北京真空电子技术研究所 微波电真空器件国家重点实验室，北京 100015
为研究螺旋波纹波导的色散曲线特性，利用阻抗微扰法对螺旋波纹波导色散方程进行求解，并分析了波导尺寸的变化对色散特性的影响。针对目前采用谐振法仿真色散曲线时存在模式分割以及谐振点的选取问题，利用行波法(不属于波纹波导理论体系下的新方法)对不同频率下的色散值进行仿真求解。研究结果表明，基于行波法仿真得到的色散曲线与由Matlab计算得到的理论色散曲线吻合度好，计算过程不涉及波纹波导理论体系下谐振点的选取问题，相比传统的谐振法，整个仿真计算过程更简洁。
螺旋波纹波导 阻抗微扰法 行波法 色散曲线 spiral waveguide impedance perturbation method traveling wave method dispersion curves 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(1): 8
对含各向异性左手材料劈形平面波导中的TE振荡模进行了相关研究。从Maxwell方程组出发,采用变量分离法,根据切向电磁场连续的边界条件,得到该模的色散方程以及功率流方程。基于上述方程,采用曲线拟合方法,画出了相关的特性曲线。结果显示:电场强度同时考虑了x和z方向的影响,功率流随波导长度增加而周期性振荡变化;当劈形平面波导的斜率k=0.1,导模传输的波导长度小于2.5 mm;当频率较低时(f=5.0 GHz)以及k=0.01,对于不同的模阶数,波导厚度的变化对功率流在波导中传输的影响不大。这些特性将有助于未来波导的小型化以及波导加工精度的降低。
集成光学 平面波导 各向异性左手材料 色散曲线 归一化功率流 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 041302
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室，上海 200240
全光混沌因其结构简单，混沌信号具有类噪声、不可预测等特点被广泛应用于保密通信领域和真随机数发生器领域。文章提出利用特定色散曲线的相位作用与激光器的内外腔的非线性效应来平坦化混沌信号的频谱，从而实现高带宽的混沌信号,同时能够在一定程度上减弱混沌信号的内在相关性。首先搭建了传统的全光混沌结构，分析其频谱特征，然后在该系统结构的外腔环内通过色散补偿器件引入了所设计的特定色散曲线，最后对比分析了不同色散曲线情况下对全光混沌信号频谱的影响。实验结果证明了该方案能够展宽全光混沌信号的频谱。
全光混沌 真随机数发生器 色散曲线 混沌频谱展宽 all-optical chaos true random number generator dispersion curves chaos frequency spectrum broadening
基于渐变包络近似(SVEA)研究了非线性薄膜波导的TE模传输特性,得到了较为简洁的模式本征方程和导波的电磁场分布规律。对于芯区为自聚焦Kerr型介质,随着光功率强度的增大,导波的有效折射率增大,芯区中的传输功率比也增大,非线性介质的自聚焦效应就愈加明显。研究还表明,利用渐变包络近似得到的相关规律不仅简单清晰,而且十分有效,在光功率强度不太大时有很高的精确度。
非线性光波导 渐变包络近似 差分法 模式本征方程 色散曲线 nonlinear optical waveguide slowly varying envelope approximation(SVEA) finite difference method(FDM) mode eigenequation dispersion curve
1 江苏理工学院应用材料研究所, 江苏 常州213001
2 上海大学材料科学与工程学院, 上海200072
应用微晶声子色散理论、 量子化学从头计算与拉曼光谱(LWRS、 RS)分析技术相结合的方法, 系统地探测了仿超基性岩（MU）、 仿基性岩（MB）、 仿中性岩(MI)和仿酸性岩(MA)等4个系列玻璃相的介观团粒结构参数及其类声子限制效应, 建立了各自的类声子色散曲线, 进而获得了随着体系介观团粒尺度的增加, 其低频端声学声子(横模与纵模)振动波数红移、 中频及高频端的光学声子(横模与纵模)振动波数紫移、 光学声子(横模)之拉曼谱峰的半高宽减小和其介观团粒尺度的变化范围增大等结论。 这些结论不但丰富了低维非晶硅酸盐玻璃相及其熔体的类声子色散理论, 而且开拓了拉曼光谱研究岩浆岩介观结构的新领域, 为探索岩浆的结晶、 演化和成矿规律提供重要理论依据及信息。
仿岩浆岩 类声子 限制效应 色散曲线 拉曼光谱 Imitating magmatic rocks Phonon like modes Confinement effect Dispersion curves Raman spectra 光谱学与光谱分析
2013, 33(8): 2112
北京应用物理与计算数学研究所， 北京 100094
在理论分析的基础上，模拟研究了微电真空太赫兹器件Clinotron。求解了色散方程，获得该器件的基本结构参数和性能参数；在考虑空间电荷场和电子回旋运动的情况下，得出能使器件内片状束稳定传输的周期永磁聚焦的磁场条件；利用3维全电磁粒子模拟程序对Clinotron进行了初步模拟以及优化。数值模拟结果表明：当输入电压为4.5 kV、发射束流大小为190 mA、输入电功率为855 W时， 运行频率为218 GHz的Clinotron的输出平均功率40 W,功率转换效率达4.68%。
太赫兹 Clinotron器件 色散曲线 周期永磁聚焦 THz Clinotron dispersion curve periodic permanent magnet focusing
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院，北京 100049
3 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所，江苏 苏州 215163
为了制作高灵敏度Love波传感器，分析了Love波在ST-石英和二氧化硅薄膜分层结构中的传播特性，并对该分层结构进行了相关的理论推导和计算。首先，从声学动力学方程出发，分析求解了该分层结构的波动方程，得到了在该分层结构的色散关系及位移表达式。基于得到的解析表达式分析了波结构，绘制了特性曲线，得到了Love波在该结构中的传播特性。最后，应用MEMS工艺制作了由ST-石英为基底、二氧化硅为波导层的Love波传感器，并通过电化学微电铸的方法进行了实验验证，且对理论灵敏度与实验灵敏度之间不一致的原因进行了分析。测试数据显示，该传感器的质量灵敏度为100 cm2/g，最低检出限为3.65 ng，结果证明了该Love波传感器基本满足高灵敏度生化检测的要求。
Love波传感器 色散曲线 质量灵敏度 循环伏安法 Love wave mass sensor dispersion curve mass sensitivity cyclic voltammetry 光学 精密工程
2011, 19(10): 2457
1 浙江大学 光及电磁波研究中心，杭州 310058
2 湖州师范学院 理学院，浙江 湖州 313000
3 上海大学 通信与信息工程学院，上海 200072
对芯层为左手材料而内外包层都是普通材料的对称五层平面波导进行了探讨.得到了两类TE振荡模的色散方程，且在考虑材料色散的条件下，画出了相关模式的色散曲线.随着模阶数的增加，模色散曲线左移，它们的截止频率变小.其次，发现零阶TE振荡模的存在.除此以外，TE振荡模有三类色散特性：正常色散；反常色散；双模简并.
平面波导 左手材料 色散方程 色散曲线 Slab waveguide Left-handed material Dispersion equation Dispersion curves
利用图解法系统地研究了由不同类型的单负材料作为包层的三层平板波导的模式特征。研究表明单负介质波导具有一系列奇异的特性,与传统介质波导或左手介质波导相比,此波导的芯区横向振荡导模的模折射率范围较大。除0阶导模外,其它TE,TM导模均为芯区横向振荡模,且同阶的TE、TM模的色散曲线几乎重合,只有0阶的TE,TM模才可以支持表面波的传播。单负介质的结构参数对0阶导模的影响较大。一定条件下,波导中可以出现0阶导模的完全缺失或仅支持表面波的传输,还会出现超慢波现象,甚至可以共生都是后向波的0阶双模。
导波光学 平板波导 单负介质 色散曲线 超慢波
1 中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
2 电子科技大学,物理电子学院,成都,610054
三折螺旋波纹波导使TE11模和TE21模相互耦合,其色散曲线能够在宽频带内与电子回旋共振,因此需要对色散方程进行研究.提出了适合工程实用的行波模式和返波模式的色散方程,并对方程中的耦合系数进行了简化,误差在1%左右.利用CST软件的VBA语言对螺旋波纹波导进行建模和计算,根据模拟得到的传输特性曲线的特点,提出一种模拟方法,将模拟与理论计算得到的色散曲线作对比,误差在5%左右.
三折螺旋波纹波导 行波模式 返波模式 耦合系数 色散方程 色散曲线 强激光与粒子束
2006, 18(12): 2057
