CPML截断2.5维问题中圆柱波导开放边界的应用

为了解决高功率微波(HPM)源模拟中圆柱波导开放边界的截断问题，研究了柱坐标系下卷积完全匹配层(CPML)吸收边界，给出了CPML中电磁场的差分方程和轴边界条件，并进行了数值验证．在不同频率和模式的激励源作用下，模拟了2．5维问题中CPML截断圆柱波导开放边界的性能，相对误差最大值都小于-90dB在2．5维电磁PIC软件中引入CPML方法，模拟计算了相对论返波管．结果表明，CPML在截断波导开放边界方面的性能远好于Mur型吸收边界条件。     

基于3D-GM-BPM的平行定向耦合器模拟研究

提出了基于伽辽金法的三维光束传播法（3D－GM－BPM），可直接应用于三维波导光电子器件的光波传输模拟，并用它模拟分析了基于脊形光波导的平行定向耦合器遥光波传输特性。3D－GM－BPM最终归结为求角一阶常微分方程组，导出矩阵小，计算效率高。另外，平面映射边界条件使该方法无须引入人工边界条件，因而消除了非物理反射，有较高的计算精度。     

平面锥形光波导模斑转换器的研究

基于三维有限差分束传输法（FD－BPM）对平面光波导器件中的关键元件之一－平面锥形模斑转换器作了深入的研究，对线性和数种非线性侧面边界的模斑转换器进行了数值仿真和对比，分析了平面锥形模斑转换器侧面边界函数对耦合损耗的影响，以及模斑转换器中模场分布随传输距离的变化，确定了不同长度的平面锥形模斑转换器的最佳侧面边界，指出长度在200－1000μm范围内具有余弦边界的平面锥形模斑转换器性能最佳，并且发现，光纤中的出射光进入模斑转换器以后，光波模式会逐渐发生变化，并最终转化为单模。     

分析转移矩阵方法确定多层平板光波导TM模的色散方程

分析转移矩阵方法(ATMM)能精确地确定平板光波导的模式特性。本文利用ATMM，导出了非对称多层平板光波导和对称多层平板光波导的TM模的精确色散方程。     

非晶态SiO2过渡层上高C轴取向LiNbO3薄膜及生长机制探讨

利用脉冲激光沉积(PLD)技术在单晶硅衬底的非晶态SiO2过渡层上外延生长了具有优良结晶品质和高度C轴取向性的LiNbO3光波导薄膜.利用X射线衍射、高分辨电子显微镜和原子力显微镜等手段对LiNbO3薄膜的结晶品质和C轴取向性等进行了系统的分析,基本确定了薄膜C轴外延生长的最佳沉积参数.非晶态SiO2过渡层上的LiNbO3薄膜由尺度约为150 nm×150nm的四方柱状C轴取向的单晶畴紧密排列而成,并且具有陡峭的界面结构.棱镜耦合技术测量表明,激光可以被耦合到LiNbO3薄膜中,形成TE和TM模式的光波导.此外,对于LiNbO3薄膜在非晶过渡层上择优取向生长的物理机制和薄膜基底效应进行了初步探讨,提出其生长机制很可能符合光滑晶面上三维岛状成核生长的Volmer模式.     

光脉冲在不连续光波导中的传播

在时域内应用慢包近似（ＳＶＢＡ）的方法，对光波导内光波传输的时域计算做了简化．应用该方法计算了不连续光波导中光脉冲的传播，得到波导不连续处的传输情况．文中应用的计算方法可以大大节省计算机的内存，节省计算时间，是进行时域计算的一种行之有效的方法     

一种ARROW型弯曲波导研究

分别用射线分析法和电磁场分析法，通过保角变换在直角坐标系下研究ＡＲＲＯＷ型弯曲波导特性，导出了其模色散方程（本征模方程）。经优化设计的ＡＲＲＯＷ型弯曲波导结构，使ＴＥ０模的损耗降至为０．０３２９ｃｍ＾－１。     

用渐变间隙的矩形波导提高远红外自由电子激光器的效率

提出使用渐变间隙的矩形波导提高远红外自由电子激光器效率的新思想。在理论上用单粒子模型分析了提高效率的机制，并用数值模拟对理论作了验证。     

任意截面波导本征值问题的边界元分析

本文讨论了任意截面波导本征值的边界元分析方法，编制了一个通用的计算机程序。对几种不同截面形状波导的本征值进行了计算，结果与已有文献一致。     

两个梯度折射率分布平面光波导之间的连接损耗

计算了两个不同的梯度型平面波导在横向位移与角度偏差同时存在时的连接损耗。功率传输系数展开成Ｈｅｒｍｉｔｅ－Ｇａｕｓｓｉａｎ函数的级数后，迭合积分可解析求出，文中方法的精度比基模块的高斯近似方法高得多，并给出了数值计算实例并对连接损耗受各别偏差及波导参数的影响进行了讨论，最后检验了单一偏差连接损耗加近似复合偏差连接损耗这一直观方法的准确程度。