唐玉峰 1,2施胤成 3李文利 1,2陈苡生 1,2[ ... ]刘震宇 2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100039
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,长春 吉林 130033
3 丹麦技术大学,丹麦 灵比2800
传统的Zernike多项式在光机优化设计中存在着一定的局限性,如离散情况下正交性损失仅适用于与圆同胚的边界光滑平面单连通区域。利用Laplace方程得到的特征模态所具有的离散正交性和共形性质,在有限元数值离散的情况下,实现对光学曲面变形的近似表述,并对圆形光学反射镜支撑结构进行以特征基底系数极小为目标的结构拓扑优化。将特征模态的优化结果与Zernike多项式优化结果对比之后发现,特征模态可以取得和Zernike多项式近似的优化性能。在此基础上,进一步将特征模态应用于六边形曲面镜支撑结构的拓扑优化。
共形 正交特征模态 曲面变形近似 非圆反射镜 拓扑优化 
光学学报
2023, 43(13): 1320002
作者单位
摘要
1 西华师范大学 物理与天文学院, 四川 南充 637009
2 西华师范大学 电子信息工程学院, 四川 南充 637009
液晶光波导的本征模场分析是其器件设计的基础与理论支撑, 模场分析的准确度直接影响到液晶光波导器件性能的好坏。为了准确分析液晶光波导中本征模场分量间的关系, 我们执行了以下步骤。首先, 根据麦克斯韦方程组推导出向列相液晶的磁场耦合方程, 然后得出非寻常光波本征模式的磁场分量间比值与指向矢旋转角间的定量关系, 并利用OptiBPM13.1进行数值仿真。仿真结果验证了场分量间比值与指向矢旋转角的正切函数互为相反数这一定量关系。根据这一关系, 可通过改变外加电压来控制液晶光波导中本征模场的横向磁场分量间的相对数量级, 进而实现非寻常光波所激励的偏振模式的转换。这一规律有助于推动基于液晶光波导的偏振旋转器和模式转换器的研究。
液晶 各向异性 光波导 本征模场 liquid crystal anisotropy optical waveguide eigenmode field 
液晶与显示
2022, 37(1): 14
作者单位
摘要
电子科技大学 电子科学与工程学院,成都 610054
随着磁控管的发展,磁控管中的模式关系变得愈发复杂,模式间的竞争也愈发激烈。为了更好地进行磁控管的模式研究,基于本征模的正交性,推导并提出了一种模式分解的方法,并以A6型相对论磁控管作为研究对象,对其不同振荡状态下的工作场进行了模式分解的应用。结果表明,相对论磁控管振荡时,将会出现多模共存的现象,且磁控管将会振荡在成分最高的本征模频率上。同时,结果中展现了简并模式同时存在,以同趋势振荡的现象,结合PIC模拟方法,确定了具有径向输出结构的相对论磁控管能够在简并模式振荡的情况下,能够实现稳定的输出。
模式分解 相对论磁控管 简并模式 本征模式 模式竞争 mode decomposition relativistic magnetron degenerate mode eigenmode mode competition 
强激光与粒子束
2021, 33(7): 073005
作者单位
摘要
福州京东方光电科技有限公司, 福建 福州, 350300
色偏是评价面板显示性能的重要指标之一。为评估面板关键因素对色偏的影响, 使理论模拟结果符合实际测试结果, 本文研究了ADS类产品子像素状态和偏光片本征模式对面板色偏的影响。首先, 基于RGB &RGBW产品的模拟和测试结果, 理论阐述了两种彩膜方案对色偏的影响, 在此基础上提出一种新的ADS类产品色偏评价方法, 即考虑不同灰阶相邻子像素的相互影响, 对目标子像素的三刺激值进行叠加运算, 进而输出色偏模拟值。在超大视角(θ=-80°, 80°)下, ΔE模拟值与实测值的差值由现有方法的0.19和0.17降低为0.03和0.05。其次比较了偏光片本征模式对色偏的影响, 结果表明ADS双畴设计下O-mode具有色偏优势。本文提出的色偏计算方法与现有方法相比, 对面板色偏拟合效果更好, 同时对于ADS类面板而言, 偏光片O-mode模式是一种能够减轻色偏的设计。
ADS液晶显示器 色偏模拟 偏光片本征模式 ADS LCD panel color shift simulation polarizer optical eigenmode 
液晶与显示
2019, 34(4): 361
尹伟科 1,2,*魏兵 1,2朱湘琴 3
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 物理与光电工程学院, 西安 710071
2 西安电子科技大学 信息感知技术协同创新中心, 西安 710071
3 西北核技术研究所 强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室, 西安 710024
对高空核爆电磁脉冲(HEMP)环境下、地面上方电缆的感应电流进行了研究。考虑有耗地面的影响,提出了一种将时域积分方程(TDIE)和时域传输模式法结合求解有耗半空间上方电缆瞬态电流的时域方法。通过电磁波本征模的关联性得到斜入射有耗半空间平面波的时域反射系数,不需计算贝塞尔函数的无穷项和便可以得到时域反射系数的精确解。最后给出了核爆脉冲照射下地面上方电缆感应的电流的仿真结果。结果表明:对于水平放置的电缆,当反射脉冲到达电缆后,反射场总是试图抵消入射场,使得电缆上感应电流小于只考虑入射脉冲时的感应电流;电缆的耦合电流会随架设的高度发生显著变化,相对于铺地的电缆,架空的电缆有更大的感应电流。
时域反射系数 时域电场积分 高空核爆电磁脉冲 本征模 感应电流 time domain reflection coefficient time domain electric field integral high-altitude electromagnetic pulse eigenmode induced current 
强激光与粒子束
2017, 29(10): 103203
作者单位
摘要
1 南开大学 现代光学研究所 光学信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
2 中国科学院上海高等研究院, 上海 201210
3 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
通过使用太赫兹(Terahertz, THz)时域光谱系统, 探测从不同长度飞秒激光光丝辐射出的THz脉冲, 观察到THz波在飞秒激光成丝过程中超光速传输的实验现象。进一步的分析表明: THz波在等离子体光丝区域的折射率小于其在空气中的折射率, 这是使得THz波能够在成丝过程中超光速传输的主要原因。由此可以推测: THz脉冲极有可能是在等离子体光丝中进行导引传输的。最后, 通过数值模拟获得了光丝区域内的THz本征模式, 从而验证了上述推测。
飞秒激光 成丝 太赫兹波 超光速传输 本征模式 femtosecond laser filamentation terahertz wave superluminal propagation eigenmode 
红外与激光工程
2016, 45(4): 0402001
武华 1,2,*郭霞 1韩明夫 1
作者单位
摘要
1 北京工业大学 电子信息与控制工程学院 光子器件研究实验室, 北京 100124
2 赣南师范学院 物理与电子信息学院, 江西 赣州 341000
利用反射式光栅和分布布喇格反射镜的反射特性, 分别从光栅耦合器的侧面和底部对光进行高反射, 通过合理选取反射光栅和耦合光栅的间距使两组光栅的反射光实现相消干涉来减弱耦合光栅在实现垂直耦合时存在的负二阶反射, 从而设计出高效率垂直耦合的光栅耦合器.采用本征模展开方法, 模拟计算了垂直耦合光栅耦合器的耦合效率随不同结构参量而变化的相关特性, 在绝缘体硅平面波导和单模光纤之间对波长1 550 nm的光获得了最高89%的耦合效率.所得结果对实际垂直耦合光栅耦合器的制备具有一定参考价值.
光栅耦合器 绝缘体硅 本征模展开 耦合效率 Grating coupler Silicon-on-insulator Eigenmode expansion Coupling efficiency 
光子学报
2013, 42(7): 777
作者单位
摘要
四川大学 电子信息学院, 成都 610064
利用有限元分析法结合Fox-Li迭代法, 考虑腔内本征模式与腔镜热形变的相互耦合作用, 计算模拟了正支共焦非稳腔的本征模式分布, 定量分析了高功率激光器腔镜热变形对输出光束质量的影响, 重点讨论了腔镜热变形所引起的腔内本征模式相位特性的变化, 并从波前功率谱密度、Zernike像差系数及光束质量β值等角度对腔镜发生热形变前后的激光器输出光束的光束特性进行比较分析。研究结果表明: 高功率激光器腔镜热形变对输出光束的光束质量会产生一定的影响, 且随着激光输出功率的增大, 镜面热形变引起的输出光束波前相位高频比例及Zernike高阶像差均会有所增大, 波前畸变程度也明显变大, 光束质量逐渐变差。
腔镜热形变 本征模式 光束质量 波前功率谱密度 Zernike像差 thermal distortion eigenmode beam quality wavefront power spectral density Zernike aberration 
强激光与粒子束
2013, 25(5): 1134
张翔 1,2,*许冰 1柳建 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,成都四川 610209
2 中国科学院研究生院,北京 100080
针对激光器出光过程中腔内像差扰动带来的光束质量下降问题,分析了正支共焦腔腔内不同位置倾斜扰动对本征模式的影响,采用数值迭代法计算了理想状态及腔内不同位置倾斜扰动状态下的本征模式、相位Zemike像差拟合系数.结果表明:对大小给定的扰动,相位相对敏感性从凸面镜到凹面镜逐渐增加,且腔模倾斜像差增大的同时还将导致离焦、像散等高阶像差的增大,因此作腔内补偿时,应使补偿平面尽可能靠近凹面镜.
光学谐振腔 腔内扰动 迭代法 本征模式 Zemike像差系数 Resonator cavity Intracavity perturbation Prony method Eigenmode Zernike aberration coefficient 
光子学报
2006, 35(4): 0504

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