【摘 要】
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针对可见光与红外大口径薄膜衍射光学系统在空间上应用的可行性问题,提出基于二维时域有限差分法的大口径衍射光学成像特性的仿真模型与快速分析的计算方法。首先充分考虑大口径衍射光学元件的亚波长微结构尺寸的电磁场调制特性,建立亚波长结构尺寸的衍射光学系统成像特性分析模型;然后通过矢量化编程和GPU加速运算提出快速求解方法,有效解决由矢量计算所致计算量庞大的问题;最后利用建立的成像特性分析方法对大口径衍射光学
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针对可见光与红外大口径薄膜衍射光学系统在空间上应用的可行性问题,提出基于二维时域有限差分法的大口径衍射光学成像特性的仿真模型与快速分析的计算方法。首先充分考虑大口径衍射光学元件的亚波长微结构尺寸的电磁场调制特性,建立亚波长结构尺寸的衍射光学系统成像特性分析模型;然后通过矢量化编程和GPU加速运算提出快速求解方法,有效解决由矢量计算所致计算量庞大的问题;最后利用建立的成像特性分析方法对大口径衍射光学系统进行成像特性分析实验。实验结果表明:该方法可在有效表征亚波长微结构衍射光学系统成像特性的基础上,实现
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通过复合电磁同心球系统的理想模型, 对成像电子光学近轴方程的轨迹求解进行探讨。首次推导了该系统的近轴电子轨迹的转角及近轴方程的两个特解的解析表达式, 探讨了近轴成像性质, 并将结果推广到两电极静电同心球系统、均匀平行复合电磁系统和静电近贴系统中。
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建立了基于掺氧化镁周期极化铌酸锂晶体的脉冲光学参量振荡器模型，数值研究了种子注入强度对光学参量振荡器信号光转换效率的影响。仿真结果表明，增加种子光强度可以抑制光学参量振荡器的多纵模运转，大幅提升信号光内种子光纵模的转换效率。但当有效注入强度达μW/mm2量级时，由于种子光纵模受到增益饱和限制，其转换效率基本不再提升。增益饱和的上限受到逆转换效应影响，导致了抽运光能量不能得到充分利用。展望了通过优化晶体长度，采用结构更加简化的光学参量放大器能够避免逆转换效应的发生，更加充分利用抽运光能量，有望继续提升单纵模
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基于成熟的相函数近似方法Delta-M和Delta-fit，解释了结合相函数矩不变要求和特定角度范围误差最小化要求这一组合方案Delta-combine的物理含义，并分析了不同要求衔接点位置对散射强度的影响。在此基础上，以Cloud和Haze散射相函数为例，对Delta-M、Delta-fit和Delta-combine近似方法计算辐射强度和辐照度的效果进行对比，进而统计分析了三种相函数近似方法在不同光学厚度情况下的适用性。结果表明，随着组合衔接点的后移，Delta-combine方法强度绝对误差均方根(