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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • 耦合表面TE波与泄漏TM电磁波的非线性传播

    摘要： 研究了非线性非均匀介质填充的Goubau线（由同心介质层包裹的理想导电圆柱体）中TE表面波与TM漏波叠加形成的耦合电磁波传播特性（若介电常数为线性，则耦合波不存在）。该非线性耦合TE-TM波具有两个（独立）频率和两个（耦合）传播常数。通过将物理问题转化为麦克斯韦方程组的非线性双参数传输本征值问题，证明了耦合TE-TM波的存在性，并确定了传播常数的局域化区间。

    关键词： 非线性波导，非线性耦合TE-TM波，克尔非线性，麦克斯韦方程组，双参数特征值问题，耦合传播常数

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年IEEE第二十届电气工程计算问题国际会议(CPEE) - 乌克兰利沃夫-斯拉夫斯克(2019.9.15-2019.9.18)] 2019年IEEE第二十届电气工程计算问题国际会议(CPEE) - 不规则波导中电磁场的数学建模

    摘要： 研究了在准光学波导路径中借助扇形喇叭实现不同截面波导匹配的问题。提出了一种可用于最小化路径能量损耗的系统数学模型。该数学模型通过将参考坐标系中波导系统的不规则部分规则化处理，把麦克斯韦方程组及其相应边界条件简化为常微分方程组而获得，从而简化了边界条件的描述。

    关键词： 麦克斯韦方程组、不规则波导、坐标系替换

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 利用黎曼-西尔伯施泰因形式体系实现耦合麦克斯韦方程与科恩-沈吕九方程的时间传播

    摘要： 采用黎曼-西尔伯斯坦矢量表示电磁场来求解耦合的麦克斯韦方程和含时科恩-沈吕九方程。提出了黎曼-西尔伯斯坦矢量的动量空间时间传播方法，并通过测试计算验证了该方法的准确性。

    关键词： 科恩-沈吕九方程、麦克斯韦方程组、动量空间时间传播、电磁场、黎曼-西尔伯斯坦形式体系

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 填充不定介质的超导平行板波导中的电磁波传播

    摘要： 分析填充不定介质的超导平行板波导中的电磁波传播。利用迈斯纳边界条件推导出横电波和横磁波模式的色散关系。通过选择不定介质各向异性参数的适当符号，讨论了这些波模式的不同情况。在此方面，通过绘制相速度与传播频率的关系图，数值分析了传播/非传播区域。

    关键词： 平行板波导、色散关系、电磁波、麦克斯韦方程组

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 非线性光纤光学 || 光纤中的脉冲传输

    摘要： 要理解光纤中的非线性现象，就必须研究电磁波在色散非线性介质中的传播理论。本章旨在推导出控制单模光纤中光脉冲传播的基本方程。第2.1节介绍麦克斯韦方程组以及感应极化的线性和非线性部分、频率相关介电常数等重要概念；第2.2节引入光纤模式的概念并讨论单模条件；第2.3节在慢变包络近似下研究非色散介质中的脉冲传播理论，其假设前提是脉冲频谱宽度远小于入射辐射频率；第2.4节则探讨求解所得传播方程所采用的数值方法。

    关键词： 电磁波传播、色散非线性介质、数值方法、非线性现象、光纤、单模光纤、光纤模式、脉冲传播、介电常数、诱导极化、麦克斯韦方程组

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 等离子体晶体的均匀化：寻找近零介电常数效应

    摘要： 通过渐近分析和数值模拟，我们推导并研究了一组均匀化麦克斯韦方程组，该方程组适用于周期性排列并嵌入非均匀各向异性介电基体中的导电材料薄片结构。这种结构的设计动机源于需要实现能无相位延迟传播电磁波（近零介电常数效应）的等离子体晶体。我们的微观模型通过二维材料表面导电性以及沿薄片可能边缘的线导电性（对应线电荷密度）来构建。该分析推广了先前布洛赫波方法中固有的平均原理，并探究了研究结果的物理意义——特别强调了表达二维材料表面波微观模式的矢量校正场作用。我们论证了这种均匀化方法如何为以下计算研究奠定基础：合理通用几何结构的有效光学响应，以及二维材料等离子体学中的复杂设计问题。

    关键词： 渐近分析、均匀化、等离子体晶体、麦克斯韦方程组、表面等离极化激元、石墨烯

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 各向异性材料在详细平衡条件下的光学电流、动量与角动量

    摘要： 本研究探讨了一个思想实验背后的理论——该实验旨在测量暴露于"各向同性辐射噪声"的物质所具有的动量和角动量。辐射动量数十年来始终是争议话题，各向同性噪声的辐射动量直观上被认为应为零。我们阐述了各向同性噪声的一般特性，包括能量均分和积分坡印廷矢量为零等特征。研究表明，在双各向异性材料中，当材料参数缓慢变化时，有限的辐射动量依然存在并会对物质做功。我们还发现，辐射噪声散射过程中的法拉第旋转会产生沿外磁场方向的角动量。此外，坡印廷矢量被发现会环绕物质循环流动，这引发了其是否真正描述能量流动的质疑。这些效应微弱，在实际实验中难以测量，但它们却是经典宏观麦克斯韦方程令人惊讶的预测结果，并与近期针对量子真空进行的QED计算结论相呼应。

    关键词： 各向同性辐射噪声、麦克斯韦方程组、法拉第旋转、量子电动力学计算、坡印廷矢量、双各向异性材料、辐射动量

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光纤与大气光通信 || 光波传播

    摘要： 电磁波在现代通信系统（包括无线电和光通信，尤其是光通信系统）中起着关键作用。因此，光纤或激光通信重点研究麦克斯韦统一理论所描述的电磁现象，我们后续将详细探讨。光通信的研究始于1960年激光发明之后。随着光学激光器的改进以及对光波在时域和空域产生问题的理解加深，光波的大气传播研究也同步开展。然而，实际大气（由气体结构——气溶胶、雾、烟、湍流等，以及水成物——雪、雨、云等构成）中的天气问题、视距畅通问题、光束扩散与弯曲问题，使得自由空间光通信未能成为无线通信的主要形式。

    关键词： 光波传播、麦克斯韦方程组、大气传播、电磁波、光纤通信

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于麦克斯韦方程的多层平面电路与集总参数电路耦合的时域公式

    摘要： 我们从麦克斯韦方程出发计算多层平面电路中的电磁现象。针对二维导体中作为波动传播现象处理的电势与电流密度时间演化问题，提出了一种数值计算方法。该方法通过将平面导体划分为微小有限体积单元（类似于部分单元等效电路法），并采用时域有限差分法求解传输方程。进一步地，我们运用多传输线研究中的方法，开发了多层平面边界的计算技术，建立了与集总参数电路耦合的多层平面边界条件公式，并引入了能显著降低二维扩展计算成本的算法（该成本主要源自多传输线情形的扩展）。针对简单平面电路，我们进行了电势、电流密度和电荷密度在时域中的波动传播计算，相关结果作为本文补充材料呈现。

    关键词： 波传播、多层平面电路、电磁现象、集总参数电路、电势与电流密度、数值方法、时域有限差分法、麦克斯韦方程组

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 边缘等离子体辅助电光调制器

    摘要： 我们通过利用混合等离子体波导特有的边缘等离子体模式，实现了高效电光调制。该方法解决了有源和无源元件偏振约束导致的集成微波光子学主要障碍。除表面等离子体激元典型的亚波长限制外，边缘等离子体模式还能精确匹配基于硅的输入/输出光栅耦合器、波导和电光调制器的偏振要求。这种采用三明治结构的混合波导概念实现了传播等离子体模式与波导模式的耦合。垂直排列的三明治结构包含一层极近零介电常数材料（氧化铟锡），可在小尺度上实现高效调制。所采用的边缘等离子体具有混合偏振态，可由水平偏振波导模式激发。这使得调制器能直接与高效光栅耦合器配合工作，避免使用笨重且损耗高的偏振转换器。我们建立了基于麦克斯韦方程与漂移-扩散半导体方程相结合的三维光学模型，通过大量数值计算完成了材料与几何结构的优化，计算并分析了有效模式、稳态场分布、消光系数、光学损耗及电荷传输特性。除偏振匹配优势外，该模型的特点还包括：硅波导的紧凑平面几何结构、降低的有源电阻R值，以及便于实验实现的简约设计。

    关键词： 偏振约束、混合等离子体波导、漂移-扩散半导体方程、电光调制、边缘等离子体模式、氧化铟锡、近零介电常数材料、麦克斯韦方程组

    更新于2025-09-11 14:15:04