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硅光子模斑转换器的研究进展被引量：3: 2018年; 硅光子模斑转换器是硅光子集成芯片与外部光纤连接的关键器件,在集成光路中起着至关重要的作用。标准光纤的模斑尺寸与纳米光子波导的模斑尺寸不匹配,导致标准光纤与纳米级硅波导直接对接时存在很大的耦合损耗,而硅光子模斑转换器能够显著减小它们之间的光损耗。硅光子模斑转换器的一端具有较大的模斑尺寸,与标准光纤的模斑尺寸相匹配;其另一端具有较小的模斑尺寸,与纳米硅光子波导的模斑尺寸相匹配,因此能够显著减小标准光纤与纳米硅光子波导之间的光连接损耗。综述了不同结构转换器的特点,对不同类型的转换器在结构、性能以及应用上的优缺点进行了比较与分析,对硅光子模斑转换器的前景进行了展望,并提出一些看法。; 胡娟林欢汪维军陈华方青; 关键词：集成光学光栅耦合器

微波干燥过程中氯化钠电磁特性数值模拟研究: 2019年; 多模微波腔体是最为常见的加热腔体,然而在加热过程中待加热的物料常会表现出选择性加热的特点,这是由于微波加热的效果与物料的电磁特性参数密切相关。针对氯化钠在微波腔体中加热效果呈现出的差异性造成腔体内电磁场分布以及加热不均匀等问题,建立电磁热模型对氯化钠在加热过程中的电磁敏感性对温度变化的影响进行研究。通过时域有限差分法(Finite Difference Time Domain,FDTD)耦合求解电磁场及热场方程,对微波加热氯化钠的升温速率随着电磁特性参数以及氯化钠含水率变化的规律进行实时的仿真计算。结果表明:随着氯化钠相对介电常数的增大,其腔体内的电场分布越均匀,介质对电磁波的吸附作用越明显。随着氯化钠损耗角和含水率的增大,腔体内氯化钠的升温速率以及稳态温度增大。; 陈华林欢汪维军巨少华; 关键词：时域有限差分法相对介电常数损耗角升温速率

氯化钠在微波干燥中的动态吸波效率研究被引量：6: 2014年; 为了研究物料在微波干燥过程中的动态吸波效率,文中将反射损耗理论引入其中,计算了2.45 GHz微波频率下,20℃时含水率为1%—5%以及含水率为4%的氯化钠在20—100℃的反射损耗系数。计算结果显示,厚度为0.014 m含水率4%的氯化钠在60℃取得最大的微波吸收效率,达到-68 dB;不同含水率的氯化钠反射损耗系数随着厚度的增加,会按照含水率由高到低的顺序依次出现吸波峰。研究结果表明,只有在对应小于1/8波长的吸收峰偏移的较小厚度下,氯化钠才能在整个微波干燥过程中一直取得较高的吸波效率。; 尚小标陈君若张伟峰彭金辉陈华郭胜惠陈菓; 关键词：氯化钠微波干燥反射损耗

一种新型圆柱型谐振腔用于闪蒸实验研究被引量：4: 2016年; 针对工业废水的处理设计了一种新型圆柱形谐振腔用于微波闪蒸腔体结构。本文首先通过波导理论推导了圆柱谐振腔中的电磁场分布,其次编程计算出圆柱谐振腔体中模式数分布对腔体设计的影响,最后利用HFSS仿真软件对腔体结构及其馈口的位置进行了优化,并最终根据优化结果制造出第一代闪蒸腔体。采用微波闪蒸技术和常规闪蒸技术处理含Zn2+和硫酸的废水,进行实验对比,实验结果表明微波闪蒸技术要优于常规闪蒸,并且闪蒸效果良好。; 陈华巨少华张瑾张利波郭胜惠

二氧化硅陶瓷在微波场中的透波性能研究被引量：2: 2015年; 为了研究厚度、温度以及频率对二氧化硅陶瓷耐火层透波性能的影响,以期设计出在整个微波加热过程中都具有良好透波性能的耐火层。根据传输线理论计算了0~0.1m厚度范围内的二氧化硅陶瓷在不同温度、频率下的功率透过系数;给出了二氧化硅陶瓷在不同温度下透波率大于90%的厚度区间。计算结果表明:随着耐火层厚度的增加,会依次出现多个透波峰,并且透波峰幅值逐渐减小;2.45GHz频率下,厚度为0.0375m、0.075m时,二氧化硅陶瓷展现出良好的透波性。; 万欣欣尚小标陈君若彭金辉; 关键词：微波加热耐火材料介电常数

硅酸铝/氧化锆纤维板在微波加热中透波性研究被引量：2: 2014年; 为了研究微波加热过程中温度、厚度对硅酸铝/氧化锆纤维板保温层透波性能的影响,以期设计出在整个微波加热过程中都具有良好透波性能的保温层,利用通过单层平板内电磁波传播的理论机制和计算模拟技术,分析了保温层厚度和温度变化对硅酸铝/氧化锆纤维板透波性能影响的规律。同时从透波性能的角度,提出了硅酸铝/氧化锆纤维板保温层在微波加热中厚度选择的基本原则。研究结果表明:20℃时,硅酸铝纤维板的功率透过系数随厚度增加呈波动状态变化,存在透波峰;随着温度的升高,这种波动状逐渐消失,近似呈线性递减,1 300℃时,0.1 m厚度的硅酸铝纤维透波率仅为0.62。氧化锆纤维板在20,200,500℃时,功率透过系数随着厚度的增加呈明显的波动变化,厚度为0.04,0.08 m时,功率透过系数曲线出现透波峰。该研究成果有助于微波高温加热设备的设计,微波加热工艺参数的优化以及微波能利用率的提高。; 尚小标陈君若张伟峰彭金辉陈华郭胜惠陈菓; 关键词：保温层微波加热复介电常数

基于波导等效阻抗建模用于钛铁矿微波还原的谐振腔体研究: 2014年; 提出了一种利用等效阻抗的思想来设计微波谐振腔。通过计算传输波导的主模等效阻抗与谐振腔近似等效阻抗匹配来确定谐振腔体的尺寸,从而使多模谐振腔与传输波导具有良好的匹配,微波源能够以最小的反射馈入谐振腔内。以钛铁矿作为加热研究的物料,利用HFSS软件分别对单馈口和多馈口多模腔的反射系数进行了优化仿真,并且给出了腔体内场分布的情况,仿真优化的结果与等效阻抗匹配方法计算值接近,验证了根据波导等效阻抗方法来设计腔体结构的可行性,为设计高温微波冶金多模腔体提供了新的参考依据。; 陈华刘晨辉周俊文彭金辉郭胜惠; 关键词：等效阻抗 HFSS软件微波加热

基于MATLAB的微波加热腔内介质扰动下的数值模拟研究被引量：1: 2018年; 时域有限差分法(FDTD)是分析微波加热腔体的一种常用方法。采用微分高斯脉冲激励源,通过施加UPML边界条件来改善边界处的吸波效果。应用MATLAB软件编程对传输波导和谐振腔内的电磁场分布进行了数值计算分析。计算出了波导内的反射参量,分析了在不同介质加载的情况下,腔体内介质的扰动对电磁场分布的影响,同时研究了反射参量曲线图,进而得到了不同条件下传输波导的最好匹配频率。结果表明,随着腔体内填充介质的相对介电常数的增大,吸收电磁波的效果增强。; 汪维军林欢陈华; 关键词：时域有限差分法谐振腔

微波加热均匀性改善及微波闪蒸多模腔体优化研究被引量：6: 2016年; 针对有色金属废水处理难题,蒸发处理含重金属离子的废水,改善微波加热均匀性和微波闪蒸效率.根据微波谐振腔的腔壁微扰理论,结合准光学腔的稳定性条件,对圆柱形的微波闪蒸装置的结构进行更改,设计了一种新型的准光学微波闪蒸多模腔体.通过分析给出了微扰程度对反应腔体内场分布的影响,在微扰限度内,通过优化改善腔体内的谐振模式数分布,改善微波加热的均匀性,获得最优化的腔体尺寸,并利用基于有限元算法的三维电磁仿真软件HFSS,对微扰前后闪蒸腔体内的场分布进行数值模拟.模拟结果表明基于理论设计的新型准光学微波闪蒸多模腔体内场分布更均匀,场强更强,热点现象明显减弱,可以有效避免蒸发加热过程中的过冷或过热现象.; 张瑾陈华樊则宾吴光敏赵建军巨少华; 关键词：微波加热

莫来石耐火材料在微波加热中的透波性能研究被引量：2: 2014年; 为了研究微波加热频率、温度、厚度对莫来石耐火材料透波性能的影响,以期设计出在整个微波加热过程中都具有良好的透波性能的耐火层,利用单层平板内电磁波传播的理论机制和计算模拟技术,分析了耐火层厚度、温度及频率变化对莫来石耐火层透波性能影响的规律。同时从透波性能的角度,提出了莫来石耐火层在微波加热中厚度选择的基本原则。研究结果显示,随着厚度的增加,会相继出现多个透波峰,并且透波峰值呈指数减小;随着温度的升高,莫来石耐火层对电磁波的透波峰向较小厚度方向偏移;在915MHz频率下,厚度为0.025m、0.045m、0.07m时,莫来石耐火层展现出很好的透波性能。; 尚小标陈君若张伟峰彭金辉陈华郭胜惠陈菓; 关键词：莫来石耐火材料微波加热介电常数

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国家自然科学基金(51304097)

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