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外腔式双波长喇曼激光器的耦合波理论
1
作者 王聪 吕冬翔 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期579-586,共8页
为了对基于喇曼晶体的主要喇曼频移模和次级喇曼频移模的外腔式双波长喇曼激光器进行理论分析,采用光场的波动方程和喇曼晶体中振动波的阻尼谐振子波方程推导出了描述基频光、喇曼光1和喇曼光2的耦合波方程组,通过引入归一化参量对耦合... 为了对基于喇曼晶体的主要喇曼频移模和次级喇曼频移模的外腔式双波长喇曼激光器进行理论分析,采用光场的波动方程和喇曼晶体中振动波的阻尼谐振子波方程推导出了描述基频光、喇曼光1和喇曼光2的耦合波方程组,通过引入归一化参量对耦合波方程组进行了归一化,并数值分析了输出镜反射率和归一化参量对外腔式双波长喇曼激光器性能的影响。结果表明,选择对主要频移模反射率小于0.5且对次级频移模反射率大于0.5的输出镜、两个喇曼振动模的增益系数相差不大的喇曼晶体,适当提高入射基频光的脉冲宽度可以提高次级喇曼频移模的转化效率,可实现有效双波长运转。所提出的归一化耦合波理论可以作为分析外腔式双波长喇曼激光器的辅助工具。 展开更多
关键词 激光器 长喇曼激光器 次级喇曼模 归一化耦合波理论
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光栅的标量衍射理论与耦合波理论的分析比较 被引量:24
2
作者 刘全 吴建宏 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2004年第2期31-34,共4页
光栅的标量衍射理论是计算衍射效率的一种近似方法 ;耦合波理论是分析光栅衍射的严格方法。本文详尽地分析了这两种方法在计算具体的光栅衍射问题时的异同 ,从中得出了有意义的结论 :光栅的标量衍射理论的近似是有条件的 ,光栅周期和光... 光栅的标量衍射理论是计算衍射效率的一种近似方法 ;耦合波理论是分析光栅衍射的严格方法。本文详尽地分析了这两种方法在计算具体的光栅衍射问题时的异同 ,从中得出了有意义的结论 :光栅的标量衍射理论的近似是有条件的 ,光栅周期和光栅槽形就是影响这一近似条件的两大因素。 展开更多
关键词 光栅 标量衍射理论 耦合波理论 傅里叶变换 衍射效率
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基于严格耦合波理论的新型耦合光栅分析 被引量:5
3
作者 尤勐 黄战华 蔡怀宇 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期262-266,共5页
针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构,基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性,同时对光栅的工艺容差进行了分析,计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响.该光栅以波导板中内嵌的闪耀光栅锯齿面作基底,镀高折射率... 针对波导全息平视器中一种新型的耦合光栅结构,基于严格耦合波理论数值分析了其衍射特性,同时对光栅的工艺容差进行了分析,计算了膜厚、槽深、周期与入射波长对耦合效率的影响.该光栅以波导板中内嵌的闪耀光栅锯齿面作基底,镀高折射率的膜层后,覆盖锯齿状的金属膜层.计算结果表明:对于波长532,nm的TE偏振光,空气中0°入射的一级衍射效率可大于90%;当空气中入射光的纵向角在[-8°,12°]、横向角在[-15°,15°]内变化时,一级衍射效率可大于82%且保持平稳.该光栅可在波导全息平视器中,对大视场成像光束进行均匀、高效的耦合. 展开更多
关键词 光栅 衍射效率 严格耦合波理论
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高斯馈源的耦合波理论与实验研究 被引量:3
4
作者 李浩 钟哲夫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第10期1313-1316,共4页
 应用数值求解耦合波方程的方法,分析了馈源入射端的TE11模沿着各种不同形状渐变张角传输的情况下,馈源内各个模式之间的耦合关系及其口面辐射特性的变化。同时为验证理论和程序的正确性,选择了一个模型进行加工实测,测量结果与理论分...  应用数值求解耦合波方程的方法,分析了馈源入射端的TE11模沿着各种不同形状渐变张角传输的情况下,馈源内各个模式之间的耦合关系及其口面辐射特性的变化。同时为验证理论和程序的正确性,选择了一个模型进行加工实测,测量结果与理论分析具有较好的一致性。以此为基础,经过大量计算,初步得到了一个功率容量为1GW的准高斯馈源设计方案。 展开更多
关键词 高斯馈源 模式耦合 耦合波理论
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基于严格耦合波理论的周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质分析 被引量:1
5
作者 万玲玉 卢智勇 +2 位作者 廖洋 超亮芳 胡龙敢 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期117-122,共6页
采用严格耦合波理论,数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明:周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅,衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以... 采用严格耦合波理论,数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明:周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅,衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以布喇格角度入射并满足布喇格衍射条件时,0级衍射光能量随施加电场的增大周期性地转化到-1级的衍射光中,最大转化效率达100%,增大周期性极化铌酸锂晶体的长度可以有效地降低转换电压值;以布喇格角度入射但光传输不满足布喇格衍射条件时,0级衍射光和-1级衍射光不能进行100%的能量转换,同时调制的周期性受到破坏.以布喇格角的倍数角入射时,0级光能量可以转化到相应的其他较高衍射级次,其中奇倍数衍射级的最大转换效率可达100%.研究结果为基于PPLN的集成电光器件设计提供有价值的参考. 展开更多
关键词 周期性极化铌酸锂 电光效应 耦合波理论 布喇格衍射 衍射性质
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用耦合波理论求解渐变折射率光纤的传播常数和模式场 被引量:2
6
作者 王子华 吴智勇 《光子学报》 EI CAS CSCD 1997年第2期115-120,共6页
本文应用耦合波理论来计算任意渐变折射李光纤的传播常数和模场分布.将无限伸展的抛物型折射率分布光纤作为一个理想波导,任意径向不均匀折射率分布光纤便可以视作该理想波导的微扰,其模场可以展开成一组完备的理想波导模的叠加.然... 本文应用耦合波理论来计算任意渐变折射李光纤的传播常数和模场分布.将无限伸展的抛物型折射率分布光纤作为一个理想波导,任意径向不均匀折射率分布光纤便可以视作该理想波导的微扰,其模场可以展开成一组完备的理想波导模的叠加.然后,模场和传播常数可以通过耦合波方程求得.进一步将一阶微分方程组形式的耦合波方程变换成线性方程组,使计算过程大大简化.文中给出了数值计算结果,并将其与准确值进行了比较. 展开更多
关键词 耦合波理论 传输常数 光纤
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严格耦合波理论和Kogelnik耦合波理论近似比较 被引量:2
7
作者 殷庆琰 吴建宏 +1 位作者 钱国林 马幸华 《光学与光电技术》 2008年第4期25-28,31,共5页
将严格耦合波理论与Kogelnik近似理论比较,研究了Kogelnik理论的近似条件。以两种理论的衍射效率特性曲线的相关或衍射效率计算差别作为判断标准,分析Kogelnik耦合波理论的近似条件。分析结论表明,体全息的Kogelnik理论近似条件与条纹... 将严格耦合波理论与Kogelnik近似理论比较,研究了Kogelnik理论的近似条件。以两种理论的衍射效率特性曲线的相关或衍射效率计算差别作为判断标准,分析Kogelnik耦合波理论的近似条件。分析结论表明,体全息的Kogelnik理论近似条件与条纹密度、折射率调制度和介质厚度相关,其中反射体全息的近似条件还与条纹面倾角相关。 展开更多
关键词 耦合波理论 体全息 衍射效率
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二元光学耦合波理论
8
作者 毛文炜 付振海 +1 位作者 邬敏贤 金国藩 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第S1期165-169,共5页
对于特征尺寸是波长或亚波长量级的二元光学器件,耦合波理论是一种严格的矢量衍射分析方法。本文系统地介绍这一理论,为突出其与矢量模态方法在理论意义上的等价,从模态理论解的形式出发,利用模态本征方程系数矩阵的对称性,将传播... 对于特征尺寸是波长或亚波长量级的二元光学器件,耦合波理论是一种严格的矢量衍射分析方法。本文系统地介绍这一理论,为突出其与矢量模态方法在理论意义上的等价,从模态理论解的形式出发,利用模态本征方程系数矩阵的对称性,将传播常数民分离,从而将亥姆霍兹方程的解写成振幅在变化的谐波形式。在此基础上引入状态变量,导出状态方程,并以线性系统理论解出此方程进而得到全解。耦合波理论是一种应用面比较广泛,使用较为简单的方法。由于它是基于付立叶分析的方法,基本问题是维数的选取及收敛性,计算实例表明,这个理论对于矩形介质光栅的计算分析较为有效,而对于矩形金属光栅TM(E模)偏振的计算分析,其收敛是很慢的。 展开更多
关键词 二元光学 耦合波理论 计算分析 收敛性 状态方程 二元光学器件 金属光栅 模态方法 本征矢量 微分方程
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基于DL模型与时域耦合波理论的PCA THz调制机理研究 被引量:1
9
作者 熊中刚 邓琥 +1 位作者 熊亮 尚丽平 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期743-748,共6页
太赫兹电导天线是太赫兹源或探测器的最常用器件之一。针对太赫兹波与金属微结构之间的相互作用效应以及远场辐射调制机理问题,本文提出了基于DL模型与时域耦合波理论的光电导天线太赫兹波调制机理研究。在工形光电导天线上引入金属微结... 太赫兹电导天线是太赫兹源或探测器的最常用器件之一。针对太赫兹波与金属微结构之间的相互作用效应以及远场辐射调制机理问题,本文提出了基于DL模型与时域耦合波理论的光电导天线太赫兹波调制机理研究。在工形光电导天线上引入金属微结构,采用DL模型理论求解瞬态电流以及时变电磁场,并经由格林函数处理后实现PCA THz的远场辐射;同时建立了瞬态电流和局域电磁模式之间的耦合模型,利用时域耦合波理分析了微结构光导天线THz波辐射的机理。研究结果表明:本文引入的微结构改变了等效模型的辐射阻抗,局域电磁模式能够存储能量6 ps后通过调整结构间的耦合系数以散射损耗形式释放出来;且存在耦合作用时,组合微结构对应共振频率处的辐射得到极大增强,该结论为后续光导天线结构设计和太赫兹波辐射调制奠定重要基础。 展开更多
关键词 太赫兹调制 光电导天线 DL模型 时域耦合波理论 局域电磁模式
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基于严格耦合波理论的亚波长光栅优化设计 被引量:2
10
作者 夏纪朝 黄元申 朱冬月 《光学仪器》 2010年第6期40-44,共5页
亚波长衍射光栅的衍射效率不但与入射光的特性有关,而且与光栅结构和折射率等参数有关。采用严格耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率公式进行了推导,对不同光栅结构参数(周期、槽深,占空比)和光栅脊、槽的折射率的亚波长衍射光栅的衍射... 亚波长衍射光栅的衍射效率不但与入射光的特性有关,而且与光栅结构和折射率等参数有关。采用严格耦合波理论对亚波长光栅的衍射效率公式进行了推导,对不同光栅结构参数(周期、槽深,占空比)和光栅脊、槽的折射率的亚波长衍射光栅的衍射效率进行了数值计算并用MatLab软件进行仿真模拟,光栅槽深与周期的比值为0.425,占空比为0.507,并且光栅脊、光栅槽的折射率为2.37时,得到具有最佳滤波和衍射效果的亚波长光栅的优化结构。 展开更多
关键词 长光栅 严格耦合波理论 优化设计
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基于耦合波理论的体全息光栅衍射效率计算
11
作者 薛金戈 《电子元器件应用》 2010年第11期78-81,共4页
基于耦合波理论,对反射体全息光栅的衍射效率进行了计算。给出了体全息图的边界条件,同时对基于耦合波理论的体全息光栅衍射效率的计算结果进行了分析。以便能为制作具有高衍射效率,低噪声的全息光栅做好准备。
关键词 耦合波理论 反射体全息光栅 衍射效率
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基于耦合波理论的三维电场反演算法
12
作者 宋思陶 王杉杉 李建权 《仪表技术》 2020年第9期27-30,36,共5页
提出了一种测量空间三维电场方向的测量方法,设计了利用单个BGO晶体,三条光路的电场方向测量装置。通过对线性电光效应耦合波理论内容的研究,利用MATLAB软件编写了相关仿真程序,分析了电光效应的过程。在块状晶体中设置波长不同、入射... 提出了一种测量空间三维电场方向的测量方法,设计了利用单个BGO晶体,三条光路的电场方向测量装置。通过对线性电光效应耦合波理论内容的研究,利用MATLAB软件编写了相关仿真程序,分析了电光效应的过程。在块状晶体中设置波长不同、入射方向不同的三条光路,分别计算空间各方向电场对光路出射光强度的调制结果,建立对应光路的输出光强度空间分布数据库。在测量电场方向时,利用各光路出射光强度测量值在数据库中进行坐标有序匹配确定外电场方向。测量系统无源,响应时间短、精度高。实现了理论上对电场强度不变的情况下,三维电场方向的测量。 展开更多
关键词 三维电场方向测量 线性电光效应耦合波理论 光学电场传感器
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基于严格耦合波理论的宽光谱金属介质膜光栅衍射特性分析 被引量:10
13
作者 孔伟金 王书浩 +4 位作者 魏世杰 云茂金 张文飞 王心洁 张蒙蒙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期356-362,共7页
基于严格耦合波理论建立了金属介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE模式金属介质膜光栅衍射效率的表达式.以-1级衍射效率和工作带宽为评价函数,对金属介质膜光栅的表面浮雕结构进行了优化设计.对于800nm和1053nm为中心的TE波,设计的金属... 基于严格耦合波理论建立了金属介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE模式金属介质膜光栅衍射效率的表达式.以-1级衍射效率和工作带宽为评价函数,对金属介质膜光栅的表面浮雕结构进行了优化设计.对于800nm和1053nm为中心的TE波,设计的金属介质膜光栅-1级衍射效率优于97%的工作带宽分别达到130nm和150nm,最后讨论了设计的宽光谱高衍射效率金属介质膜光栅的制备工艺容差.此研究对于提高脉宽压缩光栅的性能具有重要的意义. 展开更多
关键词 衍射效率 金属介质膜光栅 严格耦合波理论
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基于严格耦合波理论的多层介质膜光栅衍射特性分析 被引量:10
14
作者 孔伟金 云茂金 +3 位作者 孙欣 刘均海 范正修 邵建达 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期4904-4910,共7页
基于严格耦合波理论建立了多层介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE波自准直条件下多层介质膜光栅衍射效率的表达式.以-1级衍射效率为评价函数,分析了表面浮雕结构分别为HfO2和SiO2材料的介质膜光栅获得衍射效率优于96%的结构参数.数值... 基于严格耦合波理论建立了多层介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE波自准直条件下多层介质膜光栅衍射效率的表达式.以-1级衍射效率为评价函数,分析了表面浮雕结构分别为HfO2和SiO2材料的介质膜光栅获得衍射效率优于96%的结构参数.数值计算表明,顶层材料为HfO2的介质膜光栅具有更宽的结构选择范围.最后分析了介质膜光栅的制备容差和允许的入射角度范围. 展开更多
关键词 衍射效率 多层介质膜光栅 严格耦合波理论
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双折射晶体中旋光效应的耦合波理论 被引量:4
15
作者 许婕 陈理想 +2 位作者 郑国梁 王红成 佘卫龙 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期4615-4621,共7页
与传统的旋光效应理论不同,采用三阶赝张量κj(2kl)描述旋光现象,并将相关的电极化强度作微扰处理,直接从Maxwell方程组出发推导出了双折射晶体中自然旋光效应的耦合波方程组并得到解析解.该解析解包含了已有的旋光效应宏观理论结果,可... 与传统的旋光效应理论不同,采用三阶赝张量κj(2kl)描述旋光现象,并将相关的电极化强度作微扰处理,直接从Maxwell方程组出发推导出了双折射晶体中自然旋光效应的耦合波方程组并得到解析解.该解析解包含了已有的旋光效应宏观理论结果,可方便地用于描述任意偏振态的单色光波在任意点群的双折射旋光晶体中沿任意方向的传播行为.最后,以石英晶体为例,通过对出射光波的偏振态分析,研究了波矢失配对旋光效应的影响. 展开更多
关键词 耦合波理论 旋光效应 非线性光学
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运用严格耦合波理论计算平面电介质光栅的衍射效率 被引量:4
16
作者 张思炯 王涌天 华宏 《光学技术》 CAS CSCD 1998年第1期2-6,12,共6页
本文阐述了严格耦合波理论的基本思想。针对横电波的情况,详细分析了运用严格耦合波理论实现光栅衍射效率计算的方法,并且进一步给出了编制计算衍射效率程序的步骤。通过一个具体计算实例表明:各衍射级分布的光能量之和等于入射光的... 本文阐述了严格耦合波理论的基本思想。针对横电波的情况,详细分析了运用严格耦合波理论实现光栅衍射效率计算的方法,并且进一步给出了编制计算衍射效率程序的步骤。通过一个具体计算实例表明:各衍射级分布的光能量之和等于入射光的能量,满足能量守恒定律,从而证实了计算结果的正确性。 展开更多
关键词 严格耦合波理论 光栅 衍射效率 电介质
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基于严格耦合波理论的蝴蝶鳞翅分级结构光学特性研究 被引量:2
17
作者 杨雪峰 史铁林 +2 位作者 左海波 江轩 廖广兰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期291-297,共7页
Morpho蝴蝶的颜色效应是由蝴蝶鳞翅上特殊的分级微纳结构与光发生干涉、衍射和散射等作用引起的,是一种典型的结构色。以严格耦合波理论(RCWA)为基础,借助光学衍射结构综合设计工具,建立了仿蝴蝶鳞翅分级结构的二维模型,系统分析了底层... Morpho蝴蝶的颜色效应是由蝴蝶鳞翅上特殊的分级微纳结构与光发生干涉、衍射和散射等作用引起的,是一种典型的结构色。以严格耦合波理论(RCWA)为基础,借助光学衍射结构综合设计工具,建立了仿蝴蝶鳞翅分级结构的二维模型,系统分析了底层电介质单元横向周期占空比、纵向相邻电介质单元宽度差值、介质层纵向周期占空比以及脊柱与基底之间夹角等结构参数对Morpho蝴蝶鳞片光学特性的影响。揭示了蝴蝶鳞翅结构色的显色机理,为具有环境检测功能的仿生微纳结构和器件的设计、制造和应用提供了理论指导。 展开更多
关键词 生物光学 光学特性 严格耦合波理论 Morpho蝴蝶 分级结构
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圆波导-矩形波导小孔耦合定向耦合器设计 被引量:14
18
作者 曹乃胜 罗勇 王建勋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期637-640,共4页
设计了圆波导-矩形波导通过小孔耦合的定向耦合器装置,应用于高功率微波器件输出功率测量。利用弱耦合波理论分析了单孔耦合,对单孔耦合进行了理论分析和数值计算,并在HFSS中模拟了中心频率34 GHz、耦合度-40 dB的TE01-TE10单孔耦合,将... 设计了圆波导-矩形波导通过小孔耦合的定向耦合器装置,应用于高功率微波器件输出功率测量。利用弱耦合波理论分析了单孔耦合,对单孔耦合进行了理论分析和数值计算,并在HFSS中模拟了中心频率34 GHz、耦合度-40 dB的TE01-TE10单孔耦合,将数值计算结果和模拟结果进行了对比,两者最大差值为0.4 dB,相对误差近1%,从而证实理论分析和数值计算的正确性,证实了此种单孔耦合器不具备定向耦合的条件。在单孔耦合的基础上利用相位叠加原理详细分析了多孔定向耦合阵列原理,得出多孔耦合器且满足反向相位相消的条件才具备定向耦合;为设计此种定向耦合器提供了设计理论和参考依据。在实际加工中只要给出标定的耦合度和方向性系数就可以确定耦合孔尺寸。 展开更多
关键词 小孔耦合 多孔定向耦合 高功率微测量 耦合波理论 功率耦合
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重叠体光栅相干组束的耦合波分析 被引量:3
19
作者 楚兴春 占生宝 +2 位作者 赵尚弘 胥杰 吴卓亮 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期109-114,共6页
目前基于重叠体光栅的相干组束系统还没有完整的理论模型和参数分析,针对这个问题,本文采用耦合波理论,建立了比较完整的基于重叠体光栅的双光束组束模型,给出了各光束在重叠体光栅内传播的解析解。模型表明,基于重叠体光栅的双光束组... 目前基于重叠体光栅的相干组束系统还没有完整的理论模型和参数分析,针对这个问题,本文采用耦合波理论,建立了比较完整的基于重叠体光栅的双光束组束模型,给出了各光束在重叠体光栅内传播的解析解。模型表明,基于重叠体光栅的双光束组束系统其输出光强受两入射光的振幅和位相、体光栅间的相移和折射率调制振幅、光栅厚度、失谐量等多个光学参数的影响。通过数值计算,详细分析了各光学参数对组束结果的影响。最后总结了设计高效重叠体光栅相干组束系统时必须遵循的条件,如必须对光栅厚度进行优化、各光栅的折射率调制振幅必须相同、保证失谐量足够小等。 展开更多
关键词 激光技术 相干组束 重叠体光栅 耦合波理论
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半径渐变同轴波导模式耦合系数研究 被引量:1
20
作者 袁成卫 钟辉煌 +1 位作者 刘庆想 钱宝良 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1251-1255,共5页
为了用耦合波理论研究一些同轴结构的高频特性,推导了半径渐变同轴波导内模式耦合系数的计算公式,发现半径渐变圆波导模式耦合系数只是同轴波导模式耦合系数的特例。对同轴波导中的模式及其本征方程根的特点进行了讨论,通过建立同轴波... 为了用耦合波理论研究一些同轴结构的高频特性,推导了半径渐变同轴波导内模式耦合系数的计算公式,发现半径渐变圆波导模式耦合系数只是同轴波导模式耦合系数的特例。对同轴波导中的模式及其本征方程根的特点进行了讨论,通过建立同轴波导模式和矩形波导模式之间的对应关系,给出了同轴波导模式本征方程根的快速计算方法。对所给模式耦合系数公式进行了验证,耦合波理论计算结果与有限元方法计算结果吻合良好。 展开更多
关键词 高功率微 同轴 耦合波理论 模式耦合系数
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