表面等离子光子学是研究金属、半导体纳米结构材料独特的光学特性,是目前光子学中最有吸引力、发展最快的领域之一.伴随着微/纳制造技术与计算机模拟技术的进步,表面等离子光子学在可见光、红外、太赫兹以及微波频域得到了广泛研究,在高灵敏生化传感、亚波长光波导、近场光学显微、纳米光刻等领域有潜在的应用价值.特别是人工超材料的发展,为自...
本文推导了包层为单轴各向异性晶体的光纤理想正规模特征方程,应用中值定理,结合Matlab的数值求解,提出了这一超越方程的一种求解算法,并在此基础上,对包层为单轴各向异性材料的光纤Bragg光栅的反射谱与包层折射率关系进行了模拟分析.模拟结果表明,K（cl）对反射谱有很大的影响,不同的k（cl）可以导致不同的光栅反射率和Bragg波长.
采用约化摄动法,得到描述无磁场等离子体中离子声波传播的modified Kadomtsev-Petviashvili（mKP）方程,构造有限差分格式对mKP方程的一类特殊孤立波解的稳定性进行数值研究.数值结果表明：在两种特殊情形的初始扰动下,该孤立波均不稳定.
在二维Frenkel-Kontorova模型中,为了更好地模拟真实的物理系统,采用高斯波的平移叠加作为基底,运用分子动力学模拟方法,讨论了有相互作用的原子平面在公度、不公度两种情况下,原子在无序基底上运动的摩擦机理,以及基底的无序对静摩擦力Fs的影响.
研究了乘性非高斯噪声和加性高斯白噪声共同激励下FitzHugh-Nagumo（FHN）神经元系统的随机共振问题.利用路径积分法和两态模型理论,推导出系统信噪比的表达式.研究结果表明：系统参数在不同的取值条件下,FHN神经元模型出现了随机共振和双重随机共振现象.此外,非高斯参数q在不同的取值条件下,乘性噪声强度和加性噪声强度对信噪比的影响是不同的....
针对乘性二次噪声和加性周期调制噪声联合驱动的线性过阻尼振子,利用随机平均法推导了系统响应的一阶、二阶稳态矩以及稳态响应振幅和方差的解析表达式.理论分析和仿真实验均表明这类系统具有比传统的由线性噪声驱动的线性系统更丰富的动力学特性;当二次噪声的系数满足一定条件时,系统稳态响应的振幅及方差均存在广义随机共振现象.
在电力电子电路中,H桥逆变器是一类基本的非线性电路拓扑,在工作过程中,由于电路属于时变参数系统,使得其中很容易产生时间域上的快标不稳定现象,斜坡补偿是一种简单而有效的方法,可以很好地削弱这种不稳定现象.在一般电路应用中,斜坡补偿主要依赖于经验设计,缺乏必要的设计准则.本文将从非线性系统的分叉控制理论出发,对峰值电流模式控制H桥逆...
以双层耦合复金兹堡-朗道（Gjnzburg-Landau）方程系统为时空模型,研究了其中的模螺旋波,讨论了这种特殊波动现象的稳定条件和相关影响因素.模螺旋波与该类时空系统中常见的相螺旋波相比,其中心不存在缺陷点,同时仅在其变量的振幅部分（而非相位部分）表现为螺旋结构.本文通过数值方法研究了耦合复金兹堡-朗道方程中产生模螺旋波所需要的初始和...
为了准确分析混沌序列的复杂性,采用模糊熵算法（FuzzyEn）对典型离散混沌系统和连续混沌系统的复杂度进行分析.与近似熵（ApEn）、样本熵（SampEn）和强度统计复杂度算法相比,FuzzyEn算法是一种更有效的混沌复杂度测度算法,且对相空间维数（m）、相似容限度（r）和序列长度（N）的敏感性、依赖性更低,鲁棒性和测度值的连续性更好.对混沌系统的...
提出了一种基于混沌加密算法和传统加密算法的混沌加密系统,并采用FPGA技术进行了硬件开发.根据离散化和数字化技术,将Henon映射和Logistic映射作离散化处理,采用Verilog HDL语言和FPGA技术产生迭代序列,结合传统加密算法,基于Xilinx的FPGA开发平台进行了硬件实验研究,并给出了该系统通过互联网上实现了文件加密和解密的通信实验,结果显示具有网...
行人初始位置布局不平衡的多安全出口疏散过程,是行人疏散流仿真研究的热点.利用行人流动态参数仿真模型,在实际距离和假想距离＂极大极小＂路径选择机理的基础上,改进假想距离的计算方法及其拥堵计算区域,实现疏散过程的动态平衡;提出行人位置布局的不平衡系数,以描述疏散空间内行人初始位置布局的不平衡性.从行人初始位置随机和固定布局的角度...
基于EAM原子嵌入势,对临界尺寸下的自由Pt纳米线的奇异结构和熔化行为进行分子动力学模拟.模拟结果显示,超细Pt纳米线的熔点随径向尺寸和结构的不同而发生明显改变;引入林德曼因子,令其临界值为0.03,以此得到对应熔点值大小与通过势能-温度变化曲线找出的一致,又比较了纳米线各层粒子平均林德曼指数的大小,对各层纳米结构的热稳定性进行定量标度...
掺硅类金刚石（Si-DLC）薄膜表现出优异的摩擦学性能,在潮湿空气和高温中显示出极低的摩擦系数和很好的耐磨性,但是许多实验表明Sj-DLC膜的摩擦性能受其硅含量的影响很大.因此,本文采用分子动力学模拟的方法分别研究干摩擦和油润滑两种情况下不同硅含量的Si-DLC膜的摩擦过程.滑移结果表明干摩擦时DLC膜和掺硅DLC膜之间生成了一层转移膜,而油润滑...
对于使用实验数据作为原数据进行的数值计算,由于实验误差的普遍存在,在数值计算过程中可能存在对实验误差的放大效应,使得微小的实验误差对数值计算的结果产生明显影响.因此本文通过在AM（algebraic method）方法中加入用以抵消实验误差的微小变分项δE,从而将AM改进为节点变分的代数方法VAM（variational algebraicmethod）.该方法具有更广泛的...
用BBK模型和修正后的BBK模型,计算了入射能为15.6 e V,17.6 eV,25 eV,40 eV的电子入射电离氢原子的二重微分散射截面.本文把计算结果与测量的实验结果进行比较,分析了截面的结构,系统研究了交换效应对截面的贡献.
设计了三种类型吸波体,分别为基于正方形金属贴片（square metal patch,SMP）结构超材料吸波体、电阻型频率选择表面（Resistance Frequency Selective Surface,RFSS）吸波体和SMP与RFSS的复合结构吸波体.采用FDTD算法分别对这三种类型吸波体的电磁波吸收特性进行数值模拟分析.模拟得到的结果表明：在整个2—30 GHz频率范围内,SMP吸波体,通过几...
基于电阻型频率选择表面（Resistance Frequency Selective Surface,RFSS）设计了一种低频宽带、极化不敏感和宽入射角特性的超材料吸波体.该吸波体的基本单元由开槽十字型平面超材料（Cave Cross Planar Metamatetial,CCPM）、RFSS、电介质基板和金属背板组成.采用FDTD方法数值模拟得到的结果表明：相比于单纯的CCPM吸波体、RFSS吸波体,CCPM和R...
研究了非线性传输线电路禁带内能量的不对称传输现象.传输线电路中的两子电路结构相同,电感参数不同,并且具有低通滤波器的特点.鉴于驱动频率在通频带的截止频率之上,所以形成不对称能流的载体为禁带内传播的非线性波.该研究中,产生不对称能量传输的机理与非线性超传导现象密切相关.通过调整耦合电感的大小,总结出传输能量与耦合强度之间的变化...
部分偏振光传播时的光强和偏振态变化情况比较复杂,尤其是当大数值孔径成像时,光束的偏振态还会影响成像质量.本文提出一种用于分析部分偏振光能量传递和偏振态的光线椭圆方法,采用光线椭圆叠加的办法来分析光束在各向同性的均匀介质中传输时能量和偏振态的变化情况,同时直观性好,计算量小.论文最后,对大数值孔径、高像质的齐明透镜系统讨论了入...
利用矢量菲涅尔衍射积分公式,以高斯涡旋光束为例,推导出傍轴高斯涡旋光束在自由空间传输过程中电场分量和磁场分量的解析表达式,详细研究了自由空间中电场和磁场的偏振奇点变化规律.结果表明,高斯涡旋光束在自由空间传输中,存在二维和三维电场和磁场的偏振奇点,其位置一般不重合.改变光束束腰宽度比、振幅比以及传输距离,偏振奇点出现移动.在二...
基于电磁感应透明技术,通过求解原子的密度矩阵方程和电磁场的传输矩阵方程,研究了被行波场和驻波场共同耦合的一个四能级冷原子介质的稳态光学特性,发现在特定参数下能够产生一个几乎完美的双光子带隙结构,在这两个光子带隙对应的频率区域内反射率都均匀地超过95%.通过改变耦合场的强度和频率,可以方便地调节这两个光子带隙的位置和宽度.这一双...
自行研制了基于掺Er光纤飞秒激光器的光学频率梳并实现了重复频率fr信号和载波包络偏移频率（Carrier-envelopeoffset,fo）信号的精密锁定,锁定后的fr信号和fo信号的频率抖动量的标准偏差分别为0.515 mHz和93.13mHz.
推导了光子晶体光纤中声波微小位移波动方程;研究了泵浦波长以及纤芯折射率对声波模式的影响;应用石英圆柱模型研究了小芯径光子晶体光纤中纤芯直径对布里渊声波模式色散的影响.结果表明在光子晶体光纤中,纵向声波和横向声波共同作用产生质点声场,两者相互耦合将产生混合声波模式;可以通过改变泵浦波长或光子晶体光纤纤芯折射率来改变参与布里渊...
基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程.结果表明：对于相干孤子,同相时相互吸引,反相时相互排斥.然而,由于非线性响应的各向异性,横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥.并且,沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相互作用力和布拉格反射的共同影响下,...
本文提出一种新型函数光子晶体,其折射率是空间位置函数.由费马原理,我们给出光在一维、二维和三维函数光子晶体中的运动方程,以及一维函数光子晶体的色散关系、带隙结构和透射率,再利用传输矩阵理论研究函数光子晶体周期数、入射角和介质层的厚度等对透射率和禁带结构的影响,计算发现通过选择不同的折射率空间分布函数,可以得到比传统光子晶体...
设计了基于宽度抛物线型和孔径渐变的一维（1-D）光子晶体（PhC）纳米梁腔.通过FDTD的计算模拟,设计的这种纳米梁腔可以实现超高Q值1.8×10~7,同时拥有超小模体积V～0.04（λ/n）~3,在继承抛物线型和渐变孔径型纳米梁腔高Q的基础上,进一步降低了模体积V.我们设计的这种腔具有紧凑,低制造工艺要求以及高Q/V值等优点,在未来应有广泛应用.
基于传输线加载集总元件的方法制备光量子阱.对阱内物质为光子晶体和左手材料两种情况下的传输特性进行比对.结果表明局域模个数与阱内物质的周期数相同;左手材料情况下光量子阱具有尺度小、便于调节的优点.实验结果与理论结果相符合.
将颗粒介质看成是等效均匀介质,其中的声衰减系数和声速等于该颗粒介质中的相应的量值（它们可由作者的理论给出）,等效静态密度可以用二元混合规则求得.此外,根据浓颗粒介质中相互作用的声传播理论,当入射波为平面波时,相互作用的次级波仍然是平面波.在这样的情况下,可以将三维非线性方程组简化为一维情况,从而算得浓颗粒介质中的粘滞系数,结果...
采用单轴式声悬浮方法研究了黏度μ=0.94—75.65 mPa·s的甘油-水溶液液滴的扇谐振荡规律.发现一定阶数的振荡模式存在一定的临界黏度μ_c,只有当μ〈μ_c时,该阶扇谐振荡才能被激发.实验测定了声场调制幅度η=0.23时,l=2—9阶扇谐振荡的临界黏度,发现lnμ_c与l近似呈线性递减关系.采用参数共振理论分析了黏性液滴的扇谐振荡过程,发现激发扇谐振荡的液...
基于多层复合材料结构的二维卢隐身斗篷设计思想,利用主动隔膜声学空腔有效密度可以任意控制这一特性,设计了主动声学超材料下的无限长圆柱声隐身斗篷.给出了主动隔膜声学空腔单元的声电元件类比模拟电路图和具体的有效密度控制方法.进行了主动声学超材料声隐身斗篷的结构建模,并对平面入射波入射下此圆柱隐身斗篷周围声压分布场进行仿真计算.结...
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