二信道光子晶体滤波系统

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作者 刘杰 卢辉东 +5 位作者 赵俊 董杰 胡延梅 温建蓉 邢琪 李鹏辉 《光学精密工程》 北大核心 2025年第8期1190-1201,共12页

根据耦合模理论和线缺陷波导、点缺陷谐振腔的控光特性,在二维四方晶格光子晶体中设计了一种由主波导、两个下载波导、两个谐振腔和两个反射腔组成的二信道滤波系统。基于平面波展开法计算了完整光子晶体、线缺陷波导的能带结构,分析了... 根据耦合模理论和线缺陷波导、点缺陷谐振腔的控光特性,在二维四方晶格光子晶体中设计了一种由主波导、两个下载波导、两个谐振腔和两个反射腔组成的二信道滤波系统。基于平面波展开法计算了完整光子晶体、线缺陷波导的能带结构,分析了点缺陷谐振腔的模态分布。基于时域有限差分法研究了滤波系统的传输特性,分析了反射壁、反射腔到谐振腔所在参考平面的距离取值呈线性变化时对系统下载效率的影响,并给出透射率峰值随它们的变化规律。根据计算结果指导滤波系统的仿真设计,模拟结果表明:该滤波系统能够把波长为λ_(1)=1 561.2 nm,λ_(2)=1 570.5 nm的光信号较为精准地耦合到各自下载波导中,对应的透射率分别为98.9%,97.2%,半峰全宽分别为3.3 nm,3.5 nm,品质因子分别为473,449,波长间隔为Δ_(λ)=9.3 nm。该滤波系统的尺寸为20.88μm×22.04μm,设计结构简单,工作波长容易调节,有利于大规模集成,可以为光通信领域光路集成设计提供一定的理论基础和思路。 展开更多

关键词 耦合模理论 波导 点缺陷谐振腔 平面波展开法 时域有限差分法 滤波器

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基于时域边界元法研究应力波在弹塑性半平面域的传播

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作者 刘建成 李宏军 +1 位作者 赵峰 雷卫东 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第29期12347-12355,共9页

研究弹塑性半平面域应力波传播问题,对于预测和评估工程动力活动中产生的环境振动具有重要的价值。为精确模拟应力波在弹塑性半平面域介质的传播,基于全空间域基本解的弹塑性动力学半平面问题的时域边界元法建立积分方程,仅需对边界和... 研究弹塑性半平面域应力波传播问题,对于预测和评估工程动力活动中产生的环境振动具有重要的价值。为精确模拟应力波在弹塑性半平面域介质的传播,基于全空间域基本解的弹塑性动力学半平面问题的时域边界元法建立积分方程,仅需对边界和屈服域划分网格,对半无限边界构建了一个能够随着应力波的传播实时调整大小的自适应半无限边界单元,该单元外侧结点恰好位于应力波波前位置,从而完全考虑半无限域对应力波传播的影响。以承受爆炸荷载的含半圆柱形沟槽的弹塑性半平面问题作为算例进行了验证,将计算结果与有限元法、弹性时域边界元法、普通弹塑性时域边界元法模拟的结果进行了综合对比,结果表明,该方法能够有效模拟半无限域对应力波传播的影响,在少量网格离散的前提下精确模拟了应力波在弹塑性半平面域中的传播问题。 展开更多

关键词 自适应半无限边界单元 弹塑性半平面问题 应力波传播 时域边界元法

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P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法 被引量：30

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作者 赵密 杜修力 +1 位作者 刘晶波 韩强 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期84-90,共7页

刘晶波和王艳提出了一种弹性水平成层半空间中平面P-SV波斜入射时平面内自由波场时域计算的一维化有限元方法,该方法采用黏性人工边界条件近似地模拟下部基岩半空间的辐射阻尼,可导致平面P-SV波以大角度入射时自由场计算精度降低。本文... 刘晶波和王艳提出了一种弹性水平成层半空间中平面P-SV波斜入射时平面内自由波场时域计算的一维化有限元方法,该方法采用黏性人工边界条件近似地模拟下部基岩半空间的辐射阻尼,可导致平面P-SV波以大角度入射时自由场计算精度降低。本文提出一种精确模拟基岩半空间辐射阻尼的人工边界条件。由于基岩半空间中外行波是传播方向已知的平面P波和SV波,利用弹性介质的应力—位移本构关系建立了人工边界处应力与速度的阻抗边界条件;采用该人工边界条件替代黏性边界条件,改进了P-SV波斜入射时成层半空间自由场的时域算法。数值试验表明,与采用黏性边界条件的自由场算法相比,改进方法具有更高的计算精度,其计算结果与理论解吻合更好。 展开更多

关键词 成层介质 平面内波动 斜入射 时域数值算法 人工边界条件

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天线相位中心的测量和校准方法研究 被引量：8

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作者 李颖 王志雄 谭伟 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第S3期135-138,共4页

天线相位中心的精确测量和校准在某些高精度测量应用的场合非常重要,它能有效减少天线测量点不准带来的误差。本文介绍了一种天线相位中心的测量和校准方法,即采用球面近场的天线相位中心的测量方法并给出了天线相位中心的修正方法,采... 天线相位中心的精确测量和校准在某些高精度测量应用的场合非常重要,它能有效减少天线测量点不准带来的误差。本文介绍了一种天线相位中心的测量和校准方法,即采用球面近场的天线相位中心的测量方法并给出了天线相位中心的修正方法,采用该方法能准确测量和校准天线的相位中心。试验结果验证了该方法的可行性和准确性。 展开更多

关键词 相位中心 球面近场 测量 校准

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基于TDIE-FDTD混合算法的电磁环境效应分析 被引量：3

5

作者 覃宇建 王为 +1 位作者 周东明 刘培国 《现代电子技术》 2013年第21期157-162,共6页

电磁环境效应是在现代航空、航海、航天以及地面系统设计中必须考虑的因素。针对带有线缆结构的复杂系统的电磁环境效应问题,发展了一种时域积分方程(TDIE)和时域有限差分(FDTD)的混合方法,采用时域平面波(PWTD)加速的TDIE方法求解场问... 电磁环境效应是在现代航空、航海、航天以及地面系统设计中必须考虑的因素。针对带有线缆结构的复杂系统的电磁环境效应问题,发展了一种时域积分方程(TDIE)和时域有限差分(FDTD)的混合方法,采用时域平面波(PWTD)加速的TDIE方法求解场问题,高阶FDTD(2,4)方法求解线缆响应。数值算例表明了方法的有效性。 展开更多

关键词 电磁环境效应 线缆 时域积分方程 时域有限差分 时域平面波

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基于时域平面波算法快速求解电磁兼容特性 被引量：2

6

作者 王文举 周东明 +1 位作者 何建国 刘培国 《微波学报》 CSCD 北大核心 2009年第6期8-11,17,共5页

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术求解电大目标的电磁兼容问题时,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法(PWTD)加速求解TDIE,针对算法实现中3个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低... 基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术求解电大目标的电磁兼容问题时,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法(PWTD)加速求解TDIE,针对算法实现中3个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了内存需求,另一方面通过把PWTD算法中的传统投射方式,改为前向贡献式投射方式,大大减少了投射次数,并且更有利于时间点的对齐,因此提高了计算速度和精度。计算结果验证了该方法的可行性和高效性。 展开更多

关键词 时域积分方程 时域平面波 电磁兼容 快速算法

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基于时域平面波算法快速求解电大目标瞬态散射特性 被引量：1

7

作者 王文举 刘杰 +2 位作者 周东明 何建国 刘培国 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第2期327-331,共5页

基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术计算电大目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法(PWTD)加速求解TDIE,针对算法实现中三个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了... 基于电磁场时域积分方程(TDIE)数值技术计算电大目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大。应用时域平面波算法(PWTD)加速求解TDIE,针对算法实现中三个关键步骤,聚集、转移和投射,利用出射表和入射表进行改进。该方法一方面显著降低了内存需求,另一方面通过把PWTD算法中的传统投射方式,改为前向贡献式投射方式,大大减少了投射次数,并且更有利于时间点的对齐,因此提高了计算速度和精度。 展开更多

关键词 时域积分方程 时域平面波 电磁散射 快速算法 瞬态分析

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斜入射出平面自由波场勒让德谱元时域模拟方法 被引量：2

8

作者 谢志南 王立刚 +1 位作者 章旭斌 马完君 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期3467-3474,3484,共9页

远场地震作用下的复杂场地(复杂场地-城市建筑群耦合)地震响应时域分析需在计算截断边界给定自由平面波场输入。为规避边界节点时程存储带来的内存浪费和频繁读写导致并行计算效率低下等问题,有必要构建与地震响应时域分析相匹配的自由... 远场地震作用下的复杂场地(复杂场地-城市建筑群耦合)地震响应时域分析需在计算截断边界给定自由平面波场输入。为规避边界节点时程存储带来的内存浪费和频繁读写导致并行计算效率低下等问题,有必要构建与地震响应时域分析相匹配的自由平面波场时域模拟方案。面向基于勒让德谱元的复杂场地时域分析方法,以出平面波动为例,构建斜入射自由平面波场时域模拟方案。首先,给出平面波输入下自由波场计算问题的构建,基于勒让德谱元和显式积分格式建立了时空解耦离散方案,并利用解析算例验证了离散方案的精度与稳定性。其次,将该方案应用于四川、加州层状地下介质构造,对比了两个区域内地震波地壳放大效应的差异。结果表明:二者放大效应在中低频段存在系统性差异,在高频段趋于一致,定性解释了基于全球第二代地震动衰减关系预测汶川地震主震记录中长周期反应谱存在显著偏差的原因。最后,以地震动地形效应分析为例,阐述该方案与勒让德谱元、透射边界条件结合在近场外源波动问题模拟中的应用。 展开更多

关键词 自由场地震动 斜入射平面波 时域波动模拟 勒让德谱元

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滑行艇规则波中迎浪运动响应的时域解 被引量：3

9

作者 朱鑫 段文洋 +2 位作者 陈云赛 马山 陈纪康 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1094-1099,共6页

针对滑行艇耐波性预报必须考虑水动升力影响导致常规方法不适用的问题,采用基于线性长波假设的方法,考虑了瞬时波面对各水动力系数及波浪载荷的影响,给出了棱柱型滑行艇在规则波中迎浪运动响应的时域解.同时,在计算瞬时水动力系数和波... 针对滑行艇耐波性预报必须考虑水动升力影响导致常规方法不适用的问题,采用基于线性长波假设的方法,考虑了瞬时波面对各水动力系数及波浪载荷的影响,给出了棱柱型滑行艇在规则波中迎浪运动响应的时域解.同时,在计算瞬时水动力系数和波浪载荷时也考虑了升力效应.通过简化处理,将其应用于常规滑行艇的运动预报,并通过模型试验结果进行验证,计算值和试验值吻合较好,有较高的实际应用前景. 展开更多

关键词 滑行艇 规则波 运动响应 时域解 升力效应

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二维光子晶体负折射现象的研究 被引量：3

10

作者 史丽娜 李承芳 张飞 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第3期399-402,共4页

采用平面波展开法分析三角格子二维光子晶体中负折射现象出现的频率范围,然后用有限时域差分法模拟光在空气和二维三角格子光子晶体界面的折射行为,得到了负折射出现在群速度为负的频段的结论,并且详细比较了光子晶体中不同频率的负折... 采用平面波展开法分析三角格子二维光子晶体中负折射现象出现的频率范围,然后用有限时域差分法模拟光在空气和二维三角格子光子晶体界面的折射行为,得到了负折射出现在群速度为负的频段的结论,并且详细比较了光子晶体中不同频率的负折射行为。 展开更多

关键词 材料 光子晶体 负折射现象 平面波展开法 时域有限差分法

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多信道二维光子晶体滤波器 被引量：18

11

作者 刘杰 铁生年 卢辉东 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1021-1027,共7页

根据光波模在光子晶体线缺陷波导和环形谐振腔之间的耦合原理,在二维三角晶格光子晶体中设计了一款由线缺陷主波导、环形谐振腔、60°弯下载波导组成的多信道下载滤波器。利用平面波展开方法计算了完整光子晶体及线缺陷波导的能带结... 根据光波模在光子晶体线缺陷波导和环形谐振腔之间的耦合原理,在二维三角晶格光子晶体中设计了一款由线缺陷主波导、环形谐振腔、60°弯下载波导组成的多信道下载滤波器。利用平面波展开方法计算了完整光子晶体及线缺陷波导的能带结构;基于时域有限差分方法计算了各目标频率光信号在器件中的传输特性,分析了影响器件耦合效率的因素并对其进行了改进。分析表明:通过改变环形谐振腔内介质柱的半径可以调节光子晶体环形谐振腔的谐振频率,而改变线缺陷主波导与环形谐振腔之间耦合区域中介质柱的形状以及将直下载波导改换成60°弯下载波导可以提高线缺陷主波导、60°弯波导与环形谐振腔之间的耦合效率。计算结果显示:优化后的多信道二维光子晶体滤波器具备优良的选频功能,各目标频率光信号的透射率均达90%以上。与传统半导体介质材料器件相比,该器件体积较小,结构简单,易于大规模集成,很有应用前景。 展开更多

关键词 多信道滤波器 光子晶体 线缺陷波导 平面波展开法 时域有限差分法 器件耦合

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不同域的局部平面波分解应用与对比 被引量：1

12

作者 高成 孙建国 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1523-1529,共7页

局部平面波分解的计算精度和计算效率对高斯波数偏移存在较大的影响。笔者分析了目前常用的时间域、频率域、频率波数域3种不同域的局部平面波分解方法,给出了3种不同计算方式下局部平面波分解的具体计算公式;并结合局部平面波分解的特... 局部平面波分解的计算精度和计算效率对高斯波数偏移存在较大的影响。笔者分析了目前常用的时间域、频率域、频率波数域3种不同域的局部平面波分解方法,给出了3种不同计算方式下局部平面波分解的具体计算公式;并结合局部平面波分解的特征,针对不同域下的局部平面波分解算法采取合理的程序设计思想,对多组模拟数据应用不同域的局部平面波分解算法进行计算精度和计算效率的对比。通过对比分析可知,应用频率波数域的局部平面波分解,不但提高了计算的准确度,而且相对于时间域和频率域局部平面波分解能够提高近60%的计算效率,为下一步进行偏移成像更高效地提供了精确的数据。 展开更多

关键词 局部平面波分解 时间域 频率域 频率波数域

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SH波斜入射时有阻尼成层介质自由场的一维化时域算法 被引量：5

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作者 高智能 卓卫东 谷音 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2017年第16期37-43,84,共8页

在进行大型大跨结构抗震设计时,需要考虑地震波斜入射的影响。在刘晶波等提出的一维化时域算法基础上,采用有限差分方法,推导建立了SH波斜入射情形下、考虑阻尼影响的水平成层弹性介质出平面自由场求解的显式数值逐步法公式,并采用Forta... 在进行大型大跨结构抗震设计时,需要考虑地震波斜入射的影响。在刘晶波等提出的一维化时域算法基础上,采用有限差分方法,推导建立了SH波斜入射情形下、考虑阻尼影响的水平成层弹性介质出平面自由场求解的显式数值逐步法公式,并采用Fortan程序语言编制了相应的数值计算程序。综合采用有限元法和数值逐步法,进行SH波斜入射下单层土和双层土的算例分析。结果表明:土层介质阻尼仅影响到SH波斜入射下自由场的位移幅值,而对位移时程的波形没有影响;SH波斜入射下有阻尼与无阻尼情形相比位移幅值有明显衰减,对单层土,30°斜入射下衰减幅度可达40.5%;对双层土,最大衰减幅度可达39.7%;有阻尼土层位移幅值的衰减幅度从底部边界向自由表面逐渐增大。 展开更多

关键词 成层介质 出平面波动 斜入射 一维化时域算法 介质阻尼 逐步法

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时域平面近场测量的数值分析方法 被引量：2

14

作者 王加莹 高本庆 +1 位作者 刘瑞祥 杨仕明 《电子科学学刊》 CSCD 2000年第3期478-484,共7页

本文以H面喇叭为例,研究了天线时域近场的运动状态,用谱域法分析了平面近场分布状况,得出采样原则,为平面近场扫描测量提供了理论依据。介绍了时域平面近场测量的近远场变换公式,包括时域和频域两种计算途径。对各自的优点作出了探讨。... 本文以H面喇叭为例,研究了天线时域近场的运动状态,用谱域法分析了平面近场分布状况,得出采样原则,为平面近场扫描测量提供了理论依据。介绍了时域平面近场测量的近远场变换公式,包括时域和频域两种计算途径。对各自的优点作出了探讨。运用近远场变换方法计算了时域远场和频域方向图。 展开更多

关键词 时域平面近场测量 天线 数值分析

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二维光子晶体波导分波效率的优化 被引量：2

15

作者 廖兴展 徐旭明 方利广 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2008年第3期23-25,共3页

基于自成像效应(SIE)的多模干涉(MMI),设计了一种二维光子晶体波导二端口分波器。采用时域有限差分法和平面波法作为研究工具,从理论上分析了这种器件的特性,在一定耦合长度下研究光在输出端的透射率,结果表明,选择适当的耦合长度可以... 基于自成像效应(SIE)的多模干涉(MMI),设计了一种二维光子晶体波导二端口分波器。采用时域有限差分法和平面波法作为研究工具,从理论上分析了这种器件的特性,在一定耦合长度下研究光在输出端的透射率,结果表明,选择适当的耦合长度可以使光在两个端口高效率输出。进一步研究得知,通过改变器件内部一个介质柱的半径,可以提高光在输出端的透射率。 展开更多

关键词 二维光子晶体波导 多模干涉 平面波法 时域有限差分法

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时域有限差分法分析混响室中场的均匀性 被引量：6

16

作者 黄华 牛中奇 白冰 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期124-132,共9页

针对目前仿真分析混响室内的场分布过程中计算量大、耗费时间长和对计算机配置要求高的现状,用在一定的约束条件下随机分布于球面上的一组等效源辐射的平面电磁波叠加而成的一维推进的重叠平面波模拟搅拌器搅拌过程中混响室内的电磁波,... 针对目前仿真分析混响室内的场分布过程中计算量大、耗费时间长和对计算机配置要求高的现状,用在一定的约束条件下随机分布于球面上的一组等效源辐射的平面电磁波叠加而成的一维推进的重叠平面波模拟搅拌器搅拌过程中混响室内的电磁波,并采用时域有限差分法(FDTD)法对基于上述模型的混响室内的场分布进行了仿真计算,得出了使混响室内场分布达到不同均匀度要求时所需的最佳重叠入射平面波的数目。结果表明:采用的方法不仅可以有效缩短混响室设计中必须首先进行仿真分析的仿真计算时间,而且可针对预设场分布的均匀度要求,有目的地设置等效源的个数和位置,从而使整个仿真过程更加集约化。 展开更多

关键词 混响室 时域有限差分法(FDTD) 重叠平面波 场均匀性

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一种新型多模干涉型光子晶体波分解复用器(英文) 被引量：2

17

作者 张旋 廖清华 +1 位作者 于天宝 刘念华 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期753-758,共6页

基于二维光子晶体中多模干涉效应(MMI)设计了一种新型的三波长波分解复用器,模拟结果表明,该结构能有效地分离1310 nm/1500 nm/1550 nm三个波段的波长。当改变该波分解复用器的相关结构参数时,该结构能拓展至其他波段。除此之外,该结构... 基于二维光子晶体中多模干涉效应(MMI)设计了一种新型的三波长波分解复用器,模拟结果表明,该结构能有效地分离1310 nm/1500 nm/1550 nm三个波段的波长。当改变该波分解复用器的相关结构参数时,该结构能拓展至其他波段。除此之外,该结构也能单独作为两波长波分解复用器对1310 nm/1550 nm实现分离。该波分解复用结构对三个波长的透射率均在91%以上。与此同时,借助于平面波展开法及时域有限差分法,对光波在该结构的传播效率及传播行为进行了计算及模拟。 展开更多

关键词 光通信 光子晶体 波分解复用器 多模干涉效应 平面波展开法 时域有限差分法

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并行时域平面波在电大目标瞬态散射中的应用

18

作者 王文举 周东明 +1 位作者 何建国 刘培国 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2010年第7期102-105,共4页

基于电磁场时域积分方程数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,应用经典的单元分组算法——时域平面波算法,降低了时域积分方程的计算规模。文中在研究时域平面波算法并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting的... 基于电磁场时域积分方程数值技术计算复杂目标的瞬态散射特性,其计算量和内存需求大,应用经典的单元分组算法——时域平面波算法,降低了时域积分方程的计算规模。文中在研究时域平面波算法并行算法的基础上,开发了基于.NET Remoting的电磁场分布式数值计算方案。数值结果表明,该分布式并行方案显著提高了时域平面波算法的计算效率,为解决电大目标瞬态电磁散射问题提供了一条有效途径。 展开更多

关键词 时域积分方程 时域平面波算法 分布式计算

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基于平面肖特基二极管的太赫兹频段倍频器的研究

19

作者 王培章 张颖松 +1 位作者 朱卫刚 晋军 《微波学报》 CSCD 北大核心 2014年第S1期549-552,共4页

基于研究肖特基变容二极管的半导体层结构分析与建模,通过研究太赫兹平面肖特基势全二极管半导体材料的物理层结构,分析二极管结构的电磁效应及其频率响应特性。研究D频段变容二极管高效率倍频器技术,在太赫兹频段倍频器的性能对整个接... 基于研究肖特基变容二极管的半导体层结构分析与建模,通过研究太赫兹平面肖特基势全二极管半导体材料的物理层结构,分析二极管结构的电磁效应及其频率响应特性。研究D频段变容二极管高效率倍频器技术,在太赫兹频段倍频器的性能对整个接收机的性能有着至关重要的影响。要实现高频率,高功率,宽频带,高效率,低噪声太赫兹倍频技术是太赫兹技术领域的核心研究方向之一。研究基肖特基二极管倍频器的关键技术,分析了国内外现状及发展动态。 展开更多

关键词 肖特基变容二极 太赫兹 倍频器

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基于传导模迁移的光子晶体光开关的设计

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作者 余建立 叶松 邵瑞 《光通信技术》 北大核心 2017年第5期45-48,共4页

基于光子晶体波导传导模随波导邻近介质柱折射率改变而变化的特性,设计了一种MachZehnder结构光开关,通过改变对称波导中其中一支波导邻近两侧介质柱折射率实现对光传输的控制。利用平面波展开法计算了可调区域介质柱折射率为不同值时... 基于光子晶体波导传导模随波导邻近介质柱折射率改变而变化的特性,设计了一种MachZehnder结构光开关,通过改变对称波导中其中一支波导邻近两侧介质柱折射率实现对光传输的控制。利用平面波展开法计算了可调区域介质柱折射率为不同值时波导传导模的色散曲线,并根据光的干涉相消原理计算了光不能通过输出波导满足的调节区域长度L。当可调介质柱折射率为2.8、归一化频率为0.384时,可调区域长度为8a,器件能够实现开关功能。最后,利用时域有限差分法对该结构中光的传输特性进行了仿真。 展开更多

关键词 光开关 光子晶体 时域有限差分法 平面波展开法

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