基于FDTD的结构耦合对超声传播影响的仿真研究

基于提高小尺寸复杂结构零件的超声检测的精确性的目的,采用时域有限差分法,分别建立了带有一个和3个圆形空腔的铝板模型,研究了不同铝板宽度下结构耦合对超声传播的影响。研究结果表明,对于两种结构的铝板,当宽度小于8个波长(20 mm)时,超声通过空腔的透射功率明显增大,其最高相对变化分别为10.5倍和6倍左右。这说明当铝板宽度与波长可比拟时,空腔与铝板之间有明显的耦合效应,且空腔的增加削弱了这种耦合效应,使得铝板宽度变化对超声传播的影响减弱。

应用于微型成像的氮化镓超透镜设计

为了实现可见光入射时亚波长尺度内的聚焦,设计了以氮化镓(GaN)纳米柱为基本晶胞的超透镜,该透镜能够改进传统成像系统的笨重低效,可应用于微型成像系统。超透镜表面由宽度渐变高度不变的GaN纳米柱阵列构成,分析GaN在亚波长尺度内对相位的调控能力和机理,并基于时域有限差分法模拟仿真了在蓝光波长为460nm入射时透射场的高效率聚焦,对比超透镜尺寸为3.75μm×3.75μm、6.75μm×6.75μm、8.75μm×8.75μm、10.75μm×10.75μm时超透镜的聚焦能力,得出聚焦后透射场焦点处的半峰全宽分别为1,0.8,0.5,0.3μm,给出了强度分布、聚焦光斑等仿真模拟结果,发现实际焦距与设计值存在偏差,且随超透镜尺寸的变化而变化。文中所设计的超透镜能够在微米级别实现聚焦,有效降低了传统成像系统的复杂度。

全刻蚀型布拉格波导光栅滤波性能研究

提出了一种基于绝缘层上硅波导的全刻蚀布拉格光栅滤波器。该器件可通过对顶部硅的一步刻蚀来实现,其特性使布拉格波长的调谐更加灵敏和有效。仿真研究结果表明,其一阶和三阶光栅的周期对波长调谐系数分别为33 nm/nm和11 nm/nm,光栅刻槽折射率对波长的调谐系数为1 nm/0.006。将光栅脊与刻槽的小折射率差与高阶光栅相结合,可以实现1550 nm波段更窄带宽的全刻蚀光栅滤波器。

基于电磁波散射方向性的ADS-B信号解交织

作为实现广播式自动相关监视的主要技术之一,1090ES信号在目标监视领域得到广泛应用。但随着民航飞行量的增加,它与二次雷达应答信号的同频交织问题日益严重。为了降低ADS-B地面站对1090ES信号误码和漏检概率,提出了利用电磁波散射的方向性,从空间域上实现交织信号分离的技术。利用有限元差分时域法,对双介质圆形散射体进行散射电磁场仿真,由散射场的方向分布可得,两个入射角相近的电磁波信号经过散射以后其行进方向发生较大变化,从而实现交织信号空间上的分离。

Orthogonal experiment design of EMI of security monitoring system in coal mines

Security monitoring system of coal mines is indispensable to ensure the safe and efficient production of colliery. Due to the special and narrow underground field of the coal mine, the electromagnetic interference can cause a series of misstatements and false positives on the monitoring system, which will severely hamper the safe production of coal industry. In this paper, first, the frequency characteristics of the interference source on the power line are extracted when equipment runs normally. Then the finite difference time domain method is introduced to analyze the effects of the electromagnetic interference parameters on the security monitoring signal line. And the interference voltage of the two terminal sides on the single line is taken as evaluating indexes. Finally, the electromagnetic interference parameters are optimized by orthogonal experimental design based on the MATLAB simulation on the normal operation of equipment.

基于表面等离子体共振增强的硅基锗金属-半导体-金属光电探测器的设计研究

金属-半导体-金属光电探测器的光栅结构可激发表面等离子体,有效增强探测器的吸收.为深入研究器件结构对于表面等离子体的激发及共振增强的影响,本文提出了一种具有超薄有源层的硅基锗金属-半导体-金属光电探测器的设计方法.采用时域有限差分的方法详细分析了光栅周期、光栅厚度、光栅间距及有源层厚度对于表面等离子体共振增强器件性能的影响,通过仿真模拟获得了器件的最佳结构,详细地分析了各个界面激发的表面等离子体及其共振模式对于光谱吸收增强的机理.仿真结果表明,有源层锗的厚度为400 nm的超薄器件在通信波段具有较高的吸收,尤其在1550 nm波长处器件的归一化的光谱吸收率可以高达53.77%,增强因子达7.22倍.利用共振效应能够极大地提高高速器件的光电响应,为解决光电探测器响应度与响应速度之间的相互制约关系提供了有效途径.