光波从自由空间向亚波长波导结构的耦合研究

在光学集成中,自由空间中光波耦合进入波导是很重要的.利用纳米天线共振,自由空间中的光波能够耦合进入波导.在天线下方添加反射层反射透过光波,提高入射光波的利用率,从而增加耦合效率.利用3维时域有限差分(3D-FDTD)方法模拟光波与金属结构的相互作用,优化结构参数.结果发现添加反射层能够提高光波的耦合效率,最大达27.8 %.     

利用光学天线阵列耦合光波进入硅波导

在光学集成中,光信号从自由空间中耦合进入波导具有重要意义。利用光学天线将自由空间中的平面波耦合到波导的基模中。对称偶极子光学天线阵列有利于Si波导基模的激发,根据波导模场特性,设计偶极子对称天线实现耦合功能。为高效激发波导基模和提高耦合效率,利用时域有限差分(FDTD)方法分析Si波导的基模模场,对天线阵列结构进行优化,实现高效耦合。     

全息光栅耦合器(摘要)

把光耦合进入薄膜光波导是集成光学器件的首要问题。本文报导了在离子交换光波导上沉积AZ-135光致抗蚀剂,用4880A°的氦镉激光器作光源,经滤波、扩束、分光在波导上以34°角相干曝光而制得全息光栅耦合器。我们已观察到在掩埋的光波导中沿着指定方向传输指定模式的光波。     

薄膜光栅耦合器的研究

薄膜光栅耦合器首次为Dakss等人报导以来,许多人在理论上和实验上进行了不少的工作,发表了若干文章。理论计算的耦合效率为88％,实验上可获得71％。光栅耦合器和其它类型耦合器一样,既可以将激光束耦合于薄膜波导中,又可以将薄膜波导中的光波耦合出来。     

光波导端面激励的併矢格林函数描述

本文把平面光波或高斯光束对介质光波导的端面耦合等效为电流密度矢量激励,用併矢格林函数描述了介质光波导的端面激励问题.导出了耦合效率等公式.这种理论描述,阐明用併矢格林函数方法可统一处理微波波导的电流激励和光波导的光波端面激励问题.     

纳米金属颗粒与棒之间的耦合研究

金属亚波长纳米颗粒之间表面等离子体耦合由于其新颖的理论和传感等方面的应用前景,已成为一个光学领域的研究热点.应用三维时域有限差分法模拟研究了相邻的金属纳米颗粒和金属纳米棒之间共振模式的耦合情况.考虑颗粒与天线的不同结合情况,模拟计算整个结构衰减谱的变化以及电场分布.颗粒和金属棒之间的表面等离子体出现串联和并联耦合模式.当相对位置发生变化时,两者之间的耦合模式发生不同的变化.颗粒之间的耦合模式不同,导致了不同的散射光,在传感等应用方面具有一定的参考价值.     

金属纳米颗粒的极化率与异常光学性质

基于金属纳米材料的异常光学现象,考虑了束缚电荷作用的情况,从理论上推导出在光波照射下金属纳米颗粒的极化率与颗粒尺度关系的结果,进而得到金属颗粒对光波的吸收率,并讨论颗粒尺度对极化率和吸收率的影响,即当金属粒子尺寸达到纳米级时,将金属粒子看作纳米小球,小球极化率出现半径的立方因子,且小球半径小于电子平均自由程,电子的衰减因子受小球半径的制约.由推导结果可以得出,光吸收峰增强,并产生红移.这些结果为深入理解金属纳米颗粒的异常光学性质,揭示和开发应用金属纳米材料的性质提供理论基础.     

一种轻薄型共面波导圆极化整流天线

本文设计了一款应用于近地飞行器的轻薄圆极化整流天线,飞行器普遍载荷有限,且在不断地运动,因此要求整流天线具有圆极化、重量轻、体积小、剖面低、易与飞行器表面共形等特点.本文设计的整流天线工作在5.8GHz,采用共面波导耦合馈电,具有较宽的工作带宽.后端整流电路采用串联二极管形式,并利用共面波导低通滤波器进行直流滤波,不需要使用任何集总元件.该整流天线结构紧凑,全重仅1.98g,剖面厚度0.5mm,最佳整流效率71.22%.测试结果与仿真结果吻合良好,验证了该设计的可行性.     

空芯金属包覆波导传感器特性及应用领域分析

不同于一般的光波导,空芯金属包覆波导中超高阶导模的有效折射率可处于0相似文献   

一种基于聚酰亚胺的超宽带紧凑型柔性天线

超宽带(UWB)天线具有高传输效率、低功耗和结构简单等优点而被广泛应用,但是一般不具有柔性特性。因此本文提出一种基于聚酰亚胺的超宽带紧凑型柔性天线。天线由树形金属贴片和梯形开槽金属贴片组成,采用共面波导馈电,由介电常数为2.8的柔性聚酰亚胺材料进行制作,并通过开槽和参数优化的方式使天线能在弯折30°和60°的条件下均能够覆盖超宽带频段。测得该天线在3种情况下的阻抗带宽(S11-10 dB)均能覆盖2.45～12 GHz,天线的增益为3.5～6 dBi。本文提出的天线具有易于共形、优良性能和易加工等特性,适用于现代无线通信领域中。     

基于波概念迭代法的缝隙加载H形双频天线分析

阐述了波概念迭代法的基本原理,描述了同轴探针激励条件下空域散射算子的表达形式,运用WCIP方法仿真了缝隙加载H形双频天线表面的电场和电流密度分布,分析了该天线的回波损耗,计算结果与参考结论进行了对比,达到了较好的一致性,从而验证该方法的正确性和有效性.     

一种Ku波段宽带微带天线的设计

文章给出一种新型结构的Ku波段宽频带微带天线的设计方法。在接地板上开H型缝隙进行耦合馈电,并在辐射贴片表面开矩形缝隙以扩展带宽,在天线的底面加反射板以提高增益、改善天线方向图的前后比性能。用高频仿真软件HFSS进行仿真优化,结果表明该结构天线具有良好的宽频谐振特性,其回波损耗小于-10dB,阻抗相对带宽高达39.8%,交叉极化电平小于-28dB,前后比优于19dB。     

双鞍型天线与螺旋波等离子体的耦合距离对功率沉积的影响

采用自主编写的程序HWAP(helicon wave at plasma)模拟了双鞍型天线与均匀柱状螺旋波等离子体相互作用时耦合距离对功率沉积的影响。模拟结果表明:1)在一定实验条件下,双鞍型天线发射的波在等离子体中同时激发螺旋波和Trivelpiece-Gould(TG)波,控制天线耦合距离可改变TG波在等离子体边界附近的能量沉积分布;2)当天线耦合距离在一定范围内变化时(15.0~30.0 cm),耦合距离的大小能影响螺旋波和TG波在能量沉积过程中起的主导作用;3)当天线放置在等离子体中时,波在等离子体中沉积的总功率随耦合距离的增加而减少,当天线放置在等离子体边界和装置外壁之间时,总功率沉积先增加后减少,存在一个最佳耦合距离使功率沉积最大。     

LSMC天线的互耦研究

采用可以把相位差信息转换为强度信号的简易天线(LSMC天线),实验研究了互耦对天线输出信号的影响,结果表明:在电磁波不同的到达方向角条件下,天线之间均存在明显的互耦;两天线距离大于波长一半或重叠面积比例小于0.2时,它们间的互耦变得很弱.在实际应用中,可以根据本文结果对LSMC天线的间距和重叠面积调整,以减弱天线间的互耦.     

移动通信中微小区电波传播损耗的预测模型

在自由空间电波传播损耗模型基础上,根据微小区内电波传播特点,提出了电波传播损耗的一般预测模型,其特点是用最小拐点距离D来统一反映天线高度和系统工作频率对电波传播损耗的影响,同时对电波在传播过程中经过的不同环境,分别用不同的路径衰减指数n来反映.     

无线超压测试系统平地天线传输性能研究

针对冲击波测试的高效、准确和安全性需求,利用4G无线通信技术和存储测试方法研制出一套无线冲击波超压测试系统.开展了平地天线传输性能研究,建立了表征参考信号接收功率与任意传输距离关系的自由空间修正模型.验证实验结果表明,理论值与实验值吻合良好,参考信号接收功率随着传输距离的增大而减小.在一定范围内,平地影响因子随着接收端天线高度的增大而减小,自由空间传输路径损耗随之减小,而参考信号接收功率随之变大.      

几种透地通信技术的分析与对比

主要分析了天线磁感应方式、地电极电流场方式以及弹性波方式3种矿山透地通信技术的工作机理、技术特点以及受分层大地介质信道的影响情况,对比了它们的传输衰减、发送设备体积、发射功率以及能量效率等功能参数,最后得出了结论:3种透地通信方式都工作在低频波段,天线磁感应方式和地电极方式的传输衰减较之弹性波方式的要小,而弹性波方式和地电极方式所需的发送设备体积比天线磁感应方式的要小;地电极电流场方式能量效率比其它天线磁感应和弹性波方式要高;弹性波方式透地通信受地层力学特性影响太大,尤其是松散介质层.     

半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁波展宽特性分析

介绍了自洽式多粒子蒙特卡罗方法模拟半绝缘GaAs光电导天线辐射THz电磁时域波形。模型中采用光能、脉宽可调飞秒激光器作为触发光源,模拟的THz电磁波形与实验基本吻合。通过载流子在光电导体内的动态输运特性,分析了辐射THz电磁波场比触发光脉冲展宽的物理机制在于:光生载流子在外电场作用下,从初始状态到速度达到稳态要经历一个动量和能量弛豫过程,而正是由于载流子动量和能量的弛豫过程导致光电导天线辐射的太赫兹波展宽。高光能、低偏置电场下,空间电荷电场是造成光电导天线辐射的THz波呈现双极性的主要原因。