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.     

光纤通信技术和产业概况

 第一次工业革命的特点是机械化；第二次工业革命的特点是电气化；第三次工业革命则聚焦于信息化、新能源和生命科学。当今全世界人口约70亿，而全世界约有手机60亿部，说明现在已经进入信息化时代。     

Atmospheric duct estimation from multi-source radar sea clutter returns: theoretical framework and preliminary numerical results

Refractivity from clutter （RFC） technique estimates lower atmospheric refractivity from radar sea clutter returns. An important issue of RFC is how to make the estimate more robust. Rather than using only single beam radar sea clutter returns, this paper puts forward a theoretical framework of combining multi-source clutter power to improve the retrieved results by the variational adjoint approach. The derivation of the adjoint is accomplished by an analytical transformation of the parabolic equation model in a continuous domain. To test the theoretical algorithm, numerical simulations using multi-elevation clutter observations are carried. The results demonstrate that combining two elevation beams gives more stable estimate than using only single beam.     

二维光子晶体三角晶格光控开关的设计

我们准备一个复合腔模型：由两腔和一个连接波导组成,来研究在空气孔型光子晶体的光学双稳态开关时域藕荷模理论。开关行为来自连接波导的非线性,这不同于来自杆的缺陷腔的非线性的杆型光子晶体。利用理论分析：二维空气孔式三角形光子晶体双稳态光学开关是模型,开关特性也通过使用时域的有限差分方法研究。     

2.4GHz非对称缝隙波导天线设计

无线网络技术在近年得到蓬勃发展,而目前无线设备的天线限制了无线通信系统的性能.针对现有无线局域网设备天线增益效果差、传输距离短、成本较高的不足,采用波导缝隙天线原理设计用于2.4 GHz的无线网络通信的非对称波导缝隙天线,为适应不同场合使用要求,设计了6种造型.在理论设计的基础上,采用常见铝合金材料,使用数控铣床加工出试验品,经反复试验和优化,制作出较为成熟的产品.在校园内架设试验网络测试表明:天线增益效果明显,信号传输距离和范围与现有产品比较有很大提升,稳定性好,抵抗恶劣环境能力较强,能够满足正常使用要求,材料成本低廉,便于生产加工.     

Reverberation nulling and echo enhancement at low frequency using waveguide invariance

Based on the fact that the transfer function vector between a source receiver array and the dominant scatterer of boundary reverberation at a range can be obtained from the corresponding reverberations scattered from this range cell, a reverberation nulling concept using time reversal processing has been proposed. However, current reverberation nulling methods have certain limitations when applied into practice, which would null boundary reverberation and target echo simultaneously. As a solution, a passive reverberation nulling and echo enhancement method at low frequency using waveguide invariance is proposed in this paper. In this method, the reverberation subspace for the target range cell is not obtained directly from the return signals scattered by the target range cell but from the return signals scattered by a range cell located before the target using waveguide invariance, so as to suppress the reverberation embodied in the target echo by passive reverberation nulling. Besides, a range-dependent optimal weighting vector rather than conventional projector matrix is deduced to null the reverberation component meanwhile maximizing the target echo, thereby enhancing the echo-to-reverberation ratio furthest. Numerical simulations in typical range-independent shallow water environment demonstrate the efficacy and the improved performance of the proposed method for echo-to-reverberation enhancement.     

二维方柱光子晶体的波导特性

具有缺陷的光子晶体,光子频率带隙内将出现局域模,而线缺陷相应地形成一个传输效率很高的光波导.计算了空气中Al材料的旋转四边形直柱光子晶体存在线缺陷时的带结构和态密度,给出了二维方形光子晶体的波导的TM模的电场分布,并讨论了波导耦合的传输效率.     

反铁磁光子晶体波导的性质

研究了平面反铁磁光子晶体波导的色散性质.这种光子晶体波导是由两个平行金属板之间填充一维反铁磁光子晶体构成.对FeF2/Vacuum光子晶体波导进行数值和理论分析表明:(1)电磁波模式是分立的,并且只有有限的几个;(2)存在三种不同的频率带隙,其中之一是光子晶体共有的,其宽度取决材料的介电性质,之二是来自反铁磁的共振性质,之三是来自波导的结构.     

掺铒波导环形腔激光器特性研究

根据掺铒波导光放大理论和耦合器传输矩阵,建立了描述掺铒波导环形腔激光器的理论模型,在此基础上分析了环形腔弯曲半径、耦合器耦合系数和掺铒离子浓度等因素对泵浦阈值和激射光输出特性的影响.结果表明由于受到波导弯曲损耗和其他机制损耗的共同作用,存在一优化弯曲半径使得波导环形腔激光器在较低阈值泵浦功率下实现较高的斜率效率;激射光输出耦合器作为激光谐振腔损耗的一部分,其耦合系数的大小影响到激光器的特性,在耦合系数为0.2附近处可获得较高的激射光输出功率;铒离子掺杂浓度在0.85×1026m？3时具有最低的阈值泵浦功率,在不引起明显上转换效应的条件下,适当的增加铒离子浓度可以提高激射光波的输出功率.研究结果为掺铒波导环形腔激光器的设计和制作提供了理论依据.     

新一代塑料光纤及其功能开发

与石英光纤相比, 塑料光纤的主要问题是传输损耗大. 采用一种新的光纤结构—蜘蛛网结构包层空芯布拉格光纤, 可以把构成光纤材料的吸收损耗压缩至约10⁴~10⁶分之一, 因而从根本上解决了塑料光纤损耗大的问题. 在此基础上, 充分利用塑料光纤柔软、易弯曲的优点, 可以实现从可见光至太赫兹波(0.4~1000 μm)所有波段信息和能量的低损耗传输. 新一代塑料光纤将成为普遍和大量应用的光纤.