一维四组元周期性结构光子晶体带隙特性分析

随着密集波分复用(DWDM)技术的发展,对多波长滤波器提出了更高的要求。为了给基于一维光子晶体的多波长滤波器提供支撑技术,本文先对一维四组元周期性结构光子晶体的传输矩阵进行简要的推导。接着,从该光子晶体的结构出发,基于传输矩阵法绘制了一维四组元周期性结构光子晶体的归一化透射率曲线,并与普通的一维两组元周期性结构光子晶体的归一化透射率曲线进行对比研究,分析了一维四组元周期性结构光子晶体在一个禁带周期内光子禁带数增加的原因。进而,从一维光子晶体的光子带隙机理出发,深入研究了不同折射率比、不同周期数对一维四组元周期性结构光子晶体带隙的影响。研究表明,一维四组元周期性结构光子晶体的禁带宽度由四层材料各相邻层的折射率差共同确定,具体宽度表现为各禁带的均值,但带隙特性更加完美。     

一维光子晶体带隙结构研究

光子晶体材料的介电常数在空间中呈周期分布，这种材料存在光子带隙，引入缺陷对光有局域效应，为更好地控制光和利用光提供了新的方法。文章利用传输矩阵法计算了一维光子晶体不同结构的带隙特征，计算表明光子带隙的宽度受到材料介电常数及介质层厚度的影响。随材料介电常数及介质层厚度的增加，光子带隙宽度存在一个极大值，对于确定材料构成的光子晶体，两介质等厚时带隙最宽。     

一维正弦型函数光子晶体带隙结构研究

我们提出一种函数型光子晶体,其折射率是一个随空间位置周期性变化的函数.基于费马原理,我们得到了光在一维函数型光子晶体中的运动方程,并利用传输矩阵的方法推导出光在一维函数光子晶体的色散关系、发射率和透射率.通过理论模拟发现,介质的折射率、半周期厚度以及入射角对光子晶体带隙变化有重要的影响.     

一维掺杂光子晶体带隙结构的研究

基于传输矩阵法,数值研究了掺杂一维光子晶体带隙特征。研究表明:一维掺杂光子晶体的带隙是由光子晶体结构决定的,不掺杂时,禁带中心无导带;当掺杂时,禁带中心位置出现一个极窄的导带,并且导带深度随着掺杂位置的不同而变化,当掺杂位置一定时,改变杂质层的折射率,发现随着折射率的变化,禁带中心的导带深度也会随折射率变化而变化,这样我们可以根据晶体的结构,适当选择掺杂位置和杂质折射率,就会在禁带中心出现一个极深的导带,一维光子晶体的这种特性可应用于滤波器件和光学谐振腔的设计。     

低功耗双带隙结构的CMOS带隙基准源

随着片上系统的发展,带隙基准源精度和功耗的要求也越来越高.目前的高阶温度补偿方法在工艺兼容、设计复杂度和功耗上还存在一定的局限性.本文推导了一个新颖的电流模带隙基准电路在饱和区工作时的温度特性,并结合双带隙结构在输出支路上采用电流比例相减的方式实现有效的曲率补偿,从而实现了一个新颖的双带隙结构CMOS带隙基准源.在GSMC 0.18μm工艺下,设计的CMOS带隙基准源版图面积为0.066mm~2.蒙特卡罗后仿真的结果表明,在-40~125℃温度范围内平均温度系数为14.27ppm/℃;在27℃时基准电压平均值为1.201V,标准偏差变化仅为33.813mV(2.82%);在3.3V工作电压下,静态电流平均为9.865μA,电源抑制为-37.21dB.本文设计的带隙基准源具有高精度、低功耗、结构简单的特点,是片上系统的良好选择.     

材料色散对一维光子晶体带隙的影响研究

运用传输矩阵方法研究了材料色散对传统周期结构一维光子晶体光子带隙的影响.计算结果表明,考虑色散后,光子带隙既可能变窄也可能增宽,既可能发生红移也可能发生蓝移.光子带隙的改变与色散材料的色散强度、谐振频率及2介质材料折射率差的改变相关.色散强度越大对光子带隙的影响也越大.一般来说,若考虑色散后两介质材料的折射率差增大,则...     

一维掺杂光子晶体结构参数对带隙结构影响

基于传输矩阵法,数值研究了掺杂一维光子晶体带隙特征。研究表明：一维掺杂光晶体禁带中心位置出现一个极窄的导带,当杂质前半部分层数给定时,后半部分总存在一个层数,使得禁带中心导带的深度达到最大,在此基础上通过改变基本层厚度发现,禁带中心的导带深度仍然最大,我们可以通过改变基本层厚度厚度,让特定波长的光顺利通过。     

含各向异性单负材料的一维光子晶体的全向带隙

利用转移矩阵方法,研究了含各向异性单负材料的一维光子晶体中的带隙特性。结果表明,含各向异性单负材料的一维光子晶体中存在一种全向带隙,该带隙几乎不随入射角度和偏振状态的变化而变化,其性质可以用来设计一定带宽的全向反射镜。     

一种采用带隙结构的高精度电流基准电路设计

介绍了一种标准CMOS工艺下的电流基准电路。电路利用带隙结构实现,使得输出电流具有良好的温度系数及电源抑制能力。在2.5V~5.5V电源电压、-40℃~125℃温度范围内,输出电流精度可达±2.6%。     

一维掺杂光子晶体的带隙结构及特征的研究

基于传输矩阵法,数值模研究了光子晶体带隙特征与光子晶体结构参量的关系。研究表明:一维光子晶体的带隙是由光子晶体结构决定的,单个基本周期结构的光子晶体不具有带隙结构,随着周期数的增加,光子带隙结构逐渐形成,禁带中心无导带;当掺杂时,禁带中心位置出现一个极窄的导带,并且导带深度随着杂质层折射率的增大而逐渐变浅,一维光子晶体的这种特性可应用于滤波器件和光学谐振腔的设计。     

输电线路脱冰跳跃高度的理论计算公式

将输电线的脱冰荷载视为一种突加动荷载,考虑阻尼的衰减效应,基于功能原理和能量守恒定律,推导了导线跳跃高度的理论计算公式.该公式揭示了脱冰跳跃的动力学本质,建立了跳跃高度与弧垂差的定量关系.算例分析表明,公式计算结果与有限元结果吻合良好,满足工程设计要求,可为输电线路设计提供理论指导.     

一维周期准周期多势垒结构的透射特性

利用传输矩阵法研究一维周期和准周期势垒结构的透射系数。针对特定应用需求,假设势垒和势阱的厚度固定,一维周期以及准周期势垒结构模型简化为两种高度不同的势垒按周期以及准周期的序列构成任意多势垒结构。数值算例表明:周期和准周期势垒结构都有透射带隙和禁带的出现。准周期势垒相比周期势垒结构禁带宽度发生了展宽,而且在周期势垒不能透射的粒子在准周期势垒中产生高质量的共振隧穿。此外,准周期参数的选取对固定能量的粒子在一维准周期势垒结构中的透射特性有重要影响。     

倾斜光纤光栅透射光谱对外界介质折射率的响应规律研究

倾斜光纤光栅因其独特的结构在传感和通信领域应用前景广阔。基于模式耦合理论,仿真研究介质折射率对倾斜光纤光栅透射功率谱的影响及其变化规律。研究结果表明,当介质折射率在1.35至1.4之间变化时,本文设计的倾斜光纤光栅透射功率谱包层谐振峰位置随外界介质折射率的增大而逐渐向长波长方向移动,波长偏移量与外界介质折射率之间呈良好的线性关系,利用这个结论可进行介质折射率的测量。     

电磁波在芯层为负折射率媒质的介质波导中的传播

分析了电磁波在正负折射率媒质界面、两种负折射率媒质界面处的传播特性,并对负折射率媒质为芯层(波导层)的介质波导的传播规律进行了探讨.其结论对于丰富波导理论和进一步研究电磁波在负折射率媒质中的传播特性及微波毫米波相关器件的设计有着重要的意义.     

超高压输电线脱冰动力响应数值模拟

采用ABAQUS软件建立500 kV超高压输电线路的有限元模型,计算分析具有不同结构参数的耐张线路段在各种脱冰工况下导线的动力响应,获得导线冰跳高度和张力随时间的变化,进一步得到脱冰率、覆冰厚度、耐张段档数、档距以及高差等对导线脱冰后最大冰跳高度的影响规律,为重冰区超高压输电线路电线的间隙设计以及杆塔设计提供依据.     

基于可拓工程的特高压直流输电线路故障类型甄别

±800 kV特高压直流输电线路故障类型的正确判别是国家电网安全稳定运行的重要保证。针对目前基于行波保护的装置在实际运行中存在的易拒动和易误动的问题,本文研究了基于暂态电压和暂态能量的两种暂态特性分析与故障类型甄别原理。然后在介绍可拓工程原理的基础上,应用可拓学中的物元模型将两种故障类型识别判据进行可拓融合,提出了用于区分输电线路发生单极接地故障、双极接地故障、非故障性雷击和故障性雷击四种暂态状况的识别判据。     

输电线路杆塔接地装置冲击接地电阻特性研究

针对目前输电线路杆塔接地装置存在的遭受雷击时不能满足性能要求的问题，通过模拟计算，对多种接地装置的冲击接地电阻特性进行了分析，揭示了冲击接地电阻与雷电流波形、土壤电阻率、放射状导体长度的关系，设计了适合输电线路杆塔的接地装置结构．     

渐变传输线及电磁缝隙结构的超宽带天线设计

为满足超宽带通信系统对天线小型化?抗干扰性能的要求,设计出一款基于非均匀传输线的平面网状扇形电磁缝隙结构的超宽带天线?依据非均匀传输线及电磁缝隙电路等效理论,推导出该天线的有效相位常数,总结出一种天线电路等效理论的分析方法?对该天线进行了设计?制作并加以测量?结果显示,天线在3~10GHz辐射特性基本保持一致;在3.10~15.78GHz回波损耗小于-10dB,增益大于4.4dBi;正面相距10cm的两天线隔离度S21小于-20dB,群时延基本在±1ns内?仿真与测试结果基本吻合,该天线满足超宽带系统的通信要求?     

高压输电线路带电检修机器人作业臂运动优化

针对完全依靠人工带电拧紧高压输电线路引流板螺栓作业效率低、劳动强度大、高空和高电压危险的问题,研制了一种双臂和双机械手的引流板螺栓拧紧带电检修机器人。通过各关节的轨迹规划双作业臂及其末端由初始位姿运动到螺栓螺母对准状态是机器人顺利完成检修作业的关键。针对现有多项式插值关节轨迹规划依赖于轨迹端点时刻,导致该方法实用性差及关节轨迹运动过程中忽略驱动机构对关节状态制约的问题,提出基于Min-Max时间标准化的改进多项式插值关节轨迹规划方法。基于该方法,以关节运动时间为优化对象,提出满足关节轨迹运动全程约束条件的关节运动时间区间范围的求取方法。通过仿真实验验证了改进算法关节轨迹仅与轨迹端点状态及运动时间有关,而与端点时刻无关,进一步淡化轨迹端点时刻对关节轨迹的影响,提高算法的实用性。通过选取最优关节轨迹运动时间,满足了关节状态全程状态约束要求,从而避免超调的发生,优化了各关节运动轨迹,提高了关节运动的效率。最后通过现场试验进一步验证改进算法的工程实用性。     

交流特高压输电线的传输特性与无功补偿

特高压输电线的无功/电压控制方式影响其传输能力和运行稳定性。首先建立了用分布参数表达的输电线的功角特性方程,推导出了输电线的功率-电压特性方程,用该方程分析了送端恒电压控制、受端恒功率因数控制下输电线的运行特性,绘出了受端在三种典型功率因数下运行的P-V特性曲线,表明输电线的传输能力随受端功率因数的上升而提高,但其过电压的功率区间也随之扩大,特别是在受端功率因数超前状态下有很大的超开路电压区间。同时还用功角特性方程推导出了两端恒定电压运行状态下输电线剩余无功功率的算式,进而推导出了输电线两端恒电压控制所需要的无功补偿量的算式,并以晋东南(长治)—南阳—荆门1000kV特高压输电线作为算例,对两种控制方式下的传输能力和变电站的无功补偿量进行了验证。