弱导阶跃折射率光纤中的模式简并问题

模式是光纤光学中的基本概念,也是光纤激光器研究中最关注的问题之一。在一般的教材、文献中对模式的简并问题涉及较少,没有给出清晰、直观的物理图像。文中采用经典的电磁场理论,阐明了矢量模的简并度、标量模的简并度以及矢量模和标量模之间的简并关系。在弱导阶跃折射率光纤中,矢量模和标量模都是描述光场的正交完备基,矢量模[HE1n(o)、HE1n(e)]与标量模[LP0n(ye)、LP0n(xe)]描述的光场空间是2维的,矢量模[TE0n、 HE2n(o)、 HE2n(e)、 TM0n]与标量模[LP1n(yo)、 LP1n(ye)、 LP1n(xo)、LP1n(xe)]描述的光场空间是4维的,矢量模[EHm-1,n(o)、 EHm-1,n(e)、 HEm+1,n(o)、 HEm+1, n(e)]与标量模[LPmn(yo)、LPmn(ye)、LPmn(xo)、LPmn(xe)]描述的光场空间也是4维的。

类圆柱波导模式分析的PMOBG方法

用边界形状摄动方法 (PMOBG)研究边界形状为rc =r0 [1+εf(φ) ]的类圆柱规则波导问题并对其进行了模式分析。为此 ,首先将形式边界条件变换为可以用摄动方法处理的形式 ,再用伸缩参量法将支配方程分解为ε0 阶和ε1阶问题 ,借助于微分方程的可解性条件得到解。作为与简单圆柱波导的比较 ,讨论了边界形状扰动对波导中的模式简并。

相对论磁控管谐振模式的模式分解研究

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。

X波段高功率微波TE_(11)模圆极化器

基于圆波导TE11模的模式简并特性和微波在椭圆波导中传输两个正交TE11模式相速不同的性质,研制了一种带有椭圆波导结构的圆波导TE11模圆极化器。该圆极化器通过圆波导到椭圆波导的过渡段,将输入的线极化TE11模式分成两个等幅、正交的TE11模,然后调整椭圆波导长度,使得两个正交的TE11模式的相位差为90°,实现了TE11模式微波线极化到圆极化的转换。利用时域有限差分软件优化设计了该圆极化器,并按照优化的结构尺寸加工了一套实验装置进行了实验测试,测试结果表明:在工作频率9～10 GHz范围内,该圆极化器轴比小于1 dB,驻波比小于1.1,且功率容量大于1.6 GW。

薄型压电超声马达定子中旋转波形成机理初探

详细分析了马达定子中旋转波(行波)的形成机理及其主要特征(包括动能、势能和角动量等),论述了定子-转子交界面粒子椭圆振动的形成,表明压电马达定子中的波不同于传统的驻波和行波,而是被人称之为第三种波——旋转波。同时,也预示了压电定子中旋转波产生同电极设置和外界激励方式的关系。讨论了定子的固定方式。根据这一理论,研制出了由位相差为90°的双功率源驱动的压电旋转波马达,外加电压10 V时,马达的最高转速可达100 r/min。

L波段矩形切角圆极化微带天线的设计

设计了一种工作在L波段(中心频率为1.6GHz)的圆极化微带天线,此天线在很宽的波束范围内实现了良好的圆极化特性(±60°角度范围内,圆极化轴比AR<3dB),天线采用传统的同轴线背馈的馈电方式,整体结构简单,制作成本低,并且实现了天线的低剖面性,具有广泛的应用价值。

基于弱耦合少模光纤的模分复用技术进展(特邀)

近年来模分复用技术被广泛认为是突破传统单模光纤通信系统和网络容量"瓶颈"的有效途径,其典型方案包括强耦合和弱耦合两种。在弱耦合模分复用方案中,模式串扰应尽量被抑制,使得各模式中的信号可独立传输和接收。文章首先对强耦合和弱耦合模式技术原理进行了介绍,之后设计制作了一种弱耦合双环型纤芯结构少模光纤,设计制作了基于模式选择耦合器的模式复用/解复用器,在此基础上演示了6模式、10km弱耦合模分复用传输实验,仅采用强度调制和无数字信号处理的直接检测设计了一种简并模式解复用方案,并基于熔融拉锥工艺制作了该器件,最终首次实现了模分复用实时视频传输,这表明模分复用技术向实际应用迈进了重要一步。