截断高斯光束的光束传输因子和焦移

采用三种不同束宽定义方法：熵束宽、环围功率和渐近分析法，研究比较了截断高斯光束的光束传输因子（M^2因子）和高斯光束通过光阑-透镜分离光学系统的焦移．结果表明，随截断参数艿的增大，三种方法计算的δ因子差异变小．当δ≥2．1时其M^2因子都趋于1，且三种方法计算的相对焦移亦相等。     

一维线阵离轴高斯光束的远场发散角和方向性

根据广义惠更斯-菲涅尔原理,采用积分变换,推导出一维线阵离轴高斯光束通过自由空间传输的远场发散角解析式,以研究其远场发散角的特性和方向性.研究表明:一维线阵离轴高斯光束的远场发散角随子光束数目增加和子光束相对间距减小而减小;当子光束数目和相对间距增大到一定值后,远场发散角变化缓慢;在一定条件下,一维线阵离轴高斯光束与单束高斯光束具有相同的方向性.     

用二阶矩法研究复宗量正弦-高斯光束的焦移

根据Collim公式，研究了复宗量正弦-高斯光束通过薄透镜的聚焦特性，发现聚焦复宗量正弦．高斯光束的轴上光强为零．用二阶矩法推导出了复宗量正弦-高斯光束的束腰宽度及其位置的解析表达式，用此表达式可计算复宗量正弦-高斯光束的焦移．作为特例，给出了聚焦正弦-高斯光束和聚焦双曲正弦．高斯光束的相对焦移解析表达式．研究表明，相对焦移与光学系统参数、光束参数以及菲涅耳数有关．当光束的入射面与透镜的距离取适当值时，会出现无焦移现象．     

160Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.     

光脉冲在LOA-XGM中传输的特性

为了验证线性光放大器的性能，建立了光脉冲在LOA中传输的理论模型，分析了放大器处于增益饱和状态下交叉增益调制效应对传输脉冲的影响、脉冲在LOA中传输的特性，以及不同脉宽对于增益、载流子密度和寿命的影响．结果表明：在相同的信号脉冲峰值增益下，增大抽运光功率或减小探测光功率均使输出脉冲峰值减小；当抽运光功率小于（大于）0．5mW时，输出脉冲上升时间随探测光功率的增加而增加（减小）；随着输入脉冲波长增加，输出脉冲上升时间变长，峰值功率变小；输入脉冲越宽，对载流子密度及其寿命和增益的影响越小．     

强流束在三圆筒单透镜中的传输研究

强流脉冲束在三圆筒单透镜中的传输是一个相当复杂的问题,因为不同类型的粒子束分布产生不同的空间电荷场,而在束流运动过程中,空间电荷场也在不断地变化,而且粒子运动的轨迹与空间电荷势又是相互依赖的,因此需要求得一个自洽的解.对于强流脉冲束在三圆筒单透镜中的传输,束流的空间电荷效应显著,需要考虑空间电荷效应对束流传输的影响.采用矩阵法分析非强流脉冲束流与强流脉冲束流在三圆筒单透镜中的传输矩阵,采用迭代方法计算强流脉冲束流的空间电荷效应对束流传输的影响,并编写了束流在三圆筒单透镜等元件中传输的计算程序.程序在进行模拟计算时,可以直观地显示束流相图、束流包络线等图形     

双曲正弦平方——高斯光束的聚焦特性

引言 在一些实际应用中，要求功率密度更高、光斑更小的光束，而光束的聚焦则是提高光束功率密度、减小光束光斑的重要手段之一，因而强激光技术领域中光束的聚焦特性成为人们感兴趣的研究课题之一。光束聚焦场的光强分布、焦移和光束的束宽是研究光束聚焦特性的重要内容。自Casperson等通过直接解赫姆霍兹方程得到了正弦类高斯光束后，人们对双曲余弦一高斯光束的特性已进行了详细的研究和讨论。     

部分相干平顶光束空间相干度的传输方程及特性

根据惠更斯-菲涅耳原理,导出了部分相干平顶光束在自由空间中光束空间相干度的传输方程,并通过数值计算研究了光束空间相干度的传输特性,研究表明,部分相干平顶光束空间相干度会出现振荡和相位奇异现象;随光束相关长度和光束阶数的减小,光束空间相干度的振荡减弱,相位奇异点减少;随光束传输距离的增大,光束空间相干度的振荡增强,相位奇异点增多,且宽度增大,即光束的空间相干性变好;光束空间相干度宽度与光强宽度的关系与光束阶数和光束传输距离无关,仅与光束相关长度有关。     

贝塞尔高斯光束通过硬边光阑的衍射损耗

对无衍射光束－贝塞尔高斯光束通过硬边光阑时的功率损耗作了研究,给出了普适的损耗公式。作为应用举例,对零阶贝塞尔高斯光束通过圆孔硬边光阑时的衍射损耗作了详细的计算。对计算结果进行了分析和讨论。该方法还可用于其它光束通过硬边光阑的衍射损耗计算。     

光脉冲信号在海水中传输的多径效应研究

采用修正Henyey-Greenstein函数表示海水的散射相位函数,利用半解析Monte Carlo方法计算了光脉冲信号在海水中传输的多径时间扩展效应.由于采用光学厚度的传统归一化方法不能较好地反映不同海水介质散射函数状况,本文提出了一种新的归一化数据分析方法,利用介质的有效散射厚度代替光学厚度.仿真结果表明在不同海水深度、不同海水条件下的光束多径效应具有同样的形式.海水参数会影响多径时间扩展分布的高度和宽度.多径扩展时间达到数百ns.此外,在不同散射特性海水条件下,如果海水有效散射厚度相同,则多径时间扩展分布基本相同.     

用于阵列波导光栅设计的傅里叶光学修正算法

以傅里叶光学为基础,应用菲涅耳-惠更斯原理推导出了用于设计阵列波导光栅解复用器的数学模型;分析了菲涅耳近似条件对光场在自由传输区进行高斯远场衍射的影响;提出了一种基于四阶量化误差的修正算法,并和传统的傅里叶光学法及StigmaticPoints法进行了比较分析;设计了一个具有0.4nm通道间隔的1×256信道阵列波导光栅解复用器,结果表明,得到的器件参数与实际设计值相吻合.     

高斯光束成象公式和放大率公式在光纤耦合问题中的应用

本文推导了高斯光束成象公式和放大率公式并应用它们于光纤耦合问题的研究。     

半椭圆表面裂纹前缘任意点处J_x与J_y的关系

本文利用三维J积分的定义导出了半椭圆表面裂纹前缘任意点处沿长轴和短轴方向J积分之间的关系。一些半椭圆表面裂纹问题的计算表明本文给出的关系式简单、有效。     

体外预应力高强混凝土两跨连续梁模型试验

为研究预应力和混凝土材料对高强度混凝土体外预应力连续梁的力学行为的影响，设计并完成了4片体外预应力高强度混凝土连续梁模型的静载试验，试验结果表明；体外预应力连续梁的裂缝分布和发展规律与无粘结预应力梁相似，采用钢纤维提高负弯矩区的开裂载荷是有效的，而且利用钢纤维增强可在一定程度上限制裂缝发展并在卸载后使裂缝闭合，普通钢筋对分散裂缝和限制裂缝发展有利。     

带阻尼失谐周期多跨连续梁的振动局部化问题

利用传递矩阵法分析研究了带阻尼失谐周期多跨梁中的振动局部化现象,将阻尼和失谐对于近周期结构的动力性能的影响进行了比较,并分析了两者同时存在时引起的综合效应与它们各自的影响之间的关系．结果表明：在无阻尼周期结构中处于“通频”范围内的振动能够传遍整个结构而不会发生衰减,但当结构中存在阻尼或失谐时,同样的振动在传播过程中将会发生指数衰减．     

软岩高边坡多级框架锚杆设计计算方法

针对加固软岩高边坡多级锚杆框架现有设计计算方法的不足,基于多级框架锚杆加固边坡机理,确定不同的边坡破坏模式.在此基础上,在给定的设计安全系数下,通过分析边坡稳定性确定锚杆设计拉力;进而考虑锚杆与框架梁以及框架梁与坡体之间的相互作用,根据静力平衡和变形协调关系并采用Winkler地基模型计算梁的设计内力;由此建立了多级框架锚杆的一种新的设计计算方法,并通过室内模型试验验证了所提方法的合理性.研究结果表明,作用于各级坡框架梁的坡体压力,整体上具有“中间大,两端小”的抛物线型分布特点.      

瑞利面波椭圆极化在盾构隧道地层扰动探测中的应用

为解决传统物探方法在城市盾构隧道工程中难以对地层扰动达到较好探测和监测目的，提出了主动源瑞利面波椭圆极化方法. 采用二维有限元数值模拟对实际盾构隧道施工背景下的地层情况进行全波场正演模拟，并对其波场传播、速度频散和椭圆极化频散等特征进行分析；结合工程实例，进一步将椭圆极化方法和传统速度频散方法进行对比研究. 研究结果表明:主动源瑞利面波椭圆极化方法在探测地下介质结构分布及监测地下空洞等异常结构的变化方面具有和传统速度频散方法同样的探测效果，但由于其不需要长大检波器排列，对周围环境震动等噪声抗干扰能力相对较强，因此更适合城市等场地受限和具有一定震动和噪声干扰的环境，从而具有更广阔的应用前景.