机全息振幅二元光栅对基模高斯光束进行衍射,实验产生不同阶次拉盖尔-高斯（Laguerre-Gaussian,LG）涡旋光束,用得到的不同阶的LG光束进行双缝干涉实验,根据采集到的干涉条纹扭曲方向及条纹扭曲程度实现涡旋光束轨道角动量的测量,通过调整实验光学系统,分析了LG光束轨道角动量的测量精度.结果表明,基模高斯光束束宽与全息光栅尺寸的合理选择会影响到生成的涡旋光束质量.在确定基模高斯光束束宽的情况下,双缝间距与光束束宽的比例为1：1.5时,双缝对生成的LG光束干涉条纹扭曲效果明显,LG光束轨道角动量测量误差最小.     

部分相干电磁光束在线性增益(损耗)介质中的传输特性

根据Wolf提出的电磁光束模型和部分相干光理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,推导出光束在线性增益(损耗)介质中传输的交叉谱密度矩阵,研究介质传输场中强度和偏振度的变化特点.研究结果表明,任意电磁光束在线性增益(损耗)介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对偏振度却没有太大的影响.波数实部Kr越小,轴上偏振度越大;相干长度δyy越小,轴上偏振度越大.当光源处的相干长度δxx与δyy取值相同时,尽管传输距离不断增大,光束在传输过程中的偏振度不发生变化.光源处的偏振度P(0)越大,轴上偏振度也越大.     

随机电磁光束经菲涅耳波带片衍射后的传输特性

基于相干偏振统一理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,研究随机电磁光束经菲涅耳波带片衍射后的传输特性,以及入射光的相干长度、偏振度和菲涅耳波带片的最大半径数对光强和偏振度的影响.研究表明:光束的相干特性及菲涅耳波带片的最大半径数对聚焦光强会产生影响;偏振度极值的位置在焦点及次焦点附近,并且偏振度极值的位置随波带片最大半径...     

电磁波的相位不变变换与传播速度

本文在绝对时空理论框架内，根据场源在静止和运动两种情形均沿同一方向辐射电磁波的相位不变要求导出肖军变换式。由其不但得到运动时钟延缓结论，还得到光速是空间各向异性结论。本文还证明了光速空间各向异性与麦克斯伟电磁理论相容，并针对光速空间各向异性提出若干实验证据。     

蒸发微粒气体对光的消光特性

在真空镀膜问题中, 对蒸发出的有机分子颗粒作粗粒化处理, 在假定其形貌为球体粒子条件下, 针对由一定数量的、 随机分布的蒸发微粒组成的多粒子体系, 利用电磁学广义 Lorenz-Mie 理论研究了该多粒子体系对光的消光特性. 计算结果表明, 随着主粒子粒径的增大和数量的增加, 消光系数呈现出先增大后减小的趋势, 体系消光系数存在极大值; 当平面波入射时, 入射光能量相对高斯光束具有更大的损耗. 另外, 讨论了不同主粒子尺寸参数下电磁场幅值的分布特性.     

设计理想案例 面向工程应用

电磁场数值分析是整个电气工程设计、尤其是复杂电磁装置设计的必要手段。目前一些高校已将其作为本科生、硕士生以及博士生的必修课程。做好电磁场数值分析的教学工作,是培养电气行业急需人才的重要途径。在夯实电磁场理论基础知识的前提下,针对每个教学模块设计相关的理想化案例,引导学生从工程应用的角度去细化理论知识,学会分析方法,理解电气工程中电磁场的变化规律,有助于学生将电磁学理论用于专题设计和工程研究。     

小孔近场衍射的矢量与标量角谱理论研究

文章依据角谱理论研究了,纳米小孔的近场衍射,采用矢量和标量角谱理论研究了电磁场的矢量性和衍射场中倏逝波对纳米小孔近场衍射的影响,给出了小孔近场衍射的数学表达式．理论计算了纳米尺寸下小孔的横向和纵向近场衍射光强分布,并获得了电磁场的矢量性和衍射倏逝波在小孔近场衍射的作用.     

光纤出射光的空间相干性

建立了光纤光源的数学模型,研究了光纤出射光的物理特性,得出了高斯型振幅分布的光纤出射光波在夫琅和费衍射域内的空间相干长度和平均强度的扩展与光纤归一化频率的关系并与符合Van Cittert-Zernike定理的非相干光源衍射场进行了比较。实验验证了理论分析。     

爱因斯坦相对论的根本性修正——光速可变的相对论力学(下)

本文从多方面证明爱因斯坦的光速不变假设和洛伦兹的长度收缩假设不成立,基于这两个假设的洛伦兹变换不能赋予麦克斯威电磁场方程及电磁波方程以不变性,不能解释多普勒效应和先行差,不能给出动体的质能当量关系,爱因斯坦力学的动质量公式与动能公式不自洽.他的广义相对论不能解释水星近日点进动.作者立足于相对性原理,不需要其他任何假设,建立了新的相对论.新理论证明:同时性是普适的;光速可变,光速不是速度的极限;多普勒效应、红移和光行差都是光速变化引起的;光子有静质量.新理论还能精确地证明动体的质能当量关系及惯性质量与引力质量等效,并揭示惯性场与引力场的广义对应.新的相对论力学可以准确计算光线经过太阳表面的偏转及水星近日点进动.从而用力学诠释取代了爱因斯坦关于质量使时空扭曲的几何诠释,并消除了他的广义相对论与狭义相对论之间的矛盾.     

物镜后型多面镜激光扫描系统的光学特性

本文从高斯光束理论出发,讨论物镜后型多面镜激光扫描系统的扫描像点轨迹、分辨率、场深、扫描非线性、过充满和欠充满等光学特性,以探讨设计的规律性。