摘要：在波束波导和反射面天线的馈源应用中,为了产生低副瓣且方向图等化的高斯波束,需要将高功率微波转换为准高斯模HE11模辐射.本文利用弯曲圆波导可同时从TM01模产生TE11模和TM11模的原理,提出了采用双弯曲过模圆波导结构直接将TM01转换为HE11的模式变换器,避免了常规微波领域中首先将TM01转换为TE11再用波纹式或半径渐变式TE11-HE11转换器转换为准高斯波束功率容量不足或尺寸过长的不足.基于模式耦合理论和Taguchi优化算法对模式变换器的弯曲半径、相移直端长度及引入位置进行了优化,使输出的TE11和TM11成一定比率,以组成HE11模式,并对设计的模式变换器进行了全电磁波仿真分析,结果表明输出波束的标量高斯含量在9.05—9.8GHz范围内均高于99%,理论功率容量可达4.5GW.

摘要：基于光纤光栅的模式耦合理论,采用传输矩阵法对啁啾长周期光纤光栅(LPFG)的超宽带滤波特性进行了分析。研究表明当啁啾LPFG的纤芯模同时与同向传输的多个阶次的包层模发生耦合,且与多个不同阶次包层模对应的谐振峰交叠时,其传输谱带宽可扩展到500nm以上,可用做超宽带带阻滤波器。传输谱带宽随模式序数、啁啾系数、光栅长度、周期和折射率调制量的增加单调递增,但随光纤包层半径的增大单调递减。采用高斯折射率切趾技术抑制了传输谱旁瓣,为设计超宽带滤波器提供了新的方法。

摘要：基于光纤光栅的模式耦合理论,采用严格的数学模型,给出了三层介质长周期光纤光栅(LPFG)的纤芯模和包层模的本征方程,分析了长周期光纤光栅中的纤芯模式和包层模式的有效折射率随外界环境折射率变化的情形,以及外界环境折射率变化对长周期光纤光栅谐振波长的影响。通过在长周期光纤光栅外涂覆折射率对外界环境变化敏感响应的特定薄膜可以显著提高其传感测量的灵敏度。研究结果可为长周期光纤光栅传感器结构参数的优化设计和实际应用提供理论支持。

摘要：基于模式耦合理论和传输矩阵法,使用三层结构圆光波导模型对长周期光纤光栅(LPFG)包层模(HE14)的响应特性进行仿真和分析。通过对比分析外部环境折射率呈梯度分布时与呈均匀分布时的LPFG透射谱,发现谱线中除了损耗峰发生漂移以外,主峰左侧旁瓣深度增加,主峰右侧旁瓣深度减小,且随外部环境折射率的升高,这种变化趋势愈加明显,分析了透射谱发生相应变化的原因。研究结果对使用LPFG进行折射率梯度传感设计具有一定意义。

摘要：基于光纤布喇格光栅传感原理,分析了倏逝波光纤布喇格光栅（EWFBG）传感器的传感特征,建立了传感器反射波长随环境折射率变化的数学模型,并导出了波长灵敏度函数.结合函数分析了传感器的光纤光栅直径、外界液体折射率与灵敏度的关系,运用模式耦合理论进行模拟.结果表明,光纤传感区域纤芯越细,外界液体折射率与纤芯折射率相差越小,其反射中心波长漂移量越大,传感器灵敏度越高.通过对纤芯直径为φ6.2 μm和φ8.2μm在1.33～1.46环境折射率范围内的波长响应关系拟合,分别获得了1.25 nm和1.14 nm的波长变化量,灵敏度数量级为10-5～10-6,论证了分析结论的正确性.为EWFBG折射率传感器的设计、优化及应用提供了参考依据.

摘要：根据圆波导模式耦合理论,设计了一种结构紧凑型高功率容量弯曲圆波导,计算得到了TE_(11)模式和TM_(01)模式高传输效率时圆波导半径与波导弯曲半径、传输效率与弯曲角度之间的关系。软件仿真结果表明:中心频率为9.7 GHz时,弯曲圆波导对水平极化的TE_(11)模式、垂直极化的TE_(11)模式和TM_(01)模式可实现大于99.9%的传输效率。按照击穿阈值为1 Mv·cm^(-1)计算,弯曲圆波导功率容量可达4 GW。低功率测试表明:9.7 GHz时,水平极化的TE_(11)模式、垂直极化的TE_(11)模式和TM_(01)模式的传输效率为99%,与理论模拟结果一致。