1 江南大学理学院，江苏 无锡 214122
2 江苏省轻工光电工程技术研究中心，江苏 无锡 214122
3 光电对抗测试评估技术重点实验室，河南 洛阳 471003
热晕效应是影响高功率激光光束质量的重要因素之一，对这一效应进行合理的仿真，有利于高能激光的应用。针对目前模拟高能激光热晕效应的微扰法、积分法和相位屏法适用条件不清晰的问题，对三种数值模拟方法进行了系统的对比，并结合实验数据确定了每种方法最为合适的适用范围：广义畸变参数N<3时，选用积分法；3<N<4.8时，选用微扰法；N>4.8时，选用相位屏法。此外，利用可编程的液晶空间光调制器实现了热晕相位畸变的实验室模拟，得到的实验室模拟结果与数值仿真结果高度吻合。合理的数值模拟及实验室模拟对于强激光的实际应用具有重要的参考价值。
激光光学 热晕效应 高能激光 微扰法 积分法 相位屏法
华北电力大学 电气与电子工程学院, 河北 保定 071003
针对谐振腔传感器内壁水膜和盐垢会降低湿度测量精度的问题, 文章提出一种用于测量圆柱腔内壁介质薄膜厚度的方法。此方法基于介质微扰法的原理, 使用双曲余弦开缝形谐振腔作为传感器, 工作于TE111模式来测量介质薄膜厚度。以水膜为例, 理论推导了谐振腔水膜厚度与谐振频率的关系, 并通过仿真分析了TE111模式准确测量水膜的可行性; 采用矢量场方程的方法建立了TE111模式下谐振腔端面电流密度分布线的数学模型, 并设计了双曲余弦开缝形谐振腔传感器。仿真结果表明: 该谐振腔的电磁特性、辐射特性和流动特性均良好, 电磁泄露率基本为0, 取样误差为-1.25%, 符合设计要求; 可准确测量水膜、盐垢、油膜和污垢等介质薄膜的厚度, 且它们的膜厚均与谐振频率偏移量呈线性关系, 与理论相符。
介质微扰法 圆柱形谐振腔 介质薄膜厚度 水膜厚度 TE111模式 dielectric perturbation method cylindrical resonator dielectric film thickness water film thickness TE111 mode
华北电力大学 电气与电子工程学院, 河北 保定 071003
介电常数是表征材料介电特性的物理量, 随着微波电介质在航空器、船舶及车辆和通信等领域的广泛应用, 介电常数的精确测量成为人们研究的一个重要内容。为了提高介电常数的测量精度, 文章首先提出一种加载六边形互补开口谐振环(CSRR)的微波无损平面传感器。将六边形CSRR微带谐振器与传统的四边形CSRR微带谐振器进行对比, 分析结果表明, 六边形CSRR较四边形CSRR微带谐振器具有较高的灵敏度, 且品质因数也有一定的提高。然后, 研究了六边形CSRR微带谐振器谐振频率的变化与介电常数的相互作用规律, 仿真结果表明, 当待测样品的介电常数变大时, 其谐振频率变小, 且谐振频率的负二次方与介电常数呈线性关系; 将仿真数据进行数据拟合得到介电常数与谐振频率之间的解析式, 验证了通过测量加载待测样品时传感器的谐振频率实现对待测样品介电常数测量的可能性, 对以后的工程设计具有重要的参考价值。
介电常数 六边形CSRR 微扰法 谐振频率 dielectric constant hexagonal CSRR perturbation method resonant frequency
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
1 珠海格力电工有限公司, 广东 珠海 519110
2 东莞理工学院 计算机学院, 广东 东莞 523808
3 重庆交通大学 理学院, 重庆 400074
从受迫摆方程出发导出了系统的频率响应, 并从Mathieu方程的稳定区和不稳定区讨论了系统的稳定性。指出了粒子的准沟道运动可以用周期转动解来描述, 并利用系统的周期倍分叉、跳跃现象和弛豫行为讨论了准沟道粒子运动的稳定性。结果表明, 适当选择参数, 系统的稳定性是可以保证的。
准沟道辐射 受迫摆方程 摄动法 quasichannel radiation forced pendulum equation perturbation method
1 复旦大学 信息科学与工程学院, 上海 200433
2 中国工程物理研究院 电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
微扰近似的小起伏粗糙面是最常见的一类散射机制, 然而它的散射、成像特性并没有得到很好研究。尤其随着太赫兹技术的发展, 粗糙面散射成像研究显得尤为重要, 因为在高频情况下, 肉眼看起来光滑的表面将会表现得更加粗糙。为此提出了一种基于电场积分方程和泰勒展开的微扰近似(SPM)下有限长度一维导体粗糙面散射计算的简易方法, 进而依据提出的正向散射模型发展了粗糙面功率谱以及对应参数估计的反演算法。这项研究提供了一种帮助人类解译粗糙面物理散射行为以及获取对应空域信息的途径, 为二维粗糙面元的散射计算以及重构奠定了坚实的基础。
粗糙面散射 微扰近似方法 参数反演 rough facet scattering Small Perturbation Method parameter inversion 太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 385
1 桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院, 桂林 541004
2 桂林电子科技大学 广西信息科学实验中心, 桂林 541004
3 桂林电子科技大学 广西自动检测技术与仪器重点实验室, 桂林 541004
为了优化设计基于光学差分参量放大的布里渊光时域分析抽运的脉冲编码形式以及斯托克斯光与反斯托克斯光脉宽差, 采用微扰法和小信号近似法, 获得了探测光与斯托克斯光脉冲、反斯托克斯光脉冲在较小作用区域内的脉冲响应, 对其性能进行了理论分析与数值验证。结果表明,π相位斯托克斯光脉冲可有效压缩布里渊增益谱宽, 提高布里渊信号信噪比; 当斯托克斯光与反斯托克斯光传感脉冲脉宽差为8ns时, 探测光布里渊增益最大。这一结果对进一步分析基于光学差分参量放大的布里渊光时域分析系统性能以及开展相关实验研究是有帮助的。
光纤光学 优化设计 微扰法与小信号近似法 布里渊光时域分析 fiber optics optimization design perturbation method and small signal approximation Brillouin optical time-domain analysis
1 东莞理工学院 电子工程学院, 广东 东莞 523808
2 重庆交通大学 理学院, 重庆 400074
考虑到运动阻尼、高频噪声和系统非线性等因素的影响, 把储存环的同步运动方程化为含有阻尼项、受迫项和高阶相移因子的非线性微分方程。用摄动法导出了系统的近似解, 并分析了系统在共振线附近的运动行为。揭示了系统跳跃现象和临界特征, 分析了系统的数学稳定性和物理稳定性。结果表明, 当三阶非线性相移因子小于零时, 系统可以实现三束储存。
高频调制 储存环 摄动法 稳定性 highfrequency modulation storage ring perturbation method stability
量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西大学光电研究所, 山西 太原 030006
理论上利用双边费曼图对四波混频过程进行了研究, 该方法可直观清晰地展示光与原子相互作用的物理过程。计算了四波混频过程的色散性质。实验上研究了85Rb原子D2线的四波混频线型, 并且对实验结果进行了拟合, 两者符合较好。对四波混频线型的研究可加深对四波混频过程的理解, 从而促进四波混频过程在量子信息研究中的应用。
四波混频 双边费曼图 微扰近似 four-wave mixing double-sided Feynman diagram perturbation method
闽南师范大学物理与信息工程学院, 福建 漳州 363000
用微扰法计算了光晶格中的玻色凝聚粒子从超流态到绝缘态相变的临界值,使用的方法与平均场理论不一样,但物理图像清楚,更容易理解,得到的结果与平均场理论一致。
光晶格 超流到绝缘态相变 微扰方法 optical lattice superfluid-to-insulator transition perturbation method
