OBE理念下《物流生产运营管理课程》“理论-案例-实验-实践”耦合模式的教学改革

物流生产运营管理课程在物流相关专业中处于核心地位,优化物流生产运营管理课程教学设计与教学模式对于专业建设与人才培养都大有裨益。文章基于OBE理念,分析了物流生产运营管理课程的知识特点,提出“理论-案例-实验-实践”耦合模式的教学改革,让学生在日后的岗位上,能够以综合视角管理和协调物流和生产运营活动、物流规划与优化以及良好的协调与沟通,提高物流运作效率,确保其有效运营。从而达成本课程提高学生物流管理实践能力的教学目标,提高教学质量。

应用模式耦合理论求离子极限摩尔电导率

在模式耦合理论推导的低浓度时离子摩尔电导率与离子浓度的关系式中 ,引入离子迁移数 ,提出了求离子极限摩尔电导率的新方法。应用该方法计算了 7种锂盐在 2种单一有机溶剂和 2种混合有机溶剂中正、负离子的极限摩尔电导率。计算结果与文献中采用经验公式计算迁移数得出的结果和文献中根据电化学电池法测定迁移数得出的结果相符。

拓扑多谐振腔级联耦合系统:时域耦合模式理论解析

近年来,人们发现拓扑光子学可以保护多种光学器件的光学行为不受缺陷和其他微扰的影响.因此,拓扑光子学与滤波器设计的结合正被提上日程.最近的研究结合时域耦合模式理论,导出了四端子的多谐振腔级联耦合系统中的传输效率方程,并基于此设计了一种通用型高阶非互易性上/下载滤波器结构,获得了与理论预测相匹配的仿真结果.

应用模式耦合理论和平均球近似理论计算离子极限摩尔电导率

在模式耦合理论中,引入迁移数提出了一种新方法.LiPF6,LiClO4,LiBF4,LiCF3SO3,Li(CF3SO3)2-N,LiC4F9SO3,和LiAsF6在PC(propylene carbonate),γ-GBL(γ-butyrolactone),PC(propylene carbonate)/EMC(ethylmethyl carbonate),and PC(propylene carbonate)/DME(dimethoxyethane)中的离子极限摩尔电导率未引入任何调节参数用该法进行了计算.计算结果与上世纪90年代文献中采用经验公式计算得出的结果或根据电化学电池法得出的结果或本世纪初在更宽浓度范围内用平均球近似理论考虑离子大小及缔合情况之后的结果接近.

OBE理念下研究生课程“理论+案例+实践”耦合模式的教学方法探索——以矿物加工工程专业表面物理化学课程为例

表面物理化学课程是内蒙古科技大学矿物加工工程专业研究生的必修基础理论课程,为适应研究生实践创新能力培养需求,提出基于OBE理念的“理论+案例+实践”耦合模式的教学方法改革探索。通过优化理论教学内容、引入教学案例对理论内容进行具体化和形象化展示以及设置典型实验研究教学模拟,激发学生学习兴趣,培养学生实验与实践能力,改善教学效果和教学质量。从而培养学生获取新知识的能力和发现问题与解决问题的能力,促进学生创新意识的形成和创新能力的提高。

9．4GHz过模光滑壁TE11-HE11模式变换器设计

采用半径微扰的光滑壁圆波导产生HE11模,避免了常规微波领域中采用的波纹渐变转换器在高功率微波领域应用时易发生齿间打火的不足。采用基于模式耦合理论的迭代综合方法优化了不规则的半径渐变轮廓,使输出产生组成HE11模的混合模式。并通过全电磁波仿真软件进行了对比,输出波束标量高斯含量在9.1～9.7GHz范围内均高于99.5%,功率容量4.9GW。

表面等离激元耦合体系及其光谱增强应用

当入射电磁波频率与金属微纳米结构中自由电子的集体振荡频率相当时,金属微纳米结构中激发表面等离激元共振,其共振电磁场被强束缚在亚波长尺度以下界面附近,使其具备极大的电磁场局域能力.这一效应可以极大程度地增强电磁波与物质的相互作用,在金属表面等离激元耦合体系中尤为明显.本文简述了表面等离激元耦合效应、模式耦合理论以及对应的结构耦合体系.另外,还介绍了一类典型耦合体系在光谱增强中的重要应用,主要包括增强折射率传感、表面增强红外吸收、表面增强拉曼散射、表面增强光学非线性效应等.

LPFG折射率模式响应及其在传感建模中的应用

基于光纤光栅的模式耦合理论,采用严格的数学模型,给出了三层介质长周期光纤光栅(LPFG)的纤芯模和包层模的本征方程,分析了长周期光纤光栅中的纤芯模式和包层模式的有效折射率随外界环境折射率变化的情形,以及外界环境折射率变化对长周期光纤光栅谐振波长的影响。通过在长周期光纤光栅外涂覆折射率对外界环境变化敏感响应的特定薄膜可以显著提高其传感测量的灵敏度。研究结果可为长周期光纤光栅传感器结构参数的优化设计和实际应用提供理论支持。

纯克尔非线性动力学在光学神经元中的应用研究

采用尖峰神经元对神经形态计算进行并行处理,可以克服数字计算机的一些局限性,从而提高计算速度、计算性能和能量效率,实现更高效、更智能和更自适应的计算。超快克尔效应在光子神经形态计算中具有重要的意义和应用。利用改进的归一化耦合模理论(coupled mode theory,CMT)模型,对钙钛矿材料的光学微谐振腔中由超快克尔效应引起的非线性动力学特征进行了计算和分析,观察到自脉动行为;模拟并实现了光学神经元的兴奋性行为、泄露积分动力学和不应期现象。钙钛矿材料具有超快的克尔响应时间,可以将神经元的不应期控制在皮秒量级,为实现快速的脉冲神经网络提供了新思路。

基于乙醇密封共振腔金属-介质-金属波导的高性能温度和折射率两用传感器

为了提高现有的亚波长量级温度传感器和折射率传感器的各项工作性能,本文基于表面等离激元提出了一种拥有尖锐峰的高灵敏度、高集成度的环八边形表面等离子体共振传感器.理论分析了以乙醇作为热敏填充材料使温度和有效折射率建立线性转换关系的可行性,并利用多模耦合模式理论(MICMT)对该传感器的透射峰进行了拟合和理论分析,再利用有限元法(FEM)进行了仿真分析,理论结果和仿真结果高度匹配.然后对环八边形共振腔的各项参数进行了有限元数值模拟,计算得出该传感器的最佳参数设置.和以往结构设计对比,该两用传感器拥有工作波段范围广、半峰全宽窄、易于集成等诸多优点,作为传感器的温度灵敏度和折射率灵敏度分别高达0.9 nm/℃和2400 nm/RIU.该结构兼具一些传统腔体的优点,为以后基于表面等离激元设计的微纳光子温度传感和折射率传感两用器件提供了一种高性能的腔体选择.

磁谐振LED供电系统的传输特性分析

针对无线电能传输系统中输出功率和传输效率问题,以近场磁谐振耦合LED无线供电系统为对象,利用耦合模式理论(CMT)建模方法对系统的输出功率和传输效率等传输特性进行优化分析。通过CMT构建出无线电能传输网络的等效耦合模型,导出输出功率与耦合系数、传输效率与耦合系数间的量化关系式,进而确定出系统的最大输出功率表达式。最后,结合磁谐振LED供电系统实验结果,验证了所构建耦合模型的有效性和理论分析的正确性,初步论证了磁谐振无线电能传输的工程潜在应用可行性。

基于游标效应的双芯光子晶体光纤温度传感器

设计了一种基于双芯光纤耦合效应和游标效应的高灵敏度温度传感器,传感器是由2个相差一定长度的双芯光子晶体光纤和单模光纤级联构成。双芯光子晶体光纤通过级联实现游标效应,同时对纤芯中间的气孔填充乙醇实现温度传感。仿真结果表明,该温度传感器在35℃~45℃范围内的平均温度灵敏度可达−20.37 nm/℃。与单纯依靠双芯光子晶体光纤能量耦合效应的传感器相比,该传感器的温度检测灵敏度提高了10倍。

可同时测量蔗糖浓度和温度的组合光纤光栅传感器

为了实现蔗糖溶液浓度与温度的同步精确测量,采用组合式光纤光栅,通过线性折射率分区,构成相应的系数矩阵。首先,基于模式耦合理论,采用光纤布拉格光栅（FBG）和长周期光纤光栅（LPBG）形成组合式光纤光栅,实现了双参数测量的光学传感器。此组合式光纤光栅结构中,FBG响应温度测量,LPFG同时响应蔗糖溶液浓度和温度测量。然后,在两个线性折射率范围,即1.33~1.42和1.42~1.44中,校正温度和蔗糖溶液浓度的相关系数。最后,构成两个敏感系数矩阵,来讨论蔗糖溶液浓度和温度同时测量的方法。实验结果表明：蔗糖溶液浓度测量灵敏度达到-213.5 pm/RIU,温度测量灵敏度达到117.9 pm/K。因此,组合式光纤光栅传感器作为光化学传感器具有高灵敏度的特性。

长周期光纤光栅的折射率梯度响应特性

通过模式耦合理论,建立了基于长周期光纤光栅(LPFG)的二层圆光波导模型;结合传输矩阵法,仿真得到了外部介质折射率呈线性分布情况下LPFG的透射谱。仿真结果表明:该结构下的LPFG透射谱特性强烈依赖于外部介质折射率梯度,当外部介质折射率梯度升高,透射谱的损耗峰深度逐渐降低,损耗峰3dB带宽逐渐增加,且增加量与折射率梯度的增加量呈较好的线性关系;当外部折射率梯度由1.111 1×10-7 riu/mm增加到1.111 1×10-5 riu/mm时,其梯度灵敏度可达到2.2×107 nm.mm/riu。这一结果使折射率梯度的高灵敏度测量成为可能,为设计和制作基于LPFG的折射率梯度传感器提供了一定的理论依据,并有望用于生化反应中微小尺度下折射率呈梯度分布的液相介质的测量。

高阶过模Denisov辐射器设计

应用几何光学理论分析了高阶过模Denisov辐射器的基本工作原理。以耦合波理论为基础,给出了高阶过模Denisov辐射器的设计方法。结合3mm波段边廊模回旋管的具体参数,研究了3mm波段工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。采用编制的数值计算程序,优化得到可靠的最优波导壁扰动几何参量,据此设计出了紧凑的96.4GHz工作模式为TE6,2的Denisov辐射器。经全电磁场仿真验证,该辐射器壁电流发生了较好的汇聚,在切割边缘电流幅值降为汇聚中心点的10%,输出准高斯束能量转换效率为96.51%。

高功率微波弯曲圆波导设计

报道了可分别传输TM01模和TE01模的两种弯曲圆波导的设计方法和计算结果。研究表明:所设计的TM01模弯曲波导和TE01模弯曲波导在中心频率上传输效率均超过99.5%,传输效率大于95%的带宽分别达到20.0%和14.4%;该两个弯曲波导也分别适用于传输TE11模和TM11模;水平极化TE11模与TM01模、垂直极化TM11模与TE01模在弯曲圆波导中传输时具有相似的传输效率和频带特性;而垂直极化TE11模、水平极化TM11模由于不易和其它模式耦合,在弯曲波导中传输时具有较高的传输效率。

具有同轴结构的高功率微波弯曲波导设计

基于模式耦合理论,在理论推导出弯曲同轴波导TEM模和同轴TE11模之间耦合系数显式表达的基础上,报道了可传输同轴TE11模的弯曲同轴波导的设计方法和计算结果,并进行了实例研究。数值仿真结果表明:设计的具有同轴结构的弯曲波导,利用不同的同轴空间,在P,L,S波段中心频率0.680,1.575和3.75GHz处TE11模单模传输效率超过了99.5%,单模传输效率超过90%的工作带宽分别为0.60～0.83,1.10～2.42和3.10～4.16GHz。该结构的功率容量在各频段均达到了GW量级。

长周期光纤光栅三层结构折射率梯度响应特性研究

基于模式耦合理论和传输矩阵法,使用三层结构圆光波导模型对长周期光纤光栅(LPFG)包层模(HE14)的响应特性进行仿真和分析。通过对比分析外部环境折射率呈梯度分布时与呈均匀分布时的LPFG透射谱,发现谱线中除了损耗峰发生漂移以外,主峰左侧旁瓣深度增加,主峰右侧旁瓣深度减小,且随外部环境折射率的升高,这种变化趋势愈加明显,分析了透射谱发生相应变化的原因。研究结果对使用LPFG进行折射率梯度传感设计具有一定意义。

高功率微波弯曲矩形波导设计

利用模式耦合理论,在理论推导出弯曲矩形波导TE01模和高阶模之间耦合系数显式表达的基础上,对弯曲矩形波导进行了实例研究。HFSS软件数值仿真结果表明:设计的矩形波导TE01-TE02模式转换器在9.5GHz转换效率达到99.9%,转换效率大于90%的工作带宽为8.60～10.48GHz;设计的弯曲矩形波导传输线,可有效传输TE01模,不激励起高阶模式。HFSS数值仿真结果验证了所设计的传输线工作带宽和功率容量均能够满足使用要求。

3mm TE_(6,2)模Denisov辐射器设计

提出了可应用于3mm波段回旋管的TE6,2模式Denisov辐射器。以耦合波理论为基础,给出Denisov辐射器的设计方法。结合3mm波段边廊模回旋管的具体参数,采用编制的数值计算程序,优化得到该模式Denisov辐射器,辐射器全长52mm。全电磁场仿真表明,该辐射器切割边缘电流幅值降为汇聚中心点的10%。由其组成的模式变换器,冷测结果好于Vlasov模式变换器。