- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
采用倾斜FFT波束传播器的准光学波导快速求解方法更新版
摘要： 报道了一种改进的准光学束波导快速建模方法，该方法利用多个反射镜实现光束变换?；谄叫锌拙都涞腇FT加速光束传播算法和反射镜反射的坡印廷矢量光线追迹，引入并应用了虚拟孔径间快速傅里叶变换坡印廷矢量光线追迹（FFT-PVVA）算法来建模反射光束。然而对于多反射镜光路的设计与优化，需要进一步降低坡印廷矢量光线追迹累积的精度损失。作为改进方案，引入了基于斜孔径间角谱变换的光束传播算法以缩短光线追迹路径，该改进方法命名为FFT-PVVA倾斜传播（FFT-PVVA-TP）。通过四反射镜波导的仿真验证表明：采用FFT-PVVA、FFT-PVVA-TP和物理光学积分三种方法进行光束传播模拟时，数值结果显示经过四次光束反射后，FFT-PVVA-TP具有明显更优的精度。
关键词： 角谱（AS）、坡印廷矢量、光束传播、准光学（QO）波导光束
更新于2025-09-23 15:21:01
-
功能梯度压电-压磁扇形圆柱结构中导波的磁电效应
摘要： 功能梯度压电-压磁（FGPP）材料同时包含压磁相和压电相，能够实现机械场、电场与磁场之间的能量转换。本研究采用双勒让德正交多项式法，探究了FGPP扇形柱体结构中磁电效应对波传播的影响。通过海维赛德函数将初始条件引入波动方程，计算了频散特性、电势与磁势以及坡印廷矢量，并进一步分析了梯度变化和几何尺寸对波特征的影响。由于FGPP扇形柱体结构具有复杂的几何形态和材料非均匀性，重点讨论了这些因素对磁电效应的作用机制。结果表明：截止频率与结构横截面积呈负相关关系，且通过改变横截面几何尺寸可调控磁电效应。该研究成果可用于压电-压磁扇形换能器的设计与优化。
关键词： 色散曲线、坡印廷矢量、功能梯度压电-压磁材料、磁电效应、扇形截面
更新于2025-09-23 15:21:01
-
利用干涉式倏逝波激发纳米天线实现超高灵敏度位移与相位计量
摘要： 我们提出了一种基于纳米天线与干涉消逝波相互作用实现超高灵敏度位移与相位测量的方法。研究表明，通过优化纳米天线设计，微小的位移和相对相位变化可转化为傅里叶空间中散射方向的改变。这种高灵敏度响应源于消逝波干涉图案中产生的纯虚数坡印廷矢量方向具有显著的位置依赖性。利用强约束的消逝驻波，我们在纳米天线的零散射方向（该方向随位移呈大范围线性变化）上实现了高灵敏度测量；而采用弱约束的消逝波干涉时，可在特定位置附近获得对微小位移或相位变化的更高灵敏度。该方法的高灵敏特性可为多种计量应用奠定基础，同时该研究也揭示了坡印廷矢量虚部（与无功功率相关、常被光子学领域忽视的物理量）的重要意义。
关键词： 纳米天线、坡印廷矢量、倏逝波、位移计量学、相位计量学
更新于2025-09-23 15:21:01
-
各向异性材料界面的折射与反射
摘要： 本文研究了电磁波在各向异性介质平面界面的反射与折射现象。所考虑的各向异性介质为单轴材料，其光轴位于入射平面内并与界面法线成任意夹角。研究表明，透射波的波矢方向与坡印廷矢量方向取决于入射角及单轴材料光轴的取向。同时发现此类介质中可能出现负折射现象。此外还分析了布鲁斯特角与单轴材料光轴取向的依赖关系。更有趣的是，研究揭示了存在透射横磁波的波矢与坡印廷矢量相互平行的特殊情形。
关键词： 坡印廷矢量、反射、各向异性材料、折射、波矢、负折射
更新于2025-09-23 16:31:41
-
[2019年IEEE光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 中国厦门（2019.12.17-2019.12.20）] 2019光子学与电磁学研究秋季研讨会（PIERS-Fall）- 介质光学波导导模的坡印廷矢量行为及其在倏逝波耦合光器件设计中的应用价值
摘要： 在电气与电子工程领域，电磁能量流是一个基本物理量，通常通过坡印廷矢量进行估算。本文绘制并讨论了三层介质光学波导导模的坡印廷矢量时空演化特性。我们强调，理解坡印廷矢量的演化过程对于掌握基于倏逝波耦合原理的光学器件（如光学传感器和定向耦合器）的工作机制至关重要。本文首次报道并展示了包层区域中瞬时坡印廷矢量随远离纤芯呈指数衰减的衰减因子与时间平均坡印廷矢量的差异。该衰减因子可估算波导包层区域中瞬时坡印廷矢量在纤芯外保持显著作用的距离，这是研制倏逝波耦合光学器件的重要设计参数。研究结果基于工作波长1.55微米的对称平板光波导模型，该模型采用二氧化硅包层包裹硅芯的结构（即绝缘体上硅技术，通常称为SOI）。
关键词： 定向耦合器、光学传感器、坡印廷矢量、介质光波导、倏逝波耦合
更新于2025-09-19 17:13:59
-
[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 一种拓扑稳健的宽带涡旋光速传播形态
摘要： 我们发现"飞行甜甜圈"（以单周期环形脉冲形式存在的麦克斯韦方程精确传播解）具有复杂而稳健的精细拓扑结构——其频谱宽带涡旋与能量反向流动扩展区域并存。对电磁波拓扑结构的研究能揭示其微观尺度构造并阐明传播动力学特性。此类研究通常聚焦于单色光束的涡旋与偏振奇点[1,2]，而本文则针对单周期环形脉冲（简称"飞行甜甜圈"FD）的电磁场与坡印廷矢量奇点展开研究。FD脉冲是具有已知解析形式的麦克斯韦方程精确解，这类特殊光形态在传播过程中具有本征稳定性，可进行超高精度解析。FD在自由空间中以光速传播，其与物质相互作用时会在金属/介电界面反射过程中产生非平凡场变换。FD的场构型在拓扑上类似于物质中的环形偶极激发，因而能激发强环形响应并激活介电粒子中的安娜普勒模式（电偶极与环形偶极的非辐射构型）。研究表明其纵向场分量可用于带电粒子加速。
关键词： 环形脉冲、反偶极子模式、宽带涡旋、麦克斯韦方程组、能量回流、坡印廷矢量、飞碟形结构
更新于2025-09-16 10:30:52
-
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
-
[2018年IEEE第五代移动通信全球论坛(5GWF) - 美国加利福尼亚州硅谷 (2018.7.9-2018.7.11)] 2018 IEEE 5G世界论坛(5GWF) - 评估5G应用的功率密度
摘要： 下一代无线5G技术正持续优化设计，以满足各行业对更大容量、更多设备连接、更高传输速率及更优运营效率的不断增长需求。虽然毫米波频段能提供更高带宽，但与当前无线技术使用的低频段相比，其信号损耗更为显著。因此相关行业需要采用渐进式方法来全面评估5G移动终端性能。作者提出了一种先进的近场测量技术作为设备性能稳健评估的解决方案——该创新方法通过电场E与磁场H相互作用的交叉检测，引入两者的空间矢量评估体系?；谄掠⊥⑹噶慷ɡ恚庵炙酵芳际跷撩撞ɑ肪晨焖俦浠跫碌难芯刻峁┝宋榷ǖ牟饬慷ㄎ换?。
关键词： 相移、波束成形、5G、场型图、电?。‥场）、磁场（H?。⑵掠⊥⑹噶?、功率密度、近场测量
更新于2025-09-10 09:29:36
-
涡旋动力学与光学涡旋 || 界面附近电偶极辐射中的涡旋与奇点
摘要： 自由空间中的振荡电偶极子沿直线辐射能量。我们研究了邻近材料介质界面的影响。直接辐射与反射辐射的干涉会产生复杂的流线图案。当界面为平面镜时，会出现大量干涉涡旋；若偶极子与镜面距离不太小，这些涡旋会排列在四条线上。每个涡旋中心存在奇点，这是由于磁场在这些位置消失所致。当界面是介电介质边界时，反射同样会产生干涉。透射辐射的图案取决于介质厚度是大于还是小于偶极子所在介质：对于较厚的介电体，场线向法线方向弯曲（类似但不同于光学光线的行为）；对于较薄的介质，会出现跨界面能量振荡，且在交叉点上方存在微小涡旋。我们还研究了两个平行镜面间偶极子的情况。
关键词： 奇点、偶极辐射、界面、镜子、涡旋、坡印廷矢量
更新于2025-09-09 09:28:46
-
利用标量势研究不变光束的电磁场理论
摘要： 我们利用标量势描述了传播不变光束的电磁场，获得了基本动力学量：能量密度、坡印廷矢量和麦克斯韦应力张量。以具有圆筒对称性的传播不变光束——贝塞尔光束为例，对这些量进行了显式计算。
关键词： 坡印廷矢量、标量势、麦克斯韦应力张量、传播不变光束、贝塞尔光束、电磁场、能量密度
更新于2025-09-09 09:28:46