1 国防科技大学 前沿交叉学科学院，湖南 长沙 410073
2 国防科技大学 南湖之光实验室，湖南 长沙 410073
LD泵浦掺镱光纤激光器具有低成本、高效率、高光束质量等优点，在工业、科研、**等领域有着广泛的应用。在大部分实际应用中，由功率和光束质量决定的亮度是影响光纤激光器实际作用性能的核心指标。受到非线性效应（尤其是受激拉曼散射）和模式不稳定效应的限制，当前高亮度掺镱光纤激光器输出功率提升遭遇了明显的技术瓶颈。为了抑制非线性效应和模式不稳定效应，在传统方法的基础上，提出了变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等成体系的方法以提升光纤激光器的输出功率；为了有效提高对光纤激光器的设计研发能力，提出并开发了具有自主知识产权的光纤激光仿真软件SeeFiberLaser。首先，介绍了影响宽谱高功率掺镱光纤激光器亮度提升的主要限制因素，给出了各个限制因素的抑制方法；其次，利用自研光纤激光仿真软件SeeFiberLaser对提升光纤激光器功率的方法进行优化设计，并对工业常用的振荡器和高亮度光纤激光放大器进行仿真优化；然后，介绍课题组采用后向泵浦、变纤芯直径光纤和优化泵浦波长等方法提升激光功率，实现的6~10 kW高亮度功率光纤激光器；最后，对更高亮度光纤激光器的技术方案进行讨论和展望，提出了无源器件集成化、增益传能光纤一体化等思路，提出了基于变纤芯直径增益传能一体化光纤和集成化无源器件的新型高功率近单模光纤激光器技术方案。
光纤激光器 非线性效应 模式不稳定 激光亮度 仿真软件 fiber lasers nonlinear effects mode instability laser brightness simulation software 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230242
1 南京航空航天大学 自动化学院, 江苏 南京 211106
2 中电科技德清华莹电子有限公司, 浙江 德清 313200
天线设计是实现无线无源声表面波扭矩检测的重要环节。针对待测扭矩的转轴结构设计了阅读器的分段环状天线, 使用三维电磁仿真软件HFSS仿真了天线的中心频率、带宽、输入阻抗和方向图, 在仿真优化的基础上制作了分段环状天线, 并进行了相应的测试。测试结果表明, 天线中心频率为431.6 MHz、带宽为424~440 MHz、输入阻抗接近50 Ω, 且天线所在平面具有较好的全向性。包括该阅读器天线的声表面波扭矩检测系统可实现较准确的扭矩测量, 在-80~80 N·m时满量程误差为2.5%。
扭矩检测 声表面波 分段环状天线 三维电磁仿真软件 全向性 torque measurement surface acoustic wave segmented loop antenna three-dimensional electromagnetic simulation softw omni-directionality
景德镇陶瓷大学 机电学院, 江西 景德镇 333403
设计了宽频带数控可选通微带滤波器组, 采用微波开关实现滤波器组的单个选通。分析了电容加载谐振器的谐波特性, 每个带通滤波器被设计成梳状线结构, 并用先进的设计系统(ADS)优化其结构参数。数控滤波器组由两片带译码器的微波开关芯片和4个微带滤波器构成。仿真结果表明, 三位二进制编码控制每个滤波器的通断, 可实现500~2 000 MHz频段滤波器的选通。
开关滤波器组 带通滤波器 谐波特性 梳状线结构 开关芯片 ADS仿真软件 switchable filter bank bandpass filters harmonic characteristic comb line structure switch chips ADS simulation software
为研究户外配电设备对雷电电磁脉冲(LEMP)的防护能力，利用基于时域有限差分法(XFDTD)的全波三维电磁场模拟仿真软件对近场LEMP与户外箱变金属开孔外壳的耦合情况进行仿真模拟，得到3种正面具有不同形状散热孔阵的箱变在距回击点30 m处，其内部距开孔位置
电磁损伤 XFDTD仿真软件 雷电回击 耦合电场 electromagnetic damage XFDTD lightning return stroke coupled electric field 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(5): 863
西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710016
设计了不同结构参数的几何拓扑结构, 对比分析了各几何拓扑结构的电磁屏蔽效能。建立了各几何拓扑结构的红外透过率公式, 用计算机图像处理和实验两种方法对其进行验证。用高频结构仿真软件(HFSS)对各几何拓扑结构进行仿真, 得到了不同几何拓扑结构在 12～18GHz波段内的电磁屏蔽效能。通过对比不同的几何拓扑结构电磁屏蔽效能的大小, 确定了在相同条件下, 电磁屏蔽效能最高的几何拓扑结构。采用光刻法得到十字形拓扑结构的实物, 用网络分析仪测试了其电磁屏蔽效能。对十字形拓扑结构的测试结果表明, 在频率增高时, 实测值和仿真值电磁屏蔽效能差值呈增大趋势。
电磁屏蔽效能 红外透过率 拓扑结构 屏蔽效能测试 高频结构仿真软件 electromagnetic shielding effectiveness infrared transmittance geometric topology shielding effectiveness testing HFSS
兰州交通大学 光电技术与智能控制教育部重点实验室，甘肃 兰州 730070
为了研究以天线作为射频辐射源的生物电磁学问题，运用基于有限元法的三维高频结构仿真软件(HFSS)仿真手机天线对人头组织辐射模型和地铁司机职业电磁暴露模型，分析电小尺寸模型和电大尺寸模型中辐射边界条件和完美匹配层的设置对仿真结果的影响。通过对比已有文献中时域有限差分法对该模型的仿真结果，验证采用厚度为λ/2的完美匹配层作为边界条件的可靠性；结合仿真结果的精确度、网格剖分数和计算速度，说明天线近场辐射问题中电小尺寸模型应该选择二阶基函数进行网格剖分，电大尺寸模型应该选择混合阶基函数。
有限元法 三维高频结构仿真软件 辐射边界条件 完美匹配层 二阶基函数 finite element method 3-dimensional High Frequency Structure Simulator Radiation boundary condition Perfect Matching Layers second-order basis function 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 892
广东工业大学 物理与光电工程学院, 广州 510006
通过本征方程研究了工作在太赫兹(THz)频段的高次模同轴谐振腔, 讨论了TMm,1,0模, TMm,2.0模与TMm,1,1模的谐振频率与腔体的几何参数之间的关系, 并给出了工作模式的选择依据。在此基础上, 提出了一种新型的0.3 THz TM10,1,0模同轴耦合腔链, 使用等效电路模型和CST-MWS软件对耦合腔链的色散特性、特征阻抗和电场分布等冷腔特性进行了分析和仿真, 并着重分析和总结了耦合腔链的几何参数对色散特性和特征阻抗的影响。研究结果表明：对于工作在THz频段的高次模同轴耦合腔链, 采用TM10,1,0模为工作模式是合理的选择; 工作于2π腔模的0.3 THz TM10,1,0模同轴耦合腔链具有较大的特征阻抗, 但模式间隔较小, 因此可将其应用于窄带太赫兹扩展互作用器件; 增大高次模耦合腔链的耦合槽张角是增大模式间隔的最佳途径。
太赫兹 同轴谐振腔 高次模 耦合腔链 CST-MWS仿真软件 terahertz coaxial resonant cavity high-order mode coupled cavity chain CST-MWS simulation software 强激光与粒子束
2018, 30(10): 103101
1 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 中国科学院软件研究所, 北京 100190
3 广州中国科学院软件应用技术研究所, 广东 广州 511458
为了实现一款全国产、界面友好、使用简单、能够指导科研和产业设计的光纤激光仿真软件，进行了光纤激光仿真软件的开发研究。在光纤激光理论研究的基础上，初步开发了能够对高功率掺镱光纤激光器进行仿真的软件See Fiber Laser和能够对光纤激光器相关参数进行计算的光纤激光工具集SFTool。介绍了两款软件的部分理论模型、基本功能和简单算例，该研究有望降低光纤激光器的研究和设计难度。
光纤光学 仿真软件 工具集 受激拉曼散射 光束质量 模式不稳定
中国人民解放军92941部队装备部，辽宁葫芦岛125001
主要介绍了法国研究人员开展距离选通激光成像仿真所使用的软件SE-Workbench和OSMoS及其仿真方法与流程，给出了复杂场景中目标被动成像与激光主动成像的仿真结果示例，讨论了激光主动成像仿真的一般流程和应注意的方面。可为国内开展激光成像仿真研究提供参考和依据。
激光成像系统 成像仿真 距离选通 仿真软件 laser imaging system imaging simulation range gated simulation software
重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室, 重庆 400044
研究了多壁碳纳米管对无减反层的多晶硅太阳能电池上表面的修饰作用。通过向多晶硅太阳能电池表面滴加多壁碳纳米管乙醇均匀混合液的方法实现了修饰工艺。当修饰效果达到最佳时，短路电流提升了5.61%，开路电压、最大输出功率和填充因子分别下降了4.36%、6.15%和7.11%。多壁碳纳米管的修饰对多晶硅太阳能电池同时具有利、弊影响，修饰作用存在最优点。结合PC1D仿真软件，从理论和数值模拟上分析了多壁碳纳米管的修饰原理，解释了电学参数变化原因。通过实验及分析，为了达到优化修饰的效果，提出了减小碳纳米管浓度的修饰方式。
材料 硅太阳能电池 优化修饰 PC1D仿真软件 多壁碳纳米管 中国激光
2013, 40(s1): s106003
