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原创 基于 Qt 6 的 CS 架构虚拟光驱系统
本文介绍了一个基于Qt6的跨平台虚拟光驱系统,采用C/S架构实现。系统严格遵循SCSI SAM-5和MMC-6规范处理命令,并完整支持ISO9660:1998标准解析光盘镜像。工程采用模块化设计,包含客户端界面、服务端核心、网络通信、SCSI命令处理、ISO文件系统解析和设备模拟等组件。客户端提供连接管理、命令发送和日志显示功能;服务端实现了多客户端管理、SCSI命令分发、ISO镜像解析和虚拟设备控制。系统充分利用Qt信号槽机制实现组件解耦,支持Windows/Linux/macOS平台,具备良好的扩展性和
2025-11-24 10:42:13
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原创 SAM-5 核心类体系的 C++ 完整设计
本文基于SCSI架构模型SAM-5标准,提出了一个完整的C++类体系设计方案。该设计包含26个核心类,包括基础架构类(如SCSIDomain、ServiceDeliverySubsystem)、端口和地址类(如SCSIPort、LUN)、设备和逻辑单元类(如SCSITargetDevice、LogicalUnit)、功能和任务管理类(如TaskManager、DeviceServer)等。设计采用现代C++特性,使用智能指针管理对象生命周期,通过继承和组合关系体现SAM-5模型中的概念关联。文章还提供了一个
2025-11-22 21:24:41
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原创 SAM-5 核心模型 C++ Demo 程序
本文实现了一个基于SCSI架构模型SAM-5标准的C++演示程序,包含五大核心模块:架构模型(SCSI设备、逻辑单元和端口关系)、命令模型(命令执行流程和状态管理)、事件通知模型、任务管理功能和任务集管理。程序通过面向对象设计封装了命令交互、任务管理和事件处理流程,支持ACA机制、命令状态流转和任务管理操作。演示程序模拟了SCSI设备间的命令交互场景,包括READ/WRITE命令执行、ACA建立与清除、逻辑单元重置等典型操作,并输出详细交互日志。该实现可作为SCSI协议栈开发的参考模型,未来可扩展传输协议支
2025-11-22 11:28:11
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原创 SCSI Architecture Model - 5(SAM-5)
摘要:SAM-5是美国国家标准草案(T10/2104-D Rev05),由INCITS T10委员会制定,聚焦SCSI架构模型。文档定义了SCSI类体系(26类核心类)、Nexus关系(4类)、LUN标识规则(64/16位)及4种寻址方式,详细阐述了命令模型(含8种状态码)、任务管理功能(9类)及任务集管理机制。特别说明CLEARACA与ABORTTASKSET的区别:前者清除ACA条件,后者中止指定nexus所有命令。文档还包含事件通知模型、引用标准及资料性附录,强调仅限INCITS成员用于标准化活动。目
2025-11-22 10:03:07
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原创 libburn、libisofs 和 libisoburn 这三个核心库
本文分析了libburnia项目中的三个核心库:libburn、libisofs和libisoburn。libburn负责光盘低级读写操作,提供设备控制和数据刻录功能;libisofs构建符合ISO9660标准的文件系统结构,支持多种扩展格式;libisoburn作为桥梁,协调前两者实现从文件系统到物理刻录的转换。三库分工明确:libisofs处理"写什么",libburn负责"如何物理写入",而libisoburn则实现逻辑到物理的转换。这种解耦设计使整个系统既灵活
2025-11-20 17:55:21
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原创 xorrisofs的系统架构与开源地址
xorrisofs是GNU xorriso项目的兼容层前端,用于模拟mkisofs/genisoimage命令。其系统架构采用分层设计:用户接口层提供兼容前端和原生交互模式;核心引擎层(libxorriso)处理高级功能;底层依赖libburnia库族(libburn、libisofs、libisoburn)实现ISO文件系统生成和光盘刻录功能。该架构具有模块化、兼容性强等特点,支持文件输出和设备输出两种模式。项目代码仓库位于GNU Savannah,主流Linux发行版均可通过包管理器安装。
2025-11-20 17:03:11
984
原创 ISO9660
ISO9660文件系统是光盘存储的标准格式,具有以下特点:文件名只能包含大写字母、数字、点和下划线;扇区大小通常为2KiB;支持双端序数字格式。系统包含主卷描述符、路径表和目录记录三种数据结构,提供两种文件查找方式:通过路径表快速定位或递归搜索目录。RockRidge和Joliet扩展分别支持POSIX属性和Unicode文件名。注意某些系统可能生成不符合标准的光盘,且路径表条目限制为65536个。系统区域前32KiB可能包含其他分区信息。
2025-11-20 16:40:08
753
原创 ISO 9660 文件和目录描述符图形化说明
本文档通过图形化方式系统阐述了ISO9660标准中文件和目录描述符的结构体系。该体系包含三种核心数据结构:目录记录(可变长度,包含文件位置、大小、时间戳等基本信息)、路径表记录(支持快速目录导航)和扩展属性记录(提供权限控制、多时间戳等高级功能)。文中详细解析了各类描述符的字段结构、数据格式及相互关系,特别对比了7字节与17字节两种日期时间格式的差异,并说明了字符类型、数值记录等标准规范。配套的8幅图示直观呈现了复杂的结构细节,为理解ISO9660文件系统组织原理提供了可视化参考。该体系设计兼顾基础功能与扩
2025-11-20 16:22:48
867
原创 ISO9660卷描述符结构图形化说明
本文档图形化展示ISO9660标准中卷描述符的结构与内容。ISO9660是光盘文件系统的国际标准,卷描述符是其核心部分,包含主卷描述符、补充卷描述符、引导记录等多种类型。主卷描述符详细记录了卷标识、系统信息、路径表等关键数据,采用2048字节固定结构。补充卷描述符支持多语言字符集,引导记录用于系统启动。文档还说明了日期时间格式、路径表结构和数值记录方式,并配有多个可视化图表,直观呈现复杂的卷描述符体系。
2025-11-20 16:15:20
611
原创 物质方程或本构方程的简介
物质方程(本构方程)是连接通用物理定律与材料特性的关键方程。它们通过材料参数(如弹性模量、粘度等)描述物质对外部作用的独特响应方式,使理论方程组封闭可解。常见类型包括弹性固体的胡克定律、牛顿流体的粘性定律以及电磁介质的本构关系。本构方程需要遵循确定性、客观性等基本原则,并根据材料特性可分为线性/非线性、率相关/率无关等类别。这些方程从简单弹性到复杂粘弹性不等,是理解和预测材料行为的理论基础,在连续介质力学和电磁学中具有核心地位。
2025-11-19 21:27:04
635
原创 磁盘地址划分与寻址
摘要:本文系统阐述磁盘地址的层次化寻址机制。首先介绍物理层的CHS寻址(柱面/磁头/扇区),指出其与硬件强耦合的局限性;进而分析LBA(逻辑块地址)的抽象优势,实现物理扇区到线性地址的转换;最后说明操作系统如何通过文件系统将LBA空间组织为分区、块和文件路径的多层结构。现代存储技术(如SSD和4K扇区)在此架构基础上进行优化,但保持LBA接口的兼容性,完整展现了从物理设备到逻辑访问的逐层映射过程。
2025-11-17 10:46:29
841
原创 电磁场中的静态与定态两个概念
本文比较了静态场和定态场的概念区别。静态场指场源和场量都不随时间变化,麦克斯韦方程组退耦为静电场和静磁场,没有能量流动。而定态场允许场量随时间稳定变化(如振荡),麦克斯韦方程组保持耦合,存在稳定的能量传输。静态场如永久磁铁,而定态场包括天线辐射的电磁波、激光等,前者代表静态平衡,后者体现动态平衡下的能量传输。
2025-11-15 21:52:07
874
原创 电磁场中的旋度Curl与散度div
摘要:旋度和散度是描述向量场特性的关键微分算子。旋度衡量场的旋转特性,通过右手定则确定方向,在电磁学中体现为法拉第电磁感应定律和安培-麦克斯韦定律。散度反映场的发散或汇聚特性,在电磁学中表现为高斯定律:电荷作为电场的源产生散度,而磁场不存在散度源(磁单极子)。两者共同构成了麦克斯韦方程组的数学基础,分别揭示了电磁场的涡旋源和通量源特性,为分析各种向量场提供了强大工具。
2025-11-15 21:39:23
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原创 高斯定理在麦克斯韦方程组中的应用
摘要:高斯定理(散度定理)是连接麦克斯韦方程组积分与微分形式的关键数学工具。该定理将闭合曲面的通量积分转化为体积内的散度积分,揭示了宏观通量与微观场源的对应关系。在麦克斯韦方程组中,高斯定理将高斯电定律的积分形式∮E·dA=Q/ε0转化为微分形式∇·E=ρ/ε0,表明电荷是电场的源;同时将高斯磁定律∮B·dA=0转化为∇·B=0,证实磁场无单极子。这种转化实现了宏观与微观描述的对应,为电磁波理论奠定了数学基础,并在计算对称性问题时提供了极大便利。
2025-11-13 20:29:47
1123
原创 仿照布尔代数的一套三值代数系统
本文介绍了一个基于Kleene三值逻辑的代数系统,扩展了传统布尔代数结构。该系统定义了三个基本值:真(T)、假(F)和未知(U),并实现了六种逻辑运算:非、与、或、异或、蕴含和等价。系统通过真值表验证了运算规则,保持了布尔代数的交换律、结合律等基本性质,但在三值环境下排中律和矛盾律不再普遍成立。应用示例展示了该系统在数据库查询、电路设计和不确定性推理等领域的实用性。该三值代数系统为处理不确定性和部分信息提供了严格的数学基础,扩展了传统二值逻辑的应用范围。
2025-11-12 19:27:17
528
原创 用LLVM开发新语言系列(2)实现语法分析器和AST
本文介绍了如何使用LLVM为Kaleidoscope语言开发语法解析器和抽象语法树(AST)。主要内容包括: 定义AST节点结构,包括表达式、函数原型和函数对象等核心语法结构; 实现递归下降解析技术,处理基本表达式(数值、变量、括号表达式); 采用运算符优先级解析算法解决二元表达式的二义性问题; 完成函数定义、外部声明等语法结构的解析; 构建约400行代码的完整编译器前端,包含词法分析、语法解析和AST生成功能。 通过优先级表驱动的解析方法,系统能正确处理运算符优先级和结合性,为后续代码生成阶段奠定基础。该
2025-11-12 17:22:26
573
原创 抽象语法树AST与python的Demo实现
摘要:抽象语法树(AST)是源代码的树状表示,保留程序逻辑结构而忽略语法细节。相比具体语法树(CST),AST更简洁,专注于语义表达。作为编译流程的核心环节,AST广泛应用于语义分析、代码生成和优化等阶段。现代AST设计采用访问者模式、组合模式等专业模式,支持序列化、持久化和属性集成。工业级工具如ANTLR、Tree-sitter等提供强大支持,AST在静态分析、重构工具和语言服务器协议(LSP)中发挥关键作用。示例展示了AST的构建、遍历和求值过程,验证了其作为编译器核心数据结构的实用价值。
2025-11-12 14:56:52
406
原创 量子行走与离散量子行走
量子行走是随机行走的量子推广,通过引入量子叠加和干涉效应实现指数级加速。核心在于离散量子行走模型:系统由位置和"量子硬币"态构成,通过哈达玛门操作和条件位移实现演化。相比经典随机行走的√T扩散速度,量子行走展现出T量级的弹道式传播,形成不对称双峰分布。这种特性使其成为量子算法设计、量子模拟和量子计算的重要工具。量子行走的传播速度和干涉模式取决于初态选择和硬币算子,展现了量子计算相对于经典计算的显著优势。
2025-11-10 21:34:28
535
原创 QT入门程序解析
本文分析了QT应用程序中窗口显示的关键机制:w.show()和a.exec()的协同工作原理。w.show()仅设置窗口可见标志并提交重绘请求到事件队列,实际绘制操作由a.exec()启动的事件循环处理。文章详细解析了w.show()内部执行流程:状态设置、创建平台窗口、布局计算和事件提交,强调其与事件循环的"请求-执行"关系。通过比喻说明w.show()相当于提交申请,而a.exec()才是执行申请的核心机制,二者缺一不可。最终指出窗口显示需要完整的事件循环支持,否则无法正常呈现。
2025-11-07 11:21:12
34
原创 编译器中的递归下降解析和运算符优先级解析两种技术
本文比较了递归下降解析和运算符优先级解析两种技术。递归下降采用自顶向下方法,为每个语法规则编写递归函数,直观反映语法结构但存在左递归问题;运算符优先级专门处理表达式,通过优先级表高效解决结合性和优先级问题。两者各具优势:递归下降适合语言整体结构解析,运算符优先级擅长复杂表达式处理。实际应用中常结合使用:用递归下降解析语句结构,运算符优先级处理表达式部分。理解这两种技术对构建编译器至关重要,选择时需根据具体语法特性决定。
2025-11-03 10:19:58
429
原创 用LLVM开发新语言系列(1)LLVM教程简介与词法分析器
本教程通过开发Kaleidoscope语言,展示LLVM编译器的强大功能。教程分为8章,逐步实现词法分析器、语法解析器、AST构建、IR生成、JIT支持等核心功能,最终仅用700行代码完成完整编译器。Kaleidoscope支持函数定义、流程控制、自定义运算符等特性,采用64位浮点作为唯一数据类型。教程强调实践性,通过具体代码示例讲解LLVM的API使用,并鼓励读者扩展完善。实现过程中采用了简洁的编程风格,为后续优化留出空间。
2025-11-01 12:04:24
888
原创 基于LLVM的四值计算机类C语言编译器实现
摘要:本文详细介绍了为四值计算机设计编译器的完整流程。从理解四值逻辑系统开始,包括经典四值(0,1,X,Z)和量子四值等类型,到项目架构设计、开发环境配置、数据类型定义、前端编译器创建等关键步骤。重点阐述了LLVM IR扩展、四值运算语义实现和目标代码生成等技术细节,并提供了示例语言扩展和完整的开发工具链构建方案。文章还包含测试策略和实用建议,推荐从基础功能入手,重用Clang组件,并强调文档化和模拟测试的重要性。
2025-11-01 10:34:21
205
原创 多值计算机编译器的AI Agent Demo
本文介绍了一个多值计算机编译器AI助手项目,该项目实现了从代码生成到硬件模拟的完整编译流程。项目采用模块化设计,包含AI代理、编译器核心和硬件模拟器三大模块。AI代理提供代码生成、优化建议和测试用例生成功能;编译器实现词法分析、语法分析、语义分析和代码生成;硬件模拟器支持三值逻辑运算。项目特点包括:1)完整的编译器工作流;2)AI辅助开发功能;3)三值逻辑支持;4)硬件模拟能力。该演示系统展示了AI如何在编译器开发的各个环节提供智能辅助,虽然简化但清晰地呈现了核心概念和实现方法。
2025-10-28 20:23:32
222
原创 用于开发多值计算机的编译器AI Agent
摘要 本项目旨在开发一个AI辅助的编译器工具链,专门针对多值逻辑计算机体系结构(如三值、四值逻辑)。AIAgent作为开发者的智能助手,贯穿六个核心阶段:需求分析、前端开发(词法/语法/语义分析)、中端开发(中间代码优化)、后端开发(目标代码生成与优化)、测试验证及工具链生态建设。其功能包括自动生成代码框架、优化建议、边界测试、指令选择搜索、超级优化及形式化验证辅助。该AI架构融合LLM推理引擎、知识图谱、规划执行模块与外部工具集成,旨在提升开发效率,降低多值计算领域门槛,探索人机协同的复杂系统开发新模式。
2025-10-28 19:58:56
49
原创 如何设计抑制0级增强±1级的二元全息图并搭建完整的光路系统
本文提出了一种抑制0级并增强±1级衍射的二元全息图设计方案及配套光路系统。全息图设计采用离轴编码方法,通过引入优化载频将±1级与0级在频谱面分离,并进行二值化处理。光路系统包含激光扩束、DMD加载、傅里叶变换、空间滤波和4f中继等关键模块,重点在于精确控制载频参数和空间滤波位置以实现有效级次分离。文中提供了完整的Python设计示例、光学元件选型建议和系统调试流程,形成了一套完整的二元全息光学处理方案。
2025-10-28 15:39:36
893
原创 狄拉克函数与它的性质python函数表示
本文通过Python数值计算演示了δ函数的五种近似方法(高斯、矩形、洛伦兹、sinc和三角波函数)及其数学性质验证。首先展示了不同参数下各近似函数的图像特征,随后验证了δ函数的核心性质:筛选性质(∫f(x)δ(x-x₀)dx≈f(x₀))、缩放性质(δ(ax)=δ(x)/|a|)、偶函数性质(δ(-x)=δ(x))、复合函数性质(δ(g(x)))和卷积性质(f*δ(x-a)=f(x-a))。所有近似方法在积分验证中都接近理论值1,最大相对误差不超过0.5%。可视化结果和数值计算证实了这些近似方法的有效性。
2025-10-27 21:27:18
148
原创 《基本函数的统一算法》
本文提出了一种基于CORDIC技术的统一算法,用于高效计算三角函数、双曲函数、指数函数等基本函数及其反函数。该算法通过圆周、线性、双曲三种坐标系模式,仅需移位、加法、减法等基本操作,即可实现多样化的数学运算。其核心优势在于硬件实现的简洁性——无需乘法器,仅需三个寄存器、移位器和加法器即可构建计算引擎。该算法特别适合ROM或PLA实现,为嵌入式系统等场景提供了高效的计算方案。通过预定义的迭代序列和巧妙的收敛处理,该方案在保证精度的同时显著降低了硬件复杂度。
2025-10-23 20:03:14
777
原创 CORDIC三角计算技术
本文摘要: Jack E. Volder于1959年提出的CORDIC(坐标旋转数字计算机)技术是一种通过移位和加法实现三角计算的高效算法。该技术利用预先计算的角度序列,通过迭代方程xi+1=xi-yi·di·2^-i和yi+1=yi+xi·di·2^-i进行平面旋转,避免了复杂的乘法运算。算法支持圆周、线性和双曲坐标系计算,特别适合具有快速加法器但乘法器性能受限的计算机系统。CORDIC仅需约n次加法即可完成n位三角计算,硬件实现仅需三个寄存器、两个移位器和三个加法器。该技术后来被扩展用于计算双曲函数等,
2025-10-23 16:48:23
969
原创 Ceph: 一个可扩展的高性能分布式文件系统
本文介绍了Ceph分布式文件系统,它通过将数据与元数据分离、使用CRUSH伪随机数据分布函数和动态分布式元数据管理,实现了高性能、高可靠性和可扩展性。系统由客户端、对象存储设备集群、元数据服务器集群和监视器组成。CRUSH算法通过层次化映射将对象分配到存储设备,支持多种副本放置策略。元数据管理采用动态子树分区和能力委派机制。实验评估显示,在256节点集群上,Ceph支持超过25万次元数据操作/秒,并展现出良好的可扩展性。相比传统方案,Ceph消除了元数据查找开销,能适应动态工作负载。未来工作包括改进小文件性
2025-10-16 17:38:05
62
原创 SQLite架构
SQLite的架构主要由编译器、虚拟机、B树和页面缓存等核心组件构成。SQL文本首先被分词器和解析器处理,然后由代码生成器转换为字节码,最终由虚拟机执行。B树模块负责数据存储,页面缓存管理磁盘读写和事务处理。操作系统接口通过VFS抽象层实现跨平台兼容性。SQLite采用模块化设计,各组件通过明确定义的接口交互,确保高效、可靠和可移植的数据库操作。
2025-10-10 21:11:05
10997
原创 偏振光阴影投影的三元光学逻辑处理器
本文提出了一种基于三态逻辑(1,0,i)的光学实现方法,用于无进位/借位的并行算术运算。通过改进的三进制数系统(MTN)和阴影投射技术,实现了与门、或门等逻辑运算的光学编码。系统采用偏振LED光源和特殊像素结构,将三种状态分别映射为无光和两种偏振光。相比二进制系统,虽然编解码更复杂,但该方案能实现并行数学运算,并具有图像处理应用潜力。研究为光学计算提供了新的三态逻辑实现途径。
2025-10-07 16:05:32
581
原创 四种对象型创建模式:抽象工厂、 build模式、原型ProtoType与单例模式
本文介绍了四种创建型设计模式:抽象工厂模式用于创建相关产品族,确保产品兼容性;建造者模式将复杂对象的构建过程分离,支持分步创建;原型模式通过克隆避免重复初始化,适合创建成本高的对象;单例模式确保全局唯一实例,提供集中访问点。每种模式都通过Python和C++代码示例展示实现,并分析了优缺点及适用场景。这些模式为对象创建提供了灵活解决方案,开发者可根据具体需求选择合适模式。
2025-09-30 14:47:32
718
原创 基于类的四种设计模式
本文摘要:介绍了四种常见设计模式及其实现。工厂方法模式通过子类决定实例化解耦对象创建;适配器模式使用多重继承转换不兼容接口;解释器模式构建文法类层次结构解释特定语言;模板方法模式在抽象类中定义算法骨架,允许子类重写特定步骤。每种模式均包含问题描述、解决方案、UML组件图和代码示例(Python/C++/C#),并分析了优缺点。这些模式体现了开闭原则、依赖倒置等面向对象设计原则,适用于不同场景的对象创建、接口适配、语言解释和算法封装需求。
2025-09-30 11:50:10
886
原创 矢量光场降低聚焦点以实现高密度光存储
矢量光场紧聚焦技术通过调控光的偏振和相位分布突破衍射极限,实现亚波长尺度的实心光斑聚焦。该技术利用角向偏振光产生纵向增强场,结合涡旋相位板和扇形滤波器优化光场分布,可使光斑尺寸缩小至λ/3NA-λ/4NA,理论上提升存储密度4-9倍。系统需高精度对准(亚微米级)和高纯度偏振(>95%),采用自适应光学和数字校正技术解决。相比传统方法,该技术具备三维体存储能力和更优信噪比,在光存储、超分辨成像等领域具有重要应用前景。未来发展方向包括量子增强、动态可重构和多维复用等技术融合。
2025-09-29 09:46:26
653
原创 麦克斯韦方程组
麦克斯韦方程组是电磁学的核心理论,揭示了电场与磁场的本质联系。它由四个方程组成:高斯定律说明电荷产生电场;磁场高斯定律表明不存在磁单极子;法拉第定律指出变化的磁场产生电场;安培-麦克斯韦定律表明电流和变化的电场产生磁场。方程组预言了电磁波的存在,并证明光就是一种电磁波,为现代通信技术奠定了理论基础。通过结合边界条件,这些方程还能解释波导中的电磁模式分布,展现了其强大的普适性和应用价值。
2025-09-25 10:14:56
666
原创 光的波长与波数
波长和波数是描述光波空间特性的核心物理量,二者成反比关系。波长(λ)表示一个完整波循环的长度,而波数(k)则是空间角频率,定义为k=2π/λ,反映相位随空间距离的变化率。在介质中,波长缩短为λ=λ₀/n,波数增大为k=nk₀。波长直观描述波的空间周期,波数则直接参与波动方程中的相位计算。这两个量从不同角度描述波的空间周期性,在理论计算中波数因数学便利使用更频繁。
2025-09-24 20:17:57
1233
原创 基于生产者消费者模式设计光存储软件框架
本文提出了一种基于生产者和消费者模式的主流程框架设计,用于实现数据到DMD刻印的流式处理。系统包含四个核心模块:数据读取(生产者)、图像编码、DMD控制和打印控制(消费者)。框架采用多线程并行处理,通过线程安全队列实现生产消费速度匹配,并支持管道式数据处理流程。设计特点包括模块化阶段处理、并行编码优化、缓冲队列管理、状态同步机制以及可配置参数设置,实现了高效稳定的数据流处理与刻印控制。该架构具有良好的扩展性和可维护性,适用于大规模数据刻印场景。
2025-09-23 16:12:43
72
原创 光波导中的导模的形成
摘要:光波导中的导模形成依赖于全内反射和相长干涉两个关键机制。全内反射将光限制在高折射率芯层内,而相长干涉则要求光波在横向谐振条件下传播,即满足特定相位关系(总相位变化为2π整数倍)。这种谐振条件导致只有离散的传播角度和传播常数被允许,形成稳定的横向驻波模式。导模具有离散性、截止特性和模间色散等特点,其数量由波导参数决定。波动光学分析进一步揭示了模式场分布及传播特性的数学本质。
2025-09-23 11:53:21
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