基于准二维钙钛矿的窄线宽红光电致发光器件性能研究

金属卤化物钙钛矿发光二极管(PeLEDs)具有宽色域和高色纯度,在照明和显示方面有着广阔的应用前景。英国伦敦大学研究团队发表于Scientific Reports的一项开创性研究发现,每天只需暴露在红光下3 min,就能显著缓解视力下降。而钙钛矿的光谱可调性及较高的色纯度都为护眼红光PeLEDs的实现提供了保障。与以往的界面工程、配体工程等不同,本文从结构优化的角度来提升准二维钙钛矿红光PeLEDs的外量子效率(EQE),即结合微腔结构实现线宽更窄的红光电致发光器件。结果表明,将分布式布拉格反射镜(DBR)与PeLEDs相结合,设计并制备的基于微腔结构的高性能PeLEDs在窄化PeLED的电致发光(EL)半高全宽的基础上实现了EQE成倍增长,最大EQE能达到11.26%。相较于同条件下制备的参比器件,具有微腔结构的PeLED器件EL线宽窄化到参比器件的1/3,仅为11 nm。

基于聚类分析的反向射线跟踪算法

现有无线定位引入射线跟踪算法环境建模过于理想,不适合实际应用。为此,提出了一种基于聚类分析的反向射线跟踪算法。为贴近射线的实际传播环境,构建了建筑物表面为准镜面的二维传播环境模型;根据多径定位信号传播路径的特征定义了位置指向性路径(P-路径)和区域指向性路径(A-路径),算法根据多径定位信号的到达时间和到达角度的估计值,利用分支跟踪搜索算法找出其可行路径,再用聚类分析方法实现对位置指向性路径的识别和传播路径跟踪,并采用分段加权的思想完成对区域指向性路径的最大可识别路径的跟踪。仿真结果验证了该算法的合理性,与基于绕射判决门限的反向射线跟踪算法相比,提出的算法能显著提高对P-路径和A-路径随TOA和AOA估计误差变化的跟踪正确率。

140GHz回旋管准光模式变换器的设计（英文）

针对一种由Denisov型辐射器和第一面镜为准抛物镜的四级反射镜面系统组成的准光模式变换器开展了详细的研究和设计。利用耦合模理论和矢量绕射理论设计了波纹波导准光模式变化器,通过编写仿真程序进行数值优化完成了140GHz,TE28,8回旋管准光模式变换器的设计。仿真结果表明,抛物面反射镜的焦距对矢量高斯效率影响较大,输出窗口处得到了较好的高斯波束,标量高斯效率达到98%,矢量高斯效率达到90%。

大口径SiC轻量化主镜热变形的定标

为了准确地预算出大口径SiC轻量化主镜镜面的温度变形,研究了不同热模式下SiC轻量化主镜镜面面形的定标和计算方法。将SiC轻量化主镜上的温度传感器在轴向厚度方向上进行分层处理,对每层上的温度分布采用准Zernike多项式进行拟合。以4mSiC轻量化主镜为例,采用有限元法分别对准Zernike前9项温度模式(18种温度场)下的镜面变形进行定标计算,得出各种单位载荷作用下轻量化主镜镜面的最大变形以及面形误差PV值和RMS值。计算结果表明:准Zernike第一项模式、单位载荷作用下镜面变形最大,其面形误差RMS为278.3nm。采用最小二乘法对各种温差场下的镜面误差进行准Zernike多项式拟合,获得了准Zernike像差项的系数。采用最小二乘法拟合计算出镜面变形误差产生的准Zernike像差项的系数,结果表明,18种温度场下产生的像差形式主要有:平移、倾斜、离焦、彗差和像散。

95GHz回旋管内置准光模式转换器仿真设计

高功率毫米波回旋管输出的高阶模式不利于空间传输,必须进行模式转换。由于不便采用波导模式转换器,因此对内置准光模式转换器进行了研究。内置准光模式转换器由Vlasov辐射器、准抛物柱面镜和相位修正镜组成。基于标量衍射理论和KSA算法,编制了数值模拟程序,设计了相位修正镜。计算分析了参考平面处的场分布,表明该准光模式转换器的标量转换效率大于98%,矢量转换效率大于93%。计算结果表明,该方法可以高效地指导准光模式转换器的设计。

95GHz准光模式转换器实验研究

介绍了采用95 GHz准光模式转换器将TE62模式转换为高斯波束的实验测试结果。准光模式转换器由螺旋切口的Vlasov辐射器、一个准抛物柱面反射镜和两个相位修正镜组成。将半径5.62 mm圆波导内的TE62模式转换为束腰直径22.4 mm的高斯波束。实验采用毫米波天线近场扫描测试系统测试,实验结果表明标量转换效率大于97%,矢量转换效率大于88%。

类矩形盾构隧道上穿施工引起既有隧道剪切错台变形研究

基于镜像法和Mindlin解,建立类矩形盾构隧道上穿施工计算模型,推导出土体损失、盾构正面推力、盾壳摩擦力和注浆压力在既有隧道轴线处产生的附加应力计算公式。采用剪切错台模型将既有隧道简化为由剪切弹簧连接的弹性地基短梁,运用最小势能原理得出既有隧道的竖向位移计算公式。依托工程实例,对比理论计算结果和数值模拟结果,验证本文计算方法的适用性。最后,分析既有隧道的竖向位移、环间错台量和剪切力随掘进施工的变化过程,并对工程中的关键参数进行敏感性分析。研究结果表明:相比于Winker地基梁模型,剪切错台模型计算结果与数值模拟结果更接近,验证了本文计算公式的正确性;随着新建隧道掘进,既有隧道的隆起变形、环间错台量和剪切力不断增大,在盾构机通过既有隧道轴线20 m后趋于稳定;在既有隧道隆起变形最大处,环间错台量和剪切力最小;在隆起变形曲线反弯点处,环间错台量和剪切力最大;随着隧道矩形长边宽度和土体损失间隙增大,既有隧道隆起变形增加,隆起拱宽度增加;随着既有隧道埋深增加,隆起变形减小,隆起拱宽度变化不明显。

三反射镜准光腔Smith-Purcell辐射的研究

三反射镜准光腔作为一种特殊准光谐振系统在特定模式具有较小的衍射损失,同时能有效提高电子注与高频场的互作用效率;采用中等能量的相对论环状电子注激励轴对称的、带有绕射光栅的三反射镜准光谐振系统可以得到相干Smith-Purcell辐射。采用2.5维全电磁粒子模拟程序对该器件进行了粒子模拟,在输入电压为50kV,输入电流为39.4A时,得到频率为97.2GHz,峰值功率为8kW的相干Smith-Purcell辐射输出。

太赫兹成像准光学系统设计

为了设计出适用于太赫兹波段成像的光学系统,综合分析了各种成像系统的特点,其中离轴三反射式光学系统具有独特的优势。通过对离轴三反射式光学系统的设计原理、设计方法和步骤的详细介绍,利用ZEMAX光学设计软件,通过编写简单的ZPL宏指令以及光阑和视场离轴,设计了工作在太赫兹波段、入瞳大小250mm、瞬时视场1mrad、焦距800mm、F数3.2的系统,实现了可用于太赫兹波段无中心遮拦的离轴三反射式准光学成像系统设计。

镜像对称缓变准周期结构一维光子晶体的缺陷模

利用传输矩阵方法,研究了镜像对称缓变准周期结构一维光子晶体的缺陷模。结果表明,当镜像对称缓变准周期结构一维光子晶体的周期数增加时,禁带宽度逐渐展宽;引入缺陷后,出现缺陷模,缺陷模的波长随缺陷层厚度增加和缺陷层介质折射率的增大而向长波方向移动。

基于镜像法的堤坝拟流场主要物理量分布特征分析

拟流场法是探测堤坝渗漏的一种方法,已经得到了广泛应用,但是限于目前对实际堤坝工程拟流场主要物理量分布规律的认知程度,探测过程中有一些"异常"现象还不能给出解释,甚至导致探测结果误判。采用镜像法在理论层面上研究了多介质拟流场,给出了电位、电场强度分布特征,成果丰富了流场法理论,对正确应用拟流场法具有现实意义。

118GHz高功率回旋管准光模式变换器的设计

本文设计了一种应用于高功率回旋管中的准光模式变换器。该模式变换器的工作频率为118GHz,工作模式为TE22,6模。通过编写程序对螺旋波纹波导辐射器进行了参数优化与数值仿真计算,获得了辐射器辐射口径上的标量模式纯度和矢量模式纯度分别为97.8%和95.6%;对准光模式变换器镜面系统进行了设计,给出了镜面系统的参数,输出窗处的高斯模式纯度达到了95.08%;整个准光模式变换器的模式变换效率为89.51%,功率传输效率为94.96%。

抛物反射镜对高斯束变换特性的研究

在准光技术的研究和应用中,利用解析公式设计准光系统具有方便快捷的优点。采用解析公式设计透镜和椭球反射镜组成的准光系统都得到与实际吻合的良好结果。但在使用解析公式计算抛物反射面对高斯束的变换特性时存在较大误差,不满足设计抛物面组成的准光系统的要求。为解决此问题,在Ka波段利用CST全波分析软件对高斯束经抛物面镜的变换特性进行大量仿真并进行相关的数据处理,对经典解析公式进行了校正。校正后的公式对于在Ka波段和W波段的高斯束斜入射抛物面镜问题上的计算结果与全波仿真结果有较好吻合,可以用于设计相关准光系统,同时也消除了使用全波仿真软件带来的耗时长及占用计算机空间大等问题。

Asymmetrical mirror optimization for a 140 GHz TE_(22,6) quasi-optical mode converter system

We introduce an asymmetrical mirror design to a 140 GHz TE_（22,6） quasi-optical（QO） mode converter system to correct the asymmetry of the beam＇s field distribution caused by the Denisov launcher. By such optimization, the output beam with better symmetrical distribution is obtained at the system＇s output window. Based on the calculated results,the QO mode converter system＇s performance is already satisfying without iterative phase correction. Scalar and vector correlation coefficients between the output beam and the fundamental Gaussian beam are respectively 98.4% and 93.0%,while the total power transmission efficiency of the converter system is 94.4%. The assistance of optical ray tracing to the design of such QO mode converters is introduced and discussed as well.

新型高功率激光加工用激光光束展宽方法的探索性研究

探索性地提出了一种基于新型扇形类抛物面聚焦镜的高功率激光加工用激光光束的展宽方法,并对该方法的实现原理和光路设计进行了研究与相关实验验证。根据几何光学原理,采用光线追迹的方法,对实际激光光束经新型光束展宽系统变换后的聚焦特性进行了分析。理论结果表明,通过光束展宽系统变换后,能够将原始圆形激光束连续扫描展宽为光强分布均匀的大尺寸（20-500 mm）弧形条状聚焦光斑。利用横流CO2激光器,对该光束展宽系统的实际光学变换特性进行了初步实验研究,实验结果与理论结果相符合。

类矩形盾构隧道开挖引起邻近地下管线变形研究

盾构隧道开挖环境影响的既有成果针对圆形盾构隧道施工效应做了较多研究,但针对类矩形盾构隧道施工效应的研究还较少。基于类矩形盾构隧道开挖面收敛位移变形模式,首先采用镜像法,提出类矩形盾构隧道施工诱发周围土体自由场位移的分析方法;其次,基于Winkler地基模型,将土体自由位移场施加于地下管线结构,提出类矩形盾构隧道施工诱发邻近管线变形的简化计算方法。通过工程实例分析,将土体自由场变形与实测数据进行对比验证;同时,采用有限元数值模拟方法,将管线竖向变形计算结果与本文简化方法进行对比分析。此外,针对隧道矩形长边宽度、隧道和管线埋深、管线直径、管线弹性模量、土体压缩模量、土体损失间隙参数等关键参数进行了影响分析。研究结果表明,采用类矩形盾构开挖面整体下沉收敛模式,镜像法解答得到的土体自由场位移与实测值吻合较好;提出的简化方法计算邻近既有管线变形的理论计算值与数值模拟值吻合较好。通过参数分析,可知隧道矩形长边宽度、管线埋深和管线弹性模量为敏感性参数。随着盾构矩形长边宽度的增大,管线变形曲线槽宽度显著增大;随着管线埋深的增加,管线变形显著增大;随着管线弹性模量的增大,管线变形显著减小。

辅镜全息振动分析

提出了辅镜全息三维振动分析的新技术，论述了辅镜时间平均全息干涉图的光强分布规律，阐明了该技术在作三维振动分析时的解法以及借助于准同位辅助物体全息术提取参考光虚点光源振幅信息的方法，从理论上分析了辅镜全息干涉图的零级明纹位置问题．

特殊三反射镜太赫兹波段准光腔回旋管的动力学理论

基于回旋管线性理论,运用Laplace变换和留数定理的方法,在线性Vlasov-Maxwell方程组的框架下,研究了特殊三反射镜准光腔回旋管的动力学理论.导出了注-波互作用功率、频偏和起振电流公式,运用MATLAB进行了数值运算.结果表明,这种回旋管工作于高次谐波状况下能有较高的互作用功率,具有工作于太赫兹波段的潜力.