1 航宇救生装备有限公司，湖北 襄阳 441003
2 安徽大学物理与光电工程学院，安徽 合肥 230601
针对光声光谱系统本底噪声限制问题，以圆柱形声共振器作为研究对象，开展了双共振腔光声池设计，并将共振光声光谱和差分探测原理相结合，建立了一套基于近红外半导体激光器的高灵敏度激光光谱气体探测系统。以空气中的水汽（H2O）分子作为检测对象，结合高灵敏度波长调制二次谐波探测方法，对建立的差分式共振光声光谱系统进行了理论分析和实验评估。艾伦方差分析结果显示，系统可实现几个10-6量级水汽分子浓度的高灵敏度检测。相较于传统单通道光声探测模式，所提出的差分探测式共振光声光谱探测技术可有效提升系统的稳定性和检测灵敏度，最佳信号平均时间可提高2倍。
光谱学 光声光谱 差分探测 共振效应 气体检测
1 南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，江苏 南京 210044
提出一种基于空芯光纤的温度、湿度和应变同时测量的三参数光纤传感器。该传感器由一段空芯光纤熔接在两段单模光纤之间而成。独特的空芯结构使法布里-珀罗、马赫-曾德尔和反共振3种机制在传感器中并存。实验中，选取反射、透射谱中3个干涉谷dip 1、dip 2、dip 3，分别测试其谷底位置与温度、湿度和应变的对应关系，利用传递矩阵消除不同参数间的交叉敏感，实现了温度、湿度和应变的高灵敏度同步测量。测试结果表明，该传感器的温度灵敏度、相对湿度灵敏度和应变灵敏度分别可达22.4 pm/℃、37.5 pm/%、1.22 pm/με，在结构健康监测方面有望获得重要应用。
光纤光学 空芯光纤 反共振效应 马赫-曾德尔 法布里-珀罗 多参数传感 光学学报
2023, 43(23): 2306001
1 中国工程物理研究院 研究生部,北京 100088
2 中国工程物理研究院 应用电子学研究所,四川 绵阳 621900
利用量子效应原理分析了波包在势阱中的传输,通过分类讨论得出了出现共振透射现象的条件。将其与已有高功率微波孔缝耦合的数值模拟和实验结果相比较发现:其共振条件和使用数值模拟和实验得到的共振条件基本一致,即垂直入射电场分量的缝(或边)为入射半波长的整数倍时会出现共振增强现象。不仅验证了已有的高功率微波孔缝耦合数值模拟和实验结果,而且有助于解释一些复杂电子系统高功率微波效应实验中出现的强耦合现象。
量子效应 共振透射 共振效应 增强效应 缝隙耦合 quantum effect resonant transmission resonant effect enhancement effect narrow slot coupling
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
利用互补天线原理从理论上推导了真空、介质窄缝的共振频率公式,在理想窄缝长度小于5倍波长、辐射角度偏离垂直方向小于30°的情况下,孔缝的共振频率点仍然可以用半波振子的辐射情况来解释,共振点满足孔缝长度等于入射波的半个波长;介质窄缝等效为半个孔缝深度的微带贴片天线,不同介电常数介质填充时的共振频率理论公式推导值和数值模拟值基本一致,相对误差在5%以内。进一步分析了窄缝阵列的耦合性能,结果表明互补天线原理可以很好地应用于分析和求解孔缝的共振性能。
对偶原则 互补天线 共振效应 共振频率 孔缝耦合 control theory complementary antenna resonant effect resonant frequency microwave-slot coupling
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室, 浙江 杭州 310027
讨论了基于薄膜-光栅混合结构的导模共振滤光片中的古斯-亨兴位移与光束形变现象。模拟结果表明, 这种结构可以产生入射光波长300倍量级的横向位移量, 同时位移最大的波长上反射率也最大, 因而便于实验观测与在实际应用中提高能量利用率。分别采用经典的稳态位相法以及基于高斯光束角谱展开的数值计算方法, 计算了有限大小光束入射到薄膜-光栅结构后所产生的古斯-亨兴位移效应以及相伴的光束变形效应, 着重讨论了入射光束腰斑大小对位移量的影响, 这些数值模拟可为下一阶段的实验打下理论基础。
薄膜光学 古斯-亨兴位移 导模共振效应 严格耦合波分析
针对在缝隙耦合研究中,对金属板接合处搭接缝隙电磁特性的讨论相对较少的情况,应用时域有限差分方法模拟了强电磁脉冲对搭接缝隙的耦合穿透过程,计算了缝隙口径面等效面磁流和进入另一空间的透射场.为便于由等效磁流外推透射场,应用等效原理将电磁流在1/4空间的辐射等效为电磁流及其镜像在自由空间的辐射,避免了计算搭接缝隙边界情形下空间格林函数的困难.外推时采用分区外推法节省了计算时间.最后通过分析耦合场的变化曲线,总结了耦合共振规律.
搭接缝隙 FDTD方法 等效原理 耦合 共振效应 Lapped joint FDTD method Equivalence principle Coupling Resonant effect 强激光与粒子束
2005, 17(10): 1553
探讨了椭圆、圆环、方环、十字交叉形、圆形、正方形、正三角形及双矩形孔缝在2～18GHz频率范围内的耦合系数,并与矩形孔缝的耦合特性进行了比较.结果表明:各种不同形状孔缝微波耦合的共振特性与其纵横比有关,纵横比较大的孔缝耦合共振现象比较明显,纵横比较小的孔缝耦合特性趋于高通;各种孔缝的共振频率与孔缝长度有密切关系.
高功率微波 耦合 共振效应 High power microwave Coupling Resonant effect
对矩形孔缝在微波频率为2～18GHz范围内的耦合系数进行了实验研究;建立了实验方法和实验装置.实验结果表明:对于矩形孔缝,当入射电场方向垂直于孔缝长边时,在微波波长约等于2倍孔缝长度时,发生共振效应,在该频率附近一定带宽内耦合系数最大,并且在共振频率处存在着场增强效应.
高功率微波 耦合 共振效应 增强效应 High power microwave Coupling Resonant effect Enhancement effect 强激光与粒子束
2003, 15(12): 1228
1 西北核技术研究所,陕西西安,710024
2 西安电子科技大学物理系,陕西西安,710071
讨论了微波脉冲通过孔缝线性耦合进入腔体内的研究方法.给出了线性耦合的物理基础,定义了耦合函数,并导出了耦合函数随入射电场极化方向变化的公式.简要描述了数值求解孔缝线性耦合的时域有限差分方法以及修正算法.给出了以矢量网络分析仪HP8510C为主要设备测量耦合函数的实验方法.通过耦合函数的研究,观察到了共振效应和增强效应等现象,给出了微波孔缝耦合发生共振的普适公式.分析了测量探头对耦合函数测量的影响,验证了耦合函数随入射电场方向变化的公式.理论、数值和实验结果符合得较好.
微波脉冲 线性耦合 耦合函数 时域有限差分 孔缝 共振效应 增强效应 Microwave pulse Linear coupling Coupling function Finite-difference time-domain Slot Resonant effect Enhancement effect 强激光与粒子束
2003, 15(11): 1093
本文提出一种相干激发理论模型,解释了文献[1～3]用锁模激光脉冲序列激发原子产生超窄共振效应的实质.推导了原子密度算符ρA(t)的表示式和光谱信号表示式,给出了有关曲线.而且预言了越窄共振效应的新结果.这一理论模型可推广应用于多光子过程.
相干激发 共振效应 锁模激光器
