一种新型负折射率微波媒质的设计与仿真模拟

提出了以外加磁场作用时磁导率为负的亚铁磁材料-YIG为基体, 在其中嵌入等效介电常数为负的金属导体线周期阵列结构构造出负折射率微波媒质的新方法. 设计了一种C/X波段负折射率微波媒质, 并利用基于三维时域有限积分法的电磁场仿真程序模拟了复合媒质的电磁特性. 仿真结果表明, 在导体线周期阵列结构的等效介电常数为负的7.02~9.80 GHz频带与基体YIG等效磁导率为负的5.22~8.14 GHz频带相重叠的7.51~8.13 GHz带宽内, 入射电磁波能通过复合媒质, 并在复合媒质与常规正折射率媒质的交界面处发生了负折射现象, 证实了复合媒质在该带宽内等效折射率为负, 验证了新型负折射率微波媒质设计方法的可行性.     

具理想壁的谐振腔中的本征值问题

对填充着均匀各向同性媒质的谐振腔,和M(?)ller曾用不同方法证明了其本征频率的离散性、本征函数的完整性。在各向异性媒质中电磁场的特性与各向同性时相比是有许多差別的,其数学处理也出现一些困难,1962年顾福年讨论了各向异性媒质中Maxwell方程的算子的对称性,断言本征值必定存在,但未给出确切的证明。     

异向媒质及其实验验证

同时具有负介电常数和负磁导率的人工媒质具有许多与通常媒质不同的奇异性质, 这种人工媒质的新发现引发了国际电磁学领域极大的关注. 这类媒质为“异向媒质”, 介绍了微波频段异向媒质的制作方法, 利用直角形和平行四边形异向媒质进行了负折射实验及波束位移实验. 实验结果表明, 我们制作的媒质在特定的频带内同时具有负的介电常数和磁导率.     

计算机的多媒质技术

使用多媒质技术是计算机发展的必然多媒质技术是90年代计算机的时代特征,它使计算机的发展进入一个崭新的阶段。多媒质在英语中叫做multimedia。由于medium一词在中文中可译为媒质、媒体、媒介、介质等等,所以有人也把多媒质叫做多媒体、多介质等等。笔者认为medium的各种译名中还是有区别的。例如各种传播新闻消息的手段,如报纸、广播等应当称为新闻媒介。而在热机中传递能量的物质,如水受热变为水蒸气,水蒸气受热膨胀推动活塞做功。在这里水(水蒸气)起了把热能变换为机械能的作用,这种传递能量的物质便被称为工作介质。     

球面函数心电场展开法解心电逆问题

本文提出一种新的用计算机解心电逆问题的方法。根据静电场迭加原理将体表电位看成边界效应和心电荷在无限媒质中产生的电位和。用有限单元法求出边界效应在体表产生的电位,用球面函数展开心电荷在无限媒质中产生的心电场并用计算机求解,从而可从体表电位分布推测出心外膜和心肌细胞层内的电位分布。由于用球面函数展开心电场时,其座标中心根据心兴奋周期中不同的除、复极过程选取,所以推测精度比较高和实际测量值吻合得较好。     

折射率加和性的条件

折射度(refractivity)具有加和性(addition)是早在十九世纪就被物理学家们证明了的。一百多年来,折射度的研究成为物质结构研究的重要手段之一。虽然矿物学家们常用格拉斯顿-代尔及阿仑的折射度,但更常用折射率(refractive index或index of refraction)的概念来讨论问题。长期以来,折射率的加和性一直被大多数光性矿物学家运用着,并在这个基础上编制了大量的固溶体系列光性与化学成分成直线关系的图表。似乎折射率的加和性是必然的,其实并非如此。下面笔者就等轴晶系的固溶体为例论证加和性的必要条件。一、折射率加和性的必要条件的分析用折射度加和性为基础可以很容易地论证折射率加和性的条件。目前物理学家们认为格拉斯顿-代尔以及阿仑的折射度公式都是缺乏理论基础     

渐变型聚合物光纤折射率分布的表征方法

用聚焦法测试渐变型聚合物光纤的折射率分布，根据折射率分布曲线教育处折射率分布指数和理论带宽值，与聚合物光纤带宽的实浊值相比较，理论值与实验值相吻合。     

液体中的激光超声脉冲

强度调制的光束或脉冲光束投射到媒质中（可以是固态、液态、气态或等离子体等各种物态的媒质)，媒质吸收光能而激发出声波的效应酶为光声效应．早在1880年贝尔[M)首先在固体中观察到光声效应．但在此后很长的一段时间里，光声效应的研究进展缓慢．这主要是因为当时缺乏强光源和检测弱信号的手段，以致光声效应的实际应用价值未能充分显示．随着强光源的相继问世，例如各种激光器和强氙灯光源，以及弱信号检测技术的不断发展，从20世纪70年代以后，光声效应的研究取得迅速进展．由于光可以在各种媒质中激发声波，而利用检测到的声波反过来可获得有关媒质的光学、热学、力学以及媒质内部结构等特性的信息，光声效应已广泛应用于物理、化学、生物、医学以及海洋、环境和材料科学等多个领域．本将介绍脉冲激光在液体中激发超声脉冲方面的研究现状，特别着重于液体中脉冲激光激发超声脉冲的机制及其应用前景．     

无耗区域电磁场的唯一性定理

唯一性定理在经典电磁理论中占有极为重要的地位。它是等效定理、感应定理和镜象法、感应电荷法、保角变换法等定理或方法的基础。因而几乎所有电磁著作均对此给出描述和证明(例如,文献[1—4])。但是,应该指出:这一定理至今存在着一个严重缺陷。正如Harrington所述“唯一性的证明对于无耗媒质情况将会失效(break down)。为了得到这时的唯一性,须把无耗媒质中的场作为有耗媒质损耗趋于零时相应场的极限。”     

有机液非线性声参量B/A值量级的研究

一、引言 近年来,随着超声医学的迅速发展,人们愈来愈认识到非线性声学效应在超声诊断、治疗领域所占的重要地位,纷纷从事研究表征这个效应大小的声学参量B/A,并把此项研究作为生物医学超声基础研究的前沿课题。实验上发现,对于分子结构不同的生物媒质,其B/A值有明显的大小差异。由此人们认为,非线性声参量B/A包含了传声媒质分子结构的某种信息。但是迄今为止,B/A与生物媒质分子结构的关系尚未有一理论模型。由于目前研究的生物媒质的声学性质可归结为简单液体的声学性质脚,因而寻求简单液体B/A与其分子结构的     

动物软组织非线性声参量B/A的研究

由于超声医学的迅速发展,近年来对超声医学所使用的频率和强度范围内产生的非线性效应的研究受到重视。众所周知,超声波具有渗透人体组织的能力,然而非线性效应的存在加速了超声波的传播衰减并且使声功率在生物组织中的传递受到限制。非线性参量B/A是度量媒质非线性效应的重要参量,因此研究生物媒质特别是高衰减生物组织的B/A值是生物医     

稜镜-光栅耦合器的研究

稜镜耦合器已成为研究多种薄膜波导特性的很有效的器件。在选用稜镜材料时,要求稜镜折射率必须高于薄膜波导折射率。可是,在研究高值折射率薄膜波导时,寻找高于薄膜折射率可用的稜镜材料是比较困难的。为了解决这个问题,我们可以采用在选用的稜镜表面上制作一周期光栅。通常,我们称之为稜镜-光栅耦合器。它和常用的稜镜耦合器一样,光波耦合     

潜泳时为什么要戴潜水镜?

潜泳时如果戴着潜水镜在水下会比不戴看得清楚,这是为什么呢? 原来在潜水时,水层会覆盖住眼睛的表面。水的折射率几乎与眼睛的天然透镜——水晶体的折射率相同。因此,当     

梯度折射率超材料透镜

超材料是由人工设计的、具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构,有负等效质量密度、负等效弹性模量、负折射率等特性.声子晶体超材料是一种具有周期性结构的超材料,其布拉格带隙或局域共振带隙的存在使处于禁带频率下的声波或弹性波进入声子晶体后无法在其中传播.其能带特性可以通过设计进行调节,使通带频率下的声波或弹性波进入具有特定结构的声子晶体后,实现成像、聚焦以及定向传输等对波传播的极端控制功能.梯度折射率超材料是一种折射率随空间变化而变化的结构.梯度折射率透镜由局部非均匀结构组成,其折射率是空间坐标的函数.波在透镜中会沿着弯曲的轨迹传播,可以通过适当的设计实现对波的弯曲、偏转和聚焦等功能.梯度折射率的设计可以通过改变局部晶体单元的性质实现有效折射率的梯度分布,如改变声子晶体的晶格尺寸、散射体的填充率、散射体的材料等.此外,梯度折射率超材料透镜能够通过设计在宽频率范围内精准聚焦波,从而实现能量采集等工程应用.本文从光学理论原理、透镜设计及其应用三方面展开介绍,首先对理论基础以及目前构建梯度折射率器件的几种方法进行总结,然后从透镜的应用角度介绍几种典型案例,最后对透镜的未来研究作出展望.     

钆镓石榴石的光学色散

近年来,用提拉法不难生长出高质量的钆镓石榴石单晶,广泛用作磁泡畴存储器或集成光学器件的衬底。钆镓石榴石的折射率色散数据不仅关系到外延生长的石榴石薄膜参数的测定,而且有助于揭示离子和晶格相互作用的微观运动规律。此外,钆镓石榴石具有大的各向同性折射率、良好的光学质量和化学稳定性,可望在光学仪器中得到应用。目前对钆镓石榴石的光     

355～445℃,2.0～5.5GPa下合成的SiO2玻璃

利用ＹＪ－３０００吨压机,在高压（２．０－５．５ＧＰａ）和低温（３５５－４４５℃）条件下,用光谱纯ＳｉＯ２合成了一系列ＳｉＯ２玻璃,它们的红外光谱特征与高密度石英玻璃相似,同时,红外光谱显示ＳｉＯ２玻璃中含有少量的水,且以ＯＨ离子的形式存在。可能正是由于少量的水,对ＳｉＯ２的非晶化起了重要作用。对这些ＳｉＯ２玻璃折射率的测定表明,ＳｉＯ２玻璃的折射率以及高密度威武央玻璃的折射率与合成压力呈很好的对     

微粒子复合体介电特性的理论研究

微粒子复合体是一种极具潜力的功能材料,研究它与电磁波的相互作用,有着重要的理论和实际意义.从材料的构成看,微粒子复合体属于异质性材料.因此,一般采用有效媒质法研究它的物理参量.为此,我们利用平均场理论,建立微粒子复合体介电特性的有效媒质理论模型,并利用这一模型结合具体的复合体系统讨论微粒形状和表面异质层等因素对渗流转变的影响.     

激光在大气传输中方向起伏规律的探讨

激光在湍流大气传输中,直接影响激光方向起伏的因素,主要是由于大气温度场的起伏而引起的大气折射率随机场的效应。 大气折射率起伏场的存在,使激光在大气中传输方向发生随机的变化,因而产生光束漂移、像点抖动等现象。     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论.在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量B/A值进行了实验测量.     

聚焦非线性声场中耗损媒质的非线性声参量B/A 定征

对圆形活塞聚焦换能器在耗损媒质中产生的基波及二次谐波声场进行了理论分析,并对焦点处的基波及二次谐波幅值关系进行了讨论．在高线性聚焦增益条件下提出了用插入取代法测量非线性声参量的新方法,并对部分生物组织的非线性声参量Ｂ／Ａ值进行了实验测量．