通过有限元数值计算得到并图示了具有缺陷结构三角形二维光子晶体本征频率和介质柱半径、晶格常量以及介质柱介电常量之间的关系.利用这些关系可以在一定的范围内增大介质柱半径而相应减小介质柱介电常量,而本征频率基本保持不变.由于光子晶体结构参量的不同,本征模对应的电磁场在晶体中的分布也不同,图示了电场强度的大小在一些结构中的分布.由此可以掌握光子晶体结构参量对缺陷本征模的影响.

提出了一种Ka频段具有极窄通带的波导带通滤波器方案.采用模式匹配法对滤波器进行全波分析,设计并研制了一只相对带宽约0.1%的Ka频段窄带带通滤波器,典型性能为中心频率处插入损耗小于2.1dB,带内驻波比小于1.20:1,损耗起伏小于0.30dB,测试结果与全波分析数据一致,说明方案有效.

采用时域有限差分法和傅里叶变换对电磁脉冲作用于建筑墙体后发生的反射和透射进行了比较全面的研究分析.采用周期边界实现了不同建筑墙体对电磁脉冲响应的数值计算,对计算的结果进行了讨论分析,研究结果表明:钢筋阵对低频段的屏蔽效果很好,当频率增加时,屏蔽效果变差.混凝土墙的频域波形具有明显的周期性,存在许多谐振频率,谐振时透过很大,谐振频率由墙的厚度、磁导率和介电常数决定,要提高墙的屏蔽效果必须增加墙的电导率,以达到一个比较好的屏蔽效果.钢筋混凝土墙的屏蔽效果和反射特性由钢筋和混凝土墙共同调制决定.

提出了一种光纤布喇格光栅应力增敏的模型,推导了该模型的应力与光纤布喇格光栅中心波长相对偏移量之间的关系,以及增敏后的光纤布喇格光栅应力响应灵敏度系数的表达式,给出了该增敏模型的弹性模量计算公式,指出通过适当选择弹性体的弹性模量和尺寸,可以提高光纤布喇格光栅应力响应灵敏度.

提出了一种基于平面膜片的光纤光栅压强传感器.讨论了该传感器反射谱展宽、峰值波长变化与压强之间的关系.指出将光纤光栅沿径向粘贴在膜片中心附近时,反射谱的峰值波长与压强之间具有良好的线性关系,可以通过检测峰值波长来检测压强.该传感器的压强响应灵敏度系数的实验值为0.3964 nm/MPa,是裸光纤光栅压强灵敏度系数的132.1倍.该传感器的灵敏度系数与压强测量范围可以通过改变膜片的尺寸、材料的弹性模量、泊松比等参量来调节.

基于光纤布拉格光栅传感模型,提出了一种等强度梁与波纹管相结合的高灵敏度的光纤布拉格光栅压强传感器,推导了光纤布拉格光栅反射波中心波长相对偏移量与压强之间的解析关系式,从理论和实验上给出了压强灵敏度系数。该传感器的理论和实验压强灵敏度系数分别是1.476×10-2 MPa-1、1.35×10-2 MPa-1,是裸光纤光栅的7455倍和6808倍,理论值与实验值吻合得很好。同时指出通过调节等强度梁和波纹管的参量,可以将该传感器的压强灵敏度系数做得很高,直至破坏了光纤布拉格光栅。

提高光纤布拉格(Bragg)光栅传感器响应灵敏度是提高光纤布拉格光栅传感系统检测精度的有效途径之一。基于弹性聚合物材料封装和金属波纹管封装对光纤布拉格光栅应力响应的增敏作用,提出了一种新颖的应力响应增敏的高灵敏度光纤布拉格光栅压强传感器模型。推导了该传感器的压强与布拉格波长相对偏移量之间的关系,给出了该传感器压强响应灵敏度系数的解析表达式。表明该传感器布拉格波长相对偏移量和压强之间具有良好的线性关系,同时也指出通过适当选择弹性体的弹性模量、波纹管弹性系数等特性参数,以及它们的尺寸,就可以方便地调整该传感器的压强响应灵敏度系数。该传感器压强响应灵敏度系数实验值高达-4.35×10-9 Pa-1(-6.74 nm/MPa),是裸光纤光栅压强响应灵敏度系数的2197倍,理论值为-4.6×10-9 Pa-1,实验值与理论值吻合得很好。

通过调整泵浦光直径,使得LD 端面泵浦固体激光器的振荡光工作于基模.在排除高阶横模的条件下,测量了由于热透镜的不稳定引起的光场场分布的噪音.实验发现,基模振荡光的高斯半径、光束指向角都在波动,而且光斑存在畸变波动.对一个未采取抑制措施的2W连续LD端面泵浦Nd∶YAG固体激光器进行了测量.结果表明,在总功率不变的情况下,激光束峰值点附近的光强波动达到6.3%;激光的高斯半径波动达到5.8%;激光的指向角波动达到0.3 mrad.

通过对端面泵浦DPL谐振腔结构参数的分析,发现选择适当谐振腔参数可降低输出光的热噪声.提出引入一个起钝化作用的补偿镜,以减小热不稳定性对振荡光的影响,实验证明这种方法切实可行.