准光学系统的并行物理光学仿真研究.pdf

《准光学系统的并行物理光学仿真研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、？■＇＇■＊ｒ＝－＊一■ｒ．．？，＜．．一？？－－■一…、■＾■■ｙ．；ｋ，，＇：‘Ｖｉ，．心ｆ＇－＇■．．＾＇－－一．—／．产＇卢＇？？．．＊，，Ｉ，一？＇‘＾＇／爭校巧码７０，化６学号：：Ｗ２郑癸号＇＇＇—占‘＼＇甘：．近球筑；‘■心－户：．．．．．ｊ—．＇．—．■二．－—乂：．．．’一－７；？！三一．＇’＇：．＇．：Ｖ；－／甘苗＇戸，，■Ｗ‘谋軒－■？ｖＶ．，，

2、．：’－．＊１‘一，．，？．一？‘‘１？．－古；．一．主參味證乂參囊硕玉学位论策护＾．、．－：厶、．．．．■．＿＇＇‘＇：ｖ、．。巧产Ｖ．：＇；，ｒ；谁光学系绣的券行物理光学讚餐巧．’：’＇■？＇：．．．巧—Ｖ．，‘—．．＾．．＇凉臨ｒ罵数理学臨７堇，．．＇．－专泌Ｖ天体觀搜＾－抓梵淆巧；／鬼磁域与徹渡技术ｆ＇．：滞：縣：玲研究生姓名Ｖ卢：．皆．；：；—＇．丫指．导敏贩濟壤綠■－■、ｒ￣，．完勝一￣＾＾１生喊誦？某＇寶■

3、上海师范大学硕士学位论文摘要摘要目前，国内外毫米波、亚毫米波射电望远镜和科学仪器的设计中均大量采用了准光学系统。在毫米波、亚毫米波和太赫兹波段，准光学技术利用电磁波在空间聚束传播的方式来传递电磁信号，与其他传输线相比，具有损耗小、传输功率高、可多波束多极化工作等明显的优点。但是，对于较大尺寸的反射镜或多反射镜和透镜组成的准光系统，比较缺乏一种快速有效的仿真分析方法，本文所做的研究工作正是为了解决这一问题。一般情况下，准光系统中主要包括若干反射镜和透镜等。传统的物理光学算法只能电磁波的处理反射问题，本文中采用高频近似方法的原则，借鉴平面波的折/反射公式，使该算法可以统一处理准光系统中的折射和反

4、射问题。以扩展的物理光学算法为基础开发了一套方便工程应用的仿真软件，能够提供馈源，平面反射镜、椭球面反射镜、双曲面反射镜、抛物面反射镜以及球面透镜等基本模型的建模，有良好的近场和远场分析和图像化显示的功能，具有建模简单、仿真速度快、准确度满足需求等优点。本文首先简要介绍了准光学、准光学技术和准光学系统，详细讨论了准光学系统的特点和组成，介绍了一些典型的准光学系统的分析方法，并对比分析了各自的优缺点。本文提出的扩展型物理光学算法可以统一处理准光学系统中的折射和反射问题，计算效率高且同时具有足够的精确度。根据扩展型物理光学算法的建模要求，详细地描述了对准光学系统中各种光学曲面建模方法，以及所采用

5、的曲面网格剖分算法。对于软件设计，本文只对图形用户界面和并行计算的部分做了相关说明，由于篇幅限制，省略了代码设计部分。最后列举了两个仿真计算实例，并与全波仿真法和实测结果进行对比，验证了该软件在仿真准确度和计算效率方面的优点。关键词：准光学系统；物理光学算法；并行计算；仿真软件IShanghaiNormalUniversityMasterofAstrophysicsAbstractAbstractQuasi-opticalsystemislargelyadoptedinthedesignofmillimeterandsubmillimeterwaveradiotelescopesandsci

6、entificinstrumentsathomeandaboardpresent.Incomparisonwithmanyothertransmissionlines,quasi-opticaltechnique,whichmakinguseofthepropagationofelectromagneticwaveinaparaxialbeaminmillimeter/submillimeterandterahertzspectrum,iswithlowerlossfrommediaandhigherpower-handlingcapabilityandtheabilityofworking

7、withmulti-modeandmulti-polarization.Butafastandefficientanalysisandsimulationmethodislackinginaquasi-opticalsystemcomposedoflargescalereflectorsoraquasi-opticalsystemwithlargenumberofmirrorsandlenses.Thepur