5层空气孔单实芯纯石英光子晶体光纤仿真

为研究5层空气孔单实芯纯石英PCF特性,建立了截面空气孔为5层正六边形结构的光子晶体光纤模型,分析基模与包层模的模场分布,利用5层空气孔单实芯纯石英PCF进行仿真研究,并对有效折射率、有效模场面积、非线性特性、色散特性进行了仿真与分析。研究表明,5层空气孔结构的PCF,可以减小有效模场面积和增大非线性系数;在1 500～1 600 nm的波长范围内,随着波长增加,模场变大,相对于二阶模,基模的有效折射率更加稳定;单实芯纯石英PCF的基模与二阶模的波导色散系数也会随着波长的增加有微小的增加,但整体来看色散较为平坦,不会造成波形的明显变化,有利于信号的传输;而在同一波长下,基模的色散系数小于二阶模的色散系数,这主要是由于基模具有更加稳定的有效折射率,对光波在纤芯的束缚力较强。根据对5层空气孔单实芯纯石英PCF的仿真特性研究,为进一步进行光子晶体光纤实验研究提供了一定参考。     

正方形多芯光子晶体光纤的有限元分析

从Helmholtz方程出发,通过全矢量有限单元法及移位迭代算法,完成了对正方形多芯光子晶体光纤同位相超模的数值模拟分析,详细分析了工作波长、包层空气占空比和两类空气孔直径对五芯光子晶体光纤的同位相超模的影响,结果表明光纤结构是影响纤芯之间模场形态的重要因素,通过优化纤芯间不同类型的空气孔直径,能实现多芯光子晶体光纤同位相超模场的各纤芯等振幅输出.     

一种基于As_2Se_3的微结构纤芯高双折射光子晶体光纤

提出了一种新型的基于As_2Se_3的高双折射光子晶体光纤(PCF).该PCF包层空气孔采用8边形排列,并在纤芯引入了左右各3个圆空气孔的微结构.采用全矢量有限元法(FEM),通过改变微结构纤芯中圆空气孔的直径及孔间距,研究了该光纤的双折射特性、损耗特性以及色散特性.结果表明,在波长1.55μm处,双折射高达1.56×10~(-1),说明该PCF具有良好的保偏特性;同时,y方向的限制损耗低至6.44278×10~(-9)dB/m;在波长1.3~2.0μm的区间内,色散曲线保持相对平坦.     

光子晶体光纤及在光纤光栅中的应用

从光子晶体光纤(PCF)与普通光纤在光纤结构上的差异出发,简要分析了PCF的导光原理与单模特性,探讨了基于PCF的光纤光栅的稳定性,基于聚合物填充多孔光纤的长周期光纤光栅的温度调谐性能,以及纯结构性非光敏纤芯长周期光子晶体光纤光栅的原理,从一个方面说明了光子晶体光纤的潜在应用。     

路基不均匀沉降对车辆和轨道动力响应的影响

以经典车辆-轨道耦合动力学为基础,推导了考虑重力的板式轨道相关结构振动方程,结合多刚体的车辆系统动力学模型,建立了考虑重力的车辆-板式轨道垂向耦合分析模型,提出了通过路基反力变化模拟路基不均匀沉降的具体方法,并对模型和方法进行了必要的验证.利用该模型研究了行车速度及路基不均匀沉降(包括路基不均匀沉降幅值、路基不均匀沉降波长等)对系统动力响应的影响.研究表明:随着行车速度和路基不均匀沉降幅值的增加,系统响应均相应增加,路基不均匀沉降对车辆运行影响的控制性指标应以舒适性指标为主、安全性指标为辅;随着路基不均匀沉降波长的增加,系统动力响应存在一个先增加后减小的过程,路基不均匀沉降的敏感波长与混凝土底座的长度有关.     

光纤中声波模式的探讨

使用光纤声波微小位移波动方程分析了普通单模光纤中的声波模式以及小芯径光子晶体光纤中纤芯直径对布里渊散射声波模式的影响。结果表明,对于普通单模光纤,其截面存在单一声波模式,对于某个剪切模,频率变化时,有不同的相移常数值与其对应,相速度随频率呈现出一定的变化规律,且群速度随相速度的增大而减小;对于光子晶体光纤,纵向和横向声波模式相互耦合将产生混合声波模式。声波模式耦合程度随着纤芯直径的增大而得到加强。     

基于乙醇填充新型光子晶体光纤的温度特性研究

文章设计了一种新型非对称圆孔光子晶体光纤,其截面是三角晶格排列的圆孔组成的两个六边形结构。在其中一个六边形圆孔中填充乙醇液体,利用乙醇液体的温敏特性,来控制两个纤芯间的耦合特性。结果表明:该型光纤的结构参数孔间距对耦合长度的作用大于孔直径的作用;在Λ1=2.00μm,Λ2=1.50μm,D=1.60μm,d=1.20μm时,耦合长度仅为13.92μm,同时温度灵敏度达到了2.25 nm/℃。     

增压直喷汽油机各缸燃烧不均匀性试验研究

为了揭示多缸发动机各缸燃烧过程的差异及其影响因素,针对一款先进车用直列4缸增压直喷汽油机,基于AVL试验台架分别开展外特性和部分负荷工况下的试验研究。通过对比分析各缸燃烧过程参数及关联参数,得出各缸燃烧不均匀性的变化规律及影响因素。研究结果表明:在外特性下,随着转速增加,各缸平均指示压力(p_(IME))的不均匀性增加,泵气平均有效压力(p_(PME))的不均匀性变化不明显,各缸p_(IME)相对偏差基本在6%以内;在部分负荷下,各缸p_(IME)、最高爆发压力、p_(PME)、最大缸压升高率的不均匀性随着负荷增加逐渐上升,但各缸燃烧循环变动率、50%燃烧点位置的不均匀性随着负荷增加基本不变,各缸10%～90%燃烧持续期的不均匀性随负荷增加而下降;p_(PME)在一定程度上缓解了各缸p_(IME)的不均匀性。     

级联长周期光纤光栅的模式耦合与干涉机理

针对级联长周期光纤光栅(CLPFG)的光传输特性存在模式耦合和模式干涉2种不同角度的解释,基于耦合模理论和传输矩阵法,系统研究了CLPFG中的模式耦合与干涉机制,厘清参与马赫-泽德干涉的纤芯模成分,得到模式干涉的相干表达式,从而将模式耦合和干涉机制从理论本质上统一起来;同时深入分析了光栅长度L对干涉条纹结构特性的影响.结果表明:L=L_0(最佳长度)时,中心波长处条纹对比度达到最大值;LL_0时,条纹整体对比度下降,在整个波长范围内无法达到最大对比度;LL_0时,中心波长处的对比度下降,但在中心波长两侧的2个对称波长处可达到最大的条纹对比度.该研究结果可为基于CLPFG的通信和传感器件应用提供理论指导.     

2×2熔锥光纤表面增强拉曼散射实验

基于光纤渐逝波原理,结合表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术,实验研究一种银溶胶涂覆的2×2熔锥光纤的SERS特性.熔锥光纤由一对单模光纤经过熔融拉制而成,固化在其表面的银溶胶为表面活性基底,起拉曼增强作用.随着锥区长度的增加,纤芯逐渐减小,其对光的束缚能力变弱,从而透射出较强的可作为拉曼激发光源的渐逝波.实验中,以R6G为待测溶液,在耦合锥区探测到低浓度目标分子R6G的拉曼光谱,其最低检测浓度达到了10-8 mol/L。     

光子晶体光纤中基于SBS实现慢光的数值模拟

通过运用四阶龙格库塔法和特征线法对基于光子晶体光纤的受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,讨论不同纤芯直径的光子晶体光纤在相同的Stokes波功率和相同的Stokes波强度下对受激布里渊散射慢光产生的影响,发现芯径越小PCF的时延特性越好,但是伴随着较大的脉冲展宽,对于Stokes波脉冲,较小的输入Stokes波功率具有更大的时延.考察不同的脉冲宽度对光子晶体光纤中的慢光的影响,发现较短的脉冲具有更大的相对时延并伴随着较大的脉冲展宽.通过改变小芯径光子晶体光纤的占空比,讨论光子晶体光纤的结构变化对受激布里渊散射慢光的影响,发现小芯径PCF的占空比越小,对应的SBS慢光的时延越大,脉冲展宽也越明显.以上结论可以为慢光缓存器的设计提供理论参考.     

光子晶体光纤熔接机理的研究

光子晶体光纤（PCF,Photonic Cpystal Fiber）的熔接技术为PCF产品的应用和开发提供了条件。本文主要介绍了影响PCF熔接的主要因素，比较了传统电弧熔接方法和激光熔接方法的优缺点，阐述了激光熔接的基本原理和工作流程，为PCF激光熔接机的制作打下基础。     

基于空芯光子晶体光纤的反射式气体传感器

以光子晶体光纤(PCF)为研究对象,以提高气体测量灵敏度为研究目标,提出一种反射式的光纤气体传感技术.首先,利用宽谱光源谐波检测技术,并结合实际应用需求,设计了基于空芯PCF的反射式气体传感系统,并详细分析了系统的工作原理.然后,针对空芯PCF与单模光纤耦合困难、气体填充时间长的问题,设计了集密封、固定及连接于一体的机械耦合装置作为测量气室.最后,以乙炔气体为例,测试了该系统的传感特性,体积分数分辨力可达0.02%,最大相对误差为1.39%.该技术将进一步推动PCF在气体传感中的应用,并为其在实际气体浓度测量中的应用提供了理论和实验基础.     

图解基于信息准则的ARMA模型选择

ARMA模型的选择是时间序列分析中的一个棘手问题,用于选择AR和MA模型最为常见的ACF和PCF函数对ARMA模型的选择不再有效。推广的自相关函数EACF在一定程度上给出了一种解决办法,但是这种将表格直观化的方法也存在一些不足,所以它并未被广泛接受和推广开来。ACF和PCF的图形化与EACF的表格直观化特性相结合是构建基于信息准则的ARMA模型选择的一种很好的方法,同时利用R软件的强大作图功能,可以实现图解ARMA模型的这一选择过程,最终可以得到一种既有效又直观的ARMA模型选择方法。     

椭圆芯光子晶体光纤的传导模式

应用全矢量模型,根据对称性分析,按照最小波导扇面及相应的边界条件,对椭圆芯光子晶体光纤中的模式进行了分类,给出了光纤中基模和高阶模的矢量场分布及场强分布图,并以带状介质波导对椭圆芯PCF中的模式类比来命名.椭圆芯PCF中的模式均为非简并的,导模的场分布反映波导结构对称性.     

基于光子晶体光纤非线性环路镜光开关的研究

采用光子晶体光纤构成非线性光学环路镜,利用非线性环路镜中信号光与控制光之间交叉相位调制效应实现全光开关. 讨论了光子晶体光纤结构参数对其非线性的影响,建立了基于光子晶体光纤非线性环路镜光开关的理论模型,研究了光开关的透过特性及影响光开关性能的因素. 研究结果表明,基于光子晶体光纤非线性环路镜的光开关,可以在较短的环长和较低的开关功率下实现高速光开关操作,其开关特性可由控制光功率灵活调控. 光子晶体光纤非线性环路镜光开关为实现用于高速光通信系统中的光开关技术提供了一种重要思路.     

一种改进的实时软阴影算法的设计与实现

在解决实时渲染时的阴影边界走样时,常用的(Percentage Closer Filter，PCF)方法不仅效率低下,而且边界处的平滑效果也很有限。改进了PCF算法,使算法的执行效率更高,且有更好的反走样效果。首先分别以相机和光源为基准来构造裁剪坐标系,通过2次绘制来锁定产生阴影的像素区域,然后用改进的高精度滤波模板对阴影进行适应性反走样处理,使平滑操作集中在对视觉效果有重要影响的边界区域上,有选择地优化了数据,从而大幅提高了全局计算效率。实验结果证明,文中算法比常规的PCF算法在执行速度上有明显提高,效果上也得到一定程度的改善,达到了效率与效果的优化折中。     

空芯光子带隙光纤结构参数对其有效折射率的影响

利用有限元法,从理论和数值上研究了19孔纤芯空芯光子晶体带隙光纤( PBGFs)的结构参数对其有效折射率的影响.采用拓扑优化方法改善纤芯空气孔内层厚度和角度,研究了基本模型的有效折射率与结构参数的关联性.采用完美匹配层(APML)做吸收边界条件,数值结果表明选择边界条件对结果的精度和准确性有很大的影响,有限元法能有效地...     

一种GLS玻璃中红外光子晶体光纤的双折射和非线性研究

设计了一种适合于中红外波段传输的GLS玻璃高双折射高非线性光子晶体光纤(PCF),利用电磁波传播的多极散射理论数值模拟了该光纤的双折射和非线性特性,并对实验制备这种软玻璃光纤的可行性进行了分析。研究发现,通过调节光纤的结构参数可以将该PCF的双折射最大值调至所需的中红外波段(3~10 m),在波长=8.214 m处模式双折射达到了0.16,且偏振方向非线性系数=0.15m-1-1,即该光纤在中红外波段同时具有高双折射和高非线性。这种光纤有望实现中红外波段超短脉冲展宽,进一步扩展中红外波段的激光源。