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开关柜局部放电暂态对地电压传播特性的仿真分析 被引量：78
1
作者 王有元 李寅伟 +2 位作者 陆国俊 王劲 熊俊 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第7期1683-1688,共6页
在带电条件下的局部放电检测是反映封闭开关柜内部绝缘状况的有效手段。为此,首先根据电磁学基本原理分析了暂态对地电压(transient earth voltages,TEV)的产生机理,然后利用XFDTD软件仿真分析了TEV幅值和脉宽与激励源脉冲幅值、脉冲宽... 在带电条件下的局部放电检测是反映封闭开关柜内部绝缘状况的有效手段。为此,首先根据电磁学基本原理分析了暂态对地电压(transient earth voltages,TEV)的产生机理,然后利用XFDTD软件仿真分析了TEV幅值和脉宽与激励源脉冲幅值、脉冲宽度、检测距离之间的关系。仿真结果表明:TEV的幅值与局部放电源的幅值成正比,且随着检测距离的增大而减小,随着局部放电源脉冲宽度的增加而减小;TEV的脉宽随局部放电源脉宽的增大而增大,与检测距离无关。为开展开关柜局部放电的带电检测工作提供了理论依据。 展开更多
关键词 开关柜 局部放电 电磁感应 暂态对地电压(TEV) 仿真分析 时域有限差分(fdtd)法
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配电线路感应雷过电压计算 被引量：64
2
作者 李琳 齐秀君 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1093-1099,共7页
为了提高配电线路的安全可靠性并对线路防雷设计提供有价值的参考依据,基于调整的传输线模型,计算了雷电回击电流产生的空间电磁场,借助Cooray-Rubinstein公式计算了在考虑大地土壤损耗的前提下的水平电场分量。用Agrawal场线耦合模型... 为了提高配电线路的安全可靠性并对线路防雷设计提供有价值的参考依据,基于调整的传输线模型,计算了雷电回击电流产生的空间电磁场,借助Cooray-Rubinstein公式计算了在考虑大地土壤损耗的前提下的水平电场分量。用Agrawal场线耦合模型和时域有限差分(FDTD)法对10 kV配电线路由于附近雷击引起的线上感应电压进行了计算,其中在传输线阻抗计算中考虑了大地电导率。通过与文献计算结果对比,验证了计算方法的有效性。针对一条实际架空配电线路,分别计算了三角形布线和列式布线两种线路结构的感应雷过电压,分析了地面损耗以及其他导线的存在对线路感应雷过电压幅值和波形的影响。结果表明该理论与计算方法可以用于实际的配电线路防雷设计。 展开更多
关键词 多导体传输线 回击 感应雷过电压 Agrawal耦合模型 土壤阻抗 时域有限差分(fdtd)法
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隧道衬砌病害地质雷达探测正演模拟与应用 被引量：41
3
作者 李尧 李术才 +4 位作者 徐磊 刘斌 林春金 张凤凯 杨磊 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期3627-3634,共8页
国内大多数隧道都存在着不同程度的病害,其中诸如衬砌开裂、不密实、含有空洞和渗漏水等衬砌病害是隧道最常见的病害类型,严重影响行车安全。地质雷达(GPR)可以用来对隧道衬砌病害进行快速无损探测,但对于衬砌病害的解译十分依赖于探测... 国内大多数隧道都存在着不同程度的病害,其中诸如衬砌开裂、不密实、含有空洞和渗漏水等衬砌病害是隧道最常见的病害类型,严重影响行车安全。地质雷达(GPR)可以用来对隧道衬砌病害进行快速无损探测,但对于衬砌病害的解译十分依赖于探测人员的经验,很容易造成误判和漏判。因此,对隧道衬砌病害进行分类,并针对典型衬砌病害类型进行建模,利用时域有限差分(FDTD)法对衬砌病害模型进行地质雷达探测正演模拟,针对衬砌渗漏水和存在钢筋干扰等特殊情况,通过频谱分析对病害进行了定量识别,总结出典型衬砌病害的地质雷达探测解释准则,最后结合工程实例对衬砌病害进行了推断和解译。结果验证了衬砌病害地质雷达探测正演模拟和解释准则的可靠性。 展开更多
关键词 隧道衬砌病害 地质雷达 时域有限差分法 正演模拟 频谱分析
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光子晶体滤波特性分析 被引量：32
4
作者 朱志宏 叶卫民 +3 位作者 季家熔 袁晓东 曾淳 张晚云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期700-703,共4页
采用时域有限差分 (FDTD)方法 ,研究光在含点缺陷 (即微腔 )和线缺陷 (即波导 )的光子晶体中的传输特性 计算结果表明 ,处于光子晶体禁带的光能被局域在光子晶体波导中传输 而具有特定本征共振频率的光子晶体微腔可将在其附近波导中... 采用时域有限差分 (FDTD)方法 ,研究光在含点缺陷 (即微腔 )和线缺陷 (即波导 )的光子晶体中的传输特性 计算结果表明 ,处于光子晶体禁带的光能被局域在光子晶体波导中传输 而具有特定本征共振频率的光子晶体微腔可将在其附近波导中传播的相应频率成份的光下载到微腔中 ,不同结构的腔可以“下载”不同频率成份的波 以上计算结果 ,可用于光子晶体上 展开更多
关键词 光子晶体 时域有限差分(fdtd) 波导 微腔 滤波
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基于半解析递归卷积的通用色散介质FDTD方法 被引量：15
5
作者 张玉强 葛德彪 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期4573-4578,共6页
基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出了一种用于色散介质电磁特性分析的半解析递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD).该方法既保持了FDTD方法处理复杂目标的灵活性,又吸取了线性系统SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内... 基于数字信号处理中的半解析递归卷积(SARC)算法,提出了一种用于色散介质电磁特性分析的半解析递归卷积时域有限差分方法(SARC FDTD).该方法既保持了FDTD方法处理复杂目标的灵活性,又吸取了线性系统SARC算法的绝对稳定性和高精度、低内存、高效率等优点,只需给出色散介质模型的极点和对应系数,即可运用SARC FDTD递推公式和通用程序进行计算,具有较好的通用性.通过Debye,Drude和Lorentz三种常用色散介质模型对算法进行了验证. 展开更多
关键词 时域有限差分 色散介质 半解析递归卷积
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端接非线性负载的不等长传输线瞬态分析 被引量：12
6
作者 李莉 冀维林 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期529-532,共4页
对时域有限差分(FDTD)法应用于不等长多导体传输线端接非线性负载的情况进行了介绍。首先给出了多导体传输线电报方程和差分公式;然后介绍了不等长传输线的仿真模型;在此基础上,最后通过建立端接非线性负载的不等长多导体传输线模型,对... 对时域有限差分(FDTD)法应用于不等长多导体传输线端接非线性负载的情况进行了介绍。首先给出了多导体传输线电报方程和差分公式;然后介绍了不等长传输线的仿真模型;在此基础上,最后通过建立端接非线性负载的不等长多导体传输线模型,对该情况下传输线两端的电压响应进行了分析。数值仿真结果说明了FDTD法解决此类问题的正确性和有效性,为不等长传输线瞬态分析的进一步研究打下了基础。 展开更多
关键词 时域有限差分法 不等长 非线性负载 瞬态分析
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变压器雷电冲击试验空间磁场对智能组件影响的计算分析 被引量：11
7
作者 赵军 陈维江 +1 位作者 高飞 张建功 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期3981-3989,共9页
变压器智能组件在雷电冲击试验考核时,其电源模块、通讯模块等频繁发生故障,迫切需要掌握雷电冲击试验过程的空间磁场特性,以有效指导电磁干扰防护。通过试验测量获得了雷电冲击试验回路的电流波形,然后基于电磁场的三维有限差分（finit... 变压器智能组件在雷电冲击试验考核时,其电源模块、通讯模块等频繁发生故障,迫切需要掌握雷电冲击试验过程的空间磁场特性,以有效指导电磁干扰防护。通过试验测量获得了雷电冲击试验回路的电流波形,然后基于电磁场的三维有限差分（finite-difference time-domain,FDTD）算法进行空间磁场计算,最后由电磁兼容抗扰度试验标准评估雷电冲击试验时智能组件的受干扰程度。计算得到100%全波试验时,在距变压器1~6m典型智能组件位置处的磁场幅值均小于100A/m;而100%截波试验时可达160A/m。通过比较磁场变化率,可以发现,由5级脉冲磁场和5级阻尼振荡磁场抗扰度试验来考核智能组件承受雷电全波试验骚扰的能力是严格的,但考核雷电截波试验骚扰则不够严格。 展开更多
关键词 雷电全波冲击试验 雷电截波冲击试验 智能组件 时域有限差分算法 电磁兼容
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室内无线传播中一种混合建模方法的改进 被引量：6
8
作者 黄永明 吕英华 +2 位作者 徐立 冯晓俊 张洪欣 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期13-17,共5页
改进了一种基于射线跟踪法和时域有限差分法的混合方法,并用于室内无线传播的数值建模研究.推导了用于混合方法的完美匹配层(PML)吸收边界条件的有限差分公式,给出了对比结果.计算结果的图像显示,可以达到15%改善,并获得更准确的传播预测.
关键词 射线跟踪法 时域有限差分法 室内无线传播 数值建模 完美匹配层
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一种处理分层有耗色散介质的时域逆散射方法 被引量：10
9
作者 刘广东 张业荣 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期2856-2862,共7页
为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的... 为了重建分层有耗色散介质的特征参数,我们应用泛函分析和变分法,提出一种时域逆散射新方法.该方法首先以最小二乘准则构造目标函数,将逆问题表示为约束最小化问题;接着应用罚函数法转化为无约束最小化问题;然后基于变分计算导出闭式的拉格朗日(Lagrange)函数关于特征参数的Férchet导数;最后借助梯度算法和时域有限差分(FDTD)法迭代求解.此外,为了对抗噪声污染和逆问题的病态特性,采用了一阶吉洪诺夫(Tikhonov)正则化方法.数值应用中,利用一组非线性共轭梯度(CG)法,在几种情形下对一维乳房模型进行了数值测试,测试结果显示了算法的鲁棒性和识别病灶的有效性. 展开更多
关键词 逆散射 色散介质 正则化方法 时域有限差分法
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FDTD法对金属腔体孔缝耦合的数值计算 被引量：9
10
作者 张超 宋航 +2 位作者 芈小龙 陈勇 周东方 《信息工程大学学报》 2008年第4期408-411,共4页
文章利用时域有限差分方法给出了电磁脉冲耦合进入金属腔体的仿真,分别对微波脉冲与单层屏蔽腔和双层屏蔽腔的耦合过程进行了数值计算;结果表明距离孔缝越远,场强衰减越厉害,对电子系统的干扰越小;且双层屏蔽腔的屏蔽效果明显优于单层... 文章利用时域有限差分方法给出了电磁脉冲耦合进入金属腔体的仿真,分别对微波脉冲与单层屏蔽腔和双层屏蔽腔的耦合过程进行了数值计算;结果表明距离孔缝越远,场强衰减越厉害,对电子系统的干扰越小;且双层屏蔽腔的屏蔽效果明显优于单层屏蔽腔,通过前者耦合进入的场峰值要比后者小12 dB。以上结论对电子系统的电磁兼容、干扰以及防护都有实际的指导意义。 展开更多
关键词 时域有限差分 孔缝耦合 数值计算
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时域有限差分法在GIS局部放电检测中的应用 被引量：6
11
作者 陈文会 李忠 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2005年第4期51-54,80,共5页
时域有限差分法是一种十分有效的电磁场数值计算方法,本文借助时域有限差分法对GIS同轴波导结构内部发生局部放电时所激发的电磁波的传播特性进行仿真,分析了影响电磁波传播的因素,利用超高频局部放电检测方法对GIS实验段局部放电进行实... 时域有限差分法是一种十分有效的电磁场数值计算方法,本文借助时域有限差分法对GIS同轴波导结构内部发生局部放电时所激发的电磁波的传播特性进行仿真,分析了影响电磁波传播的因素,利用超高频局部放电检测方法对GIS实验段局部放电进行实测,仿真结果和实验结果基本一致,为超高频局部放电检测结果提供了理论支持,进一步论证了超高频局部放电检测方法的正确性和可行性,可以应用于现场实际测量。 展开更多
关键词 时域有限差分法 气体绝缘的组合开关 局部放电 检测 超高频
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表面等离子体激元透镜设计及其数值计算 被引量：8
12
作者 史林兴 王莉 +1 位作者 李华 汤炳书 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期831-835,共5页
提出了一种新的表面等离子体激元透镜的设计方案,该方案通过在两个亚波长小孔的外表面放置电介质光栅实现对入射光束的有效会聚。利用遗传算法研究了波导中表面等离子体激元的色散关系,结果表明,通过调节亚波长小孔的宽度和介电常数可... 提出了一种新的表面等离子体激元透镜的设计方案,该方案通过在两个亚波长小孔的外表面放置电介质光栅实现对入射光束的有效会聚。利用遗传算法研究了波导中表面等离子体激元的色散关系,结果表明,通过调节亚波长小孔的宽度和介电常数可以有效地调控有效折射率,从而实现对亚波长金属平板波导结构中表面等离子体激元传播特性的调控。利用时域有限差分方法(FDTD)结合完美匹配层(PML)边界条件数值模拟了此结构中的光场分布,讨论了光栅周期数对成像特性的影响,从而深入理解了纳米聚焦效应的物理机制。结果显示,随着表面光栅数的增多,焦距和焦斑大小都在增加。光栅数从5增加至11时,焦距由1.715μm增大至2.325μm,焦斑大小由0.615μm增大至1.715μm,这一结构有可能被用作未来集成光路中的纳米聚焦器件。 展开更多
关键词 金属波导 表面等离子体激元透镜 亚波长小孔 时域有限差分法
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以改进的混合方法预测室外到室内的电波传播 被引量：7
13
作者 黄永明 吕英华 +2 位作者 徐立 张洪欣 冯晓俊 《电波科学学报》 EI CSCD 2003年第4期428-432,共5页
采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研... 采用了理想匹配吸收层技术改进了了基于衍射几何射线法(GTD)与时域有限差分法(FDTD)的混合方法,改进后的方法使计算结果比基于Mur吸收边界条件的混合法更精确更具有稳定性。该方法可作为一种移动通信系统设计方法的新选择;利用该方法研究了由室外到室内的电波传播预测,给出了计算结果和传播规律性。 展开更多
关键词 电波传播 理想匹配吸收层 衍射几何射线法 时域有限差分法 移动通信
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一种处理Cole-Cole色散媒质的FDTD改进方案 被引量：7
14
作者 刘广东 张开银 范士民 《计算物理》 CSCD 北大核心 2014年第3期363-371,共9页
对柯尔-柯尔(Cole-Cole)色散媒质的时域有限差分(FDTD)方案尝试给出改进:(1)保留了Cole-Cole经验公式中的静态电导率项;(2)扩展到三维情形;(3)人体乳房组织的模型参数源于实验测量.数值算例结果初步证实改进方案的可行性和有效性.改进... 对柯尔-柯尔(Cole-Cole)色散媒质的时域有限差分(FDTD)方案尝试给出改进:(1)保留了Cole-Cole经验公式中的静态电导率项;(2)扩展到三维情形;(3)人体乳房组织的模型参数源于实验测量.数值算例结果初步证实改进方案的可行性和有效性.改进方案适用于模拟更一般柯尔-柯尔色散媒质中的电波传播. 展开更多
关键词 时域有限差分方法 色散媒质 柯尔-柯尔模型
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飞秒激光微加工制备金属线栅太赫兹偏振片 被引量：6
15
作者 陈燕青 高炳攀 +3 位作者 林炎章 居学尉 王杰 王向峰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期87-92,共6页
基于时域有限差分(FDTD)法,对金属线栅结构的太赫兹(THz)偏振特性进行了仿真分析,研究了占空比和金属层厚度对偏振特性的影响,发现随着厚度的增加,0.1~10THz范围内出现了周期性高透射现象。基于飞秒激光微加工技术制备了周期性金属线栅... 基于时域有限差分(FDTD)法,对金属线栅结构的太赫兹(THz)偏振特性进行了仿真分析,研究了占空比和金属层厚度对偏振特性的影响,发现随着厚度的增加,0.1~10THz范围内出现了周期性高透射现象。基于飞秒激光微加工技术制备了周期性金属线栅太赫兹偏振片,利用时域太赫兹光谱系统进行了实验测试,实验结果与仿真结果相吻合,偏振片的消光比在40dB^45dB范围内,偏振度为1,显示了良好的偏振特性。 展开更多
关键词 激光技术 太赫兹(THz) 偏振片 飞秒激光微加工 时域有限差分(fdtd)法
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传输线馈电的混响室时域仿真与实验验证 被引量：6
16
作者 王松 武占成 +1 位作者 崔耀中 程二威 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2906-2911,共6页
归一化场强是对混响室仿真结果进行实验验证的重要参量,而品质因数是表征混响室性能的关键指标。为了简化归一化场强的计算并实现对品质因数的合理评估,给出了适用于一般线天线端口的传输线式馈电模型,通过参数的对比验证了该馈电模型... 归一化场强是对混响室仿真结果进行实验验证的重要参量,而品质因数是表征混响室性能的关键指标。为了简化归一化场强的计算并实现对品质因数的合理评估,给出了适用于一般线天线端口的传输线式馈电模型,通过参数的对比验证了该馈电模型的正确性,并从混响室储能平衡角度,推导出品质因数关于归一化场强的关系式。采用该馈电模型,应用时域有限差分算法对实际混响室进行了数值仿真,并对几个代表性频点做了实验验证。结果表明:应用该馈电模型并将空气区域电导率设置为20μS/m,得到的归一化场强平均值逼近于实测结果,而品质因数随频率升高呈振荡上升的趋势。这为混响室的优化设计和品质因数的数值评估提供了新思路。 展开更多
关键词 混响室(RC) 时域有限差分(fdtd)法 传输线馈电 归一化场强 品质因数 S参数
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计算含窗薄壁腔体屏蔽效能的时域有限差分法 被引量：4
17
作者 焦超群 李琳 崔翔 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第5期619-622,共4页
文中给出了时域有限差分法处理腔体棱边处场量的差分格式的算法,并用于计算薄壁腔体的屏蔽效能。两个计算实例表明,其计算结果与等效传输线法的计算结果和模型试验的测量结果相吻合,检验了文中算法的有效性。
关键词 时域有限差分法 薄壁腔体 屏蔽效能
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分析水下目标的大比例变换总场散射场源FDTD方法 被引量：5
18
作者 郑奎松 罗欢 +1 位作者 余慧 丁腾江 《计算物理》 CSCD 北大核心 2016年第1期75-82,共8页
为解决探测水下目标的电磁散射问题,提出大比例变换的总场-散射场源时域有限差分(FDTD)方法.该方法包含两次FDTD计算:第一次计算采用细网格得到激励源周围的近场值;第二次计算采用粗网格得到远距离的电磁场值.两次FDTD计算通过总场-散... 为解决探测水下目标的电磁散射问题,提出大比例变换的总场-散射场源时域有限差分(FDTD)方法.该方法包含两次FDTD计算:第一次计算采用细网格得到激励源周围的近场值;第二次计算采用粗网格得到远距离的电磁场值.两次FDTD计算通过总场-散射场边界建立联系.实现细粗网格的大比例变换,例如变换比例N=10,大大节省了计算时间,降低了计算内存的消耗,提高了计算效率.通过算例验证该方法的正确性和有效性.最后,计算水下岩层中存在异常体时的电磁响应,指出当岩层中异常体电导率不同时,接收点处电磁场的幅值和相位均不相同. 展开更多
关键词 时域有限差分方法 总场散射场源 等效原理
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生物细胞亚显微结构对光散射特性的影响 被引量：5
19
作者 孙杜娟 胡以华(指导) +2 位作者 王勇 李乐 李磊 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期710-714,共5页
构建细胞模型、'细胞基质'模型以及'细胞基质-细胞核'模型等3个模型,分别表征不同层次细胞结构,采用时域有限差分方法进行仿真计算,分别比较了3个模型的远场雷达散射截面在5个散射区的数值差异,分析了细胞器、细胞核和... 构建细胞模型、'细胞基质'模型以及'细胞基质-细胞核'模型等3个模型,分别表征不同层次细胞结构,采用时域有限差分方法进行仿真计算,分别比较了3个模型的远场雷达散射截面在5个散射区的数值差异,分析了细胞器、细胞核和细胞基质等细胞亚显微结构对细胞电磁散射特性的影响.研究结果表明,生物细胞整体电磁散射特性主要由其细胞基质决定,细胞核的存在显著增强了细胞在20°≤θ≤40°和150°≤θ≤180°两个散射区的散射能力,随机分布的细胞器增强了细胞的侧向散射,削弱了细胞核在上述两个散射区的散射效果,使细胞散射波分布趋于均匀. 展开更多
关键词 光散射 细胞散射特性 细胞亚显微结构 时域有限差分方法
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纳米级针孔矢量衍射波前误差分析 被引量：5
20
作者 王俐 饶长辉 饶学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期499-505,共7页
应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数... 应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定。为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数。基于矢量衍射理论,在会聚高斯光束照射下,计算了针孔厚度和直径大小对衍射波前误差的影响,衍射波前中的像差成份、能量透过率、强度均匀性、针孔加工误差及光束相对针孔中心发生平移、离焦、倾斜时衍射波前误差的变化。分析计算显示,在NA为0.6时,为了使相对于理想球面波的波峰波谷值(P-V)偏差不大于0.005λ(λ=193nm),在实际针孔的加工制作中,应选取材料铬,并取厚度200nm,直径180nm为适宜。 展开更多
关键词 光学检测 波前误差 会聚高斯光束 矢量衍射 Hartmann-Shack波前检测仪 时域有限差分法
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