瑞利索莫菲衍射与物理光学积分的应用比较

针对准光学中电磁场传播的计算问题,研究了从不同角度出发所采用的瑞利索莫菲标量衍射积分公式和基于矢量的物理光学积分公式内在的一致性与区别.首先从物理概念上区分这两种积分方法,然后在平行口面间电磁场传播的条件下,讨论两种积分公式的一致性.借助高斯波束传播解析解作对比,分别应用两种积分方法实现了高斯波束传播的数值仿真,给出了二者在处理电磁场传播问题时的精度与处理矢量衍射时的不同应用.

平面波导基模的衍射特性

在平面坐标系中简化电磁波的瑞利 -索末菲标量衍射积分公式 ,推导出折射率对称阶跃分布的介质平面波导的基模衍射场分布的计算公式 ,给出由sinc函数形式描述的端口衍射场空间频谱和光强分布。首次提出介质平面波导衍射场存在中央亮条纹的概念 ,中央亮条纹的功率大于波导总功率的 99.4 9% ,中央亮条纹的最大空间频率介于π和 1.5π ,它可用于计算中央亮条纹的角半径。

用楔角偏差改善正交光楔列阵大尺度的辐照均匀性

用楔角偏差的方法能有效的改善正交光楔列阵系统(SWA)的大尺度辐照均匀性. 基于标量衍射积分方法和旁轴矩阵光学方法,进行了详细的分析,给出焦斑光强分布特性的理论计算和实验结果,并给出了最优设计参数.

高功率回旋振荡管混合型辐射器的研究

研究了一种用于高功率回旋振荡管准光模式变换器系统的高效率混合型辐射器。基于基尔霍夫-惠更斯标量衍射积分原理,分析了辐射器中电磁波的传播过程及辐射器壁面形变所引起的波束预聚焦机理。从辐射器壁面场的数值计算出发,给出了不同模式的辐射器壁面扰动分布迭代优化的普适方法,同时给出了混合型辐射器的设计原理及方法。依据上述理论分析编写了计算程序,为一支工作频率为140GHz,工作模式为TE28.8,1MW长脉冲回旋振荡管设计了模式转换效率高达98.8%的混合型辐射器,数值计算结果与Surf3d软件仿真结果具有很好的一致性。