Kirchhoff—Fresnel衍射公式和Rayleigh—Sommerfeld衍射公式的比较及实验验证

分析比较了Kirchhoff—Fresnel(K—F)和Rayleigh—Sommerfeld(R—S)衍射公式之间的差异.用实验测得单缝衍身的光强分布与理论曲线比较,结果表明R—S衍射公式与实际相吻合,而K—F衍射公式在衍射狭缝较小衍射角较大时与实际有较大的差异.

球面波在平面金属界面上的反射特性研究

研究主动电磁探测系统中辐射波在平面金属界面上的反射特性,以便为检测系统的参数设置提供依据,针对辐射线圈垂直于平面反射面的检测情形,建立了主动电磁探测系统数学模型。为了验证上述数学模型的正确性,利用索末菲公式将球面波转化为平面波的叠加,并通过赫兹矢量法推导了检测情形下反射磁场强度的表达式,与理想导体平面相比,讨论了反射强度与辐射波频率和反射面电磁参数的关系。并对反射面位于辐射器前方不同距离时的反射磁场强度进行了仿真测量,结果与理论计算值基本一致。证明实验装置可作为主动电磁探测系统应用在工程中。

矢量基尔霍夫公式经典证明的漏洞与新的严格证明

矢量基尔霍夫积分公式是电磁理论的一个重要公式,更是光学衍射理论的基础.然而,我们发现经典著作中这个公式的证明普遍存在漏洞.本文将逐一指出这些漏洞,在此基础上给出一个新的严格证明.最后用数值实验验证我们的结论.

惠更斯-菲涅耳原理的定量化

介绍了在旧的波动理论框架中把惠更斯-菲涅耳原理发展成定量原理的方法,并进一步把此原理表述成与瑞 利-索末菲衍射公式几乎一样的形式,并把此原理写成适合于描述粒子的几率幅的形式.

从惠更斯原理到索末菲衍射公式

自1678年惠更斯提出惠更斯原理,菲涅耳、基尔霍夫、索末菲等都对这一原理作出了改进和完善,体现了科学研究中从定性、半定量再到定量的逐步精确化的发展历程。为了准确理解惠更斯一菲涅耳原理,也为了认识和掌握科学发展的客观规律,有必要对惠更斯原理的发展历程作比较深入的认识,文章对此作了尝试。

矢量空心光束的半屏衍射

利用矢量瑞利——索墨菲衍射积分公式推出了空心光束半屏衍射场中衍射场的解析表达式,并数值模拟了衍射场的光强空间分布及强度奇点的相关属性。结果表明:衍射场光强已不再是空心分布,发生了很大的改变;随着衍射传输距离的增大,衍射场光强的空间分布退化为类TEM02模场分布;随着传输距离的增大,衍射场观察区域内光强奇点出现湮灭等。

角谱公式与瑞利-索末菲公式的等价性

基于矢量平面波角谱公式和球面波的Weyl表示式,未采用任何近似处理,非常方便地推导出矢量形式的第一类和第二类瑞利-索末菲衍射积分公式。作为特例,当只考虑光场的一维横向分量时,类似地可得到标量形式的瑞利-索末菲衍射积分公式。结果表明:平面波角谱公式与瑞利-索末菲衍射公式是等价的。

微带结构索莫非积分的快速精确计算

格林函数法是电磁场数值分析中的一种基本方法,平面分层微带结构的空域格林函数通常表达成索莫非积分形式,然而直接数值计算索莫非积分非常耗时。针对上述问题,提出了一种快速精确求解微带结构索莫非积分的方法。根据数值分析理论,严格分析了索莫非积分的函数特性;将复化高斯勒让德公式与双指数型求积公式相结合,提出一种快速精确求解索莫非积分的方法,实现了空域格林函数的高效精确计算。最后通过计算磁流环馈电单层介质激励电场函数、单层无耗介质以及四层有耗介质微带结构的空域格林函数三个实例,证明了改进方法的正确性和有效性。

利用角谱方法分析超声换能器声场

叙述了角谱 (angularspectrum)的基本概念和利用角谱方法 (angularspectrummethod ,下称ASM)分析超声换能器声场的基本原理和具体实现 ,对平面活塞换能器和聚焦换能器在均匀媒质中的声场应用ASM进行了计算 利用一套精密三维扫描系统和针状水听器对上述换能器的声场进行了实验测量 。

索末菲积分公式在圆柱坐标系和直角坐标系间的转换

索末菲积分公式可用于分析电偶极子在分层媒质中产生的电磁场问题。为了研究不同坐标系下的索末菲积分公式对电磁场表达式的影响,通过坐标系的平移和旋转得到了无限大空间中电偶极子磁矢位在不同圆柱坐标系下的表达式,利用贝塞尔函数和指数函数的积分公式将磁矢位的表达式从圆柱坐标系转化到直角坐标系,在这两种坐标系中讨论了坐标系的旋转角度与磁矢位表达式的关系。通过数值算例对理论分析进行了验证。

索末菲球面波公式的协变形式及其在光纤理论中的应用

说明了球面行波的索末菲公式在坐标转动下不协变 .证明了球面波的驻波表示是协变的 ,因而是一个物理的关系式 ,故适用于圆柱坐标中各类波动方程的定解问题 .作为一个例 ,应用于光纤光学 ,导出了受导简正模和辐射模的表达式 。