大气波导对电磁波陷获传播影响的数值模拟和试验验证

海洋环境中经常出现大气波导,它能够陷获电磁波而形成明显的异常传播特征,对雷达等电子系统性能具有重要的影响,本文主要从数值模拟和试验验证的方法,研究大气波导陷获电磁波所产生的异常传播特征,论文首先简要分析了电磁波传播的抛物近似方程数值模型及其步进类型的傅立叶解法,利用这一数值模型对多种大气波导环境下电磁波进行数值模拟,利用模拟的结果分析大气波导对电磁波的陷获作用,并利用1999年5月6日舰船在杭州湾的实验数据对本文相关的结论进行验证。

一种发红光的电子陷获型红外上转换材料的制备

本文研制的电子陷获（ＥＴ）型红外上转换材料是在改进传统工艺的基础上，使用硫化助熔法，在石英反应管中，基质合成和掺杂一次完成，具有工艺简单、生长周期短、重复性好的优点。由于反应在密闭系统中完成，安全可靠，对实验室环境保护好，用这种方法制备出的红外上转换材料，在室温下用紫外光或可见光激励后，用红外激发时发红光，并测得了其激发光谱（红外）和发射光谱（红光）。

Cs-Ar混合蒸气中6P_(3/2)激发态的空间分布和辐射陷获

计算和测量了Cs-Ar混合蒸气中Cs(6P3/2)共振能级的有效辐射率。使用单模半导体激光器(泵浦激光)将Cs原子激发至6P3/2态,另一调谐到6P3/2→8S1/2的单模激光束(检测激光)与泵浦束反平行通过样品池,并在池的直径方向平行移动,通过对检测激光束的吸收测定了激发态原子密度及其空间分布。由于辐射陷获存在,有效辐射率是自然辐射率与透射因子(发射的光子在探测区域内没有被吸收的平均概率)的乘积。6P3/2原子密度及其空间分布结合6P3/2←6S1/2跃迁线的碰撞增宽计算了透射因子,从而得到了不同Ar气压下,Cs D2线的有效辐射率。从6P3/2→6S1/2跃迁线强度I852的测量,得到了不同Ar气压下有效辐射率的比值与理论计算得到的比值相符。

Cs-He混合蒸气中的辐射陷获效应和6P3／2能级有效辐射率的测量

测量了Cs-He混合蒸气中Cs（6P3／2）共振能级的有效辐射率，圆柱形样品池充入金属Cs和气压PHe为0-500Pa的He，样品池温度控制在330-370K之间，在池中产生10^12～10^13 cm^-3。的Cs原子密度，使用单模半导体激光器（泵浦激光）将cs原子激发至6P3／2态，另一调谐到6P3／2→8S1／2的单模激光束（检测激光）与泵浦束反平行通过样品池，并在池的直径方向平行移动，通过对检测激光束的吸收测定了激发态原子密度及其空间分布。由于辐射陷获存在，有效辐射率是自然辐射率与透射因子（发射的光子在探测区域内没有被吸收的平均概率，它与吸收截面及激发态原子密度和空间分布有关）的乘积。由6P3／2原子密度及其空间分布结合6P3/2←6S1／2跃迁线的碰撞增宽计算了透射因子，从而得到了不同He气压下，Cs D2线的有效辐射率。从6P3／26→S1/2跃迁线强度I852的测量，得到的不同He气压下有效辐射率的比值与理论计算得到的比值相符。

Rb蒸气中的辐射陷获效应和5P_(1/2)能级有效寿命的测量

本文测量了Rb蒸气中(5P1/2)共振能级的有效寿命.圆柱形样品池充入金属Rb,样品池温度在333K～373K之间,在池中产生10(11)～10(12)cm-3的Rb原子密度.使用Nd:YAG脉冲激光器(泵浦激光)将Rb原子激发至5P(3/2)态,测定了转移荧光随时间衰减的曲线.由于辐射陷获效应的存在,有效辐射率是自然辐射率与透射因子的乘积.对5P(1/2)→5S(1/2)跃迁荧光曲线的测量,利用最小二乘法拟合及速率方程得到的不同温度下的有效寿命与霍斯坦理论计算得到的相符.

电子陷获型红外上转换材料的光谱测试

本文通过对电子陷获型红外上转换材料的激发光谱和发光光谱特性曲线的测试，论证该材料与一般红外器件相比，具有响应光谱范围广（０．８～１．６μｍ）等优点，为该材料的推广应用提供了可靠的依据。

利用PJ模型计算最低陷获频率的适应性

为了研究PJ模型的适应性,简述了蒸发波导原理和PJ模型理论,介绍了海上蒸发波导测量方法和如何确定电磁波的最低陷获频率;分析了以PJ模型计算的蒸发波导最低陷获频率对气象参数的敏感性,提出以最小陷获频率为基准,检验PJ模型的适应性;通过将PJ模型值计算结果与海上试验实测值进行比较,得出试验数据分析结果与敏感性结论基本相符,结果显示PJ模型在我国海区在湿度不太大和风速不是很小条件下适应性较好。

高密度冷原子云辐射陷获效应造成的荧光减弱现象

实验测量了磁光阱的磁场关断之后的荧光变化,观察到几十ms量级的荧光上升过程.根据实验条件进行分析,在高密度冷原子云中辐射陷获效应造成额外的非相干抽运光场是造成磁光陷阱紧束缚状态下荧光减弱的原因.同时还进行了简单的数值模拟,结果表明只有考虑到散射光场的频率重分布效应,计算结果方能与实验符合.

热激电流谱确定CZT:In中的陷阱能级(英文)

熔体法生长的半绝缘碲锌镉(Cd1-xZnxTe 或者CZT)晶体中存在着很多缺陷,这些缺陷作为陷获中心在带隙中引入了深能级,从而严重影响 CZT 的探测性能。分别采用初始上升法和同步多峰分析法(SIMPA)分析热激电流谱(TSC),从而获得了半绝缘的铟掺杂的Cd0.9Zn0.1Te晶体中的陷阱能级分布。结果表明:由于重叠峰的干扰,初始上升法在确定陷阱峰的最大值时会产生较大的误差;而 SIMPA法被证实适用于分离重叠峰,可同步获得较全面的陷阱能级分布。基于此,获得了半绝缘 CZT:In晶体的缺陷能级分布结果,即包含十个陷阱能级和一个影响暗电流分布的深施主能级 EDD。此外,通过EDD能级与费米能级的关系,解释了CZT:In晶体获得高阻特性的原因。

大气波导在海上通信中的应用

大气波导的存在使电磁波实现超视距传播,在增加海上通信距离的同时使海上电磁波传播变得复杂。为丰富大气波导在海上通信中应用的方法和手段,研究了大气波导形成、分类以及不同类型大气波导修正折射指数轮廓线形式及形成原因,分析了电磁波在大气波导环境中实现超视距传播条件,理论研究及仿真验证了大气波导环境下超视距通信参数选择,包括电磁波临界入射角和最低陷获频率。根据海上实际气象环境特点和战场条件需求,提出大气波导在海上通信中的具体应用,对提高海上远距离通信保障能力、获取战场电磁优势具有重要意义。

CaS∶Eu,Sm及其在农用转光膜上的应用原理

利用稀土直接掺杂工艺合成了一种“常光充能”型电子陷获材料 Ca S∶Eu,Sm,它不仅具有 Ca S∶ Eu无机发光材料的荧光光谱特性 ,而且具有红外升频转换特性 ,可将 0 .8～1 .6μm的红外光直接转换为～ 672 nm的红光、量子效率高达 76% ,是一种优于 Ca S∶ Eu的光转换农膜添加剂 .而共掺 Eu2 +、Sm3+和 Cu+的 Ca S荧光粉有望成为一种性能优于光转换农膜添加剂 Ca S∶ Eu2 +,Cu+。

亚丁湾蒸发波导季节变化对电波传播的影响

为满足亚丁湾海域电磁辐射源使用效能分析的需求,本文使用船测数据检验了ERA-Interim数据集在亚丁湾海域的适用性,并基于该再分析数据集通过使用PJ蒸发波导模型得到亚丁湾蒸发波导季节变化结果。利用最低陷获频率经验公式获得了该海域形成波导传播所需的最低陷获频率的季节变化规律,同时使用抛物方程模型对不同架设高度的多种频段电磁辐射源在亚丁湾四季典型路径上的电磁波传播损耗分布进行了仿真。研究结果表明:亚丁湾蒸发波导季节性变化特征显著,夏季蒸发波导高度最高,秋季湾内外非均匀性最强;夏季亚丁湾海域最低陷获频率最低,秋季湾内外最低陷获频率差别最大; L频段电磁波在各个季节研究路径上的电磁波传播损耗整体分布基本一致,夏季的传播损耗略低于其他三季。在夏季研究路径上,S频段电磁波会在天线架设高度以下的区域内有低传播损耗的分布。C和X频段电磁波则在各个季节均会出现天线架设高度以下的低传播损耗区域。

低He气压下Rb(5P_(3/2))激发态有效辐射率的计算与测量

计算和测量了Rb-He混合蒸气中Rb(5P3/2)共振能级的有效辐射率,使用单模半导体激光器(泵浦激光)将Rb原子激发至5P3/2态,另一调谐到5P3/2→7S1/2的单模激光束(检测激光)与泵浦束反平行通过样品池,并在池的直径方向平行移动,通过对检测激光束的吸收测定了激发态原子密度及其空间分布.由于辐射陷获存在,有效辐射率是自然辐射率与透射因子(发射的光子在探测区域内没有被吸收的平均概率,它与吸收截面及激发态原子密度和空间分布有关)的乘积.5P3/2原子密度及其空间分布结合5P3/2←5S1/2跃迁线的碰撞增宽计算了透射因子,从而得到了不同He气压下,RbD2线的有效辐射率.从5P3/2→5S1/2跃迁线强度I780的测量,得到的不同He气压下有效辐射率的比值与理论计算得到的比值相符.

蒸发波导对毫米波传播的影响分析

在毫米波电子对抗领域,通常认为毫米波频段电磁波传播近乎于直线传播,因此研究重点多集中于视距范围内对抗方法研究。但在海洋大气环境中,由于蒸发波导的存在,满足一定条件的毫米波频段电磁波传播会出现超视距现象。为此,在对蒸发波导及毫米波传播特点研究基础上,重点分析了蒸发波导中毫米波频段电磁波的最低陷获频率、最大发射仰角以及形成波导传播后蒸发波导内毫米波射线追踪问题。对毫米波超视距电子对抗研究具有重要意义。

掺磷光材料有机电致发光器件的能量传递

将高量子效率的磷光材料fac-tris-2-phenylpyridine iri dium(Ⅲ)(Ir(ppy)_3)按不同的比例掺杂到具有载流子传输能力的主体材料poly(N-vinylcarbazole)(PVK)中作为发光层制备磷光电致发光器件。通过对器件发光机制的研究,发现光致发光过程中起主导作用的是Foster能量转移机制;而在电致发光过程中,器件的发光性能受Dexter能量转移和电荷陷获2种能量传递形式的影响。器件的I-V-L特性表明:Ir(ppy)_3的掺杂比例为5%时,器件的光功率效率最大,能量转移最充分。

蒸发波导条件下雷达超视距探测频段利用率

针对蒸发波导条件下雷达超视距探测波段的利用率问题,首先介绍最低陷获频率计算方法,随后仿真计算最低陷获频率随蒸发波导高度和理查森的变化特性,并结合某海区历史气象水文数据,计算最低陷获频率的分布概率,最后在此基础上得到雷达S、C和X波段对蒸发波导的利用率,该结论对于合理评估海上雷达在蒸发波导条件下的性能具有一定的参考价值。

粗糙衰减因子在电磁波蒸发波导传播中的应用

为了研究电磁波在蒸发波导中的传播问题,结合我国海域蒸发波导实际情况,推算出其最大陷获角,仿真分析了Miller-Brown粗糙衰减因子随风速和电磁波传播方向与海面夹角的变化关系。运用射线描迹法进行仿真实验,结果表明:只要已知蒸发波导高度,就可得到海面粗糙衰减因子与风速的直接关系。采用高斯拟合模型,给出粗糙衰减因子的简化表达式,解决了模型中Bessel函数展开形式复杂、求解困难的问题,有利于快速获得海面粗糙状况,对分析粗糙海面对电磁波传输衰减影响有借鉴意义。

海面蒸发波导对电磁波传播的影响

阐述了电磁波传播的抛物近似方程数值模型及其步进类型的傅里叶变换解法,利用该模型对海面上高度30m的蒸发波导中的电磁波进行了数值模拟,并运用模拟结果分析了蒸发波导对电磁波的陷获作用;通过与标准大气折射环境情况进行对比,证实了海洋蒸发波导环境下雷达实施超视距探测的可行性;根据抛物近似方程模式,给出了电磁波在海洋边界层大气中的传播损耗计算式;最后,给出了电磁波被俘获到波导层中形成波导传播所满足的波长(频率)、发射角度以及发射源与蒸发波导所处的相对位置的关系。

红外技术及器件

TN213 96063908一种发红光的电子陷获型红外上转换材料的制备=The synthesis of one kind of electrontrapping infrared up—conversion materialwhich emits red light[刊,中]/龚平,杜力,过晓晖,刘英,候洵(中科院西安光机所.陕西,西安(710068)),贾炜(佛航光信息联营有限公司.广东,佛山(528000))∥光子学报.—1995,24(4).—293—295研制的电子陷获(ET)型红外上转换材料是在改进传统工艺的基础上,使用硫化助熔法,在石英反应管中,基质合成和掺杂一次完成,具有工艺简单、生长周期短、重复性好的优点,由于反应在密闭系统中完成,安全可靠,对实验室环境保护好,用这种方法制备出的红外上转换材料,在室温下用紫外光或可见光激励后,用红外激发红光,并测量得了其激发光谱(红外)和发射光谱(红光)。