该文从数学上计算了不同阶声压梯度组合对空间声场的估计误差, 分析了差分通道幅度和相位不一致性对有限差分近似误差的影响, 研究了水听器自噪声及模数转换量化误差对高阶水听器工作频率下限的制约关系, 提出了一种由4片压电三迭片构成的高阶声压梯度水听器, 尺寸为100 mm×50 mm, 能够测量声场一阶声压梯度和二阶混合声压梯度。利用有限元法计算获得平面波自由声场中水听器各通道的输出电压。计算结果表明, 二阶混合声压梯度通道的输出电压响应每倍频程升高12 dB, 指向性与纵向四极子声源指向性一致。

通过数值计算方法，编程模拟了140?GHz, TE22,6模式回旋振荡管开放式缓变截面谐振腔的传播特性，计算出谐振腔的谐振频率和品质因数；利用CST软件对该高频谐振腔进行仿真计算，得到腔体内横截面的电场分布云图。通过实验和仿真软件得到的数据进行比较，两者有较好的一致性。测试结果表明，当磁场为5.48 T，电子注电流为28 A，电子注电压为68.6 kV时，TE22,6模式的平均输出功率为0.25 kW，峰值功率为0.56 MW。当磁场为5.68 T，电子注电流为27.6 A，电子注电压为69.12 kV时，回旋振荡管可同样工作于TE22,6,2模式，平均输出功率为0.21 kW，峰值功率为0.47 MW。

基于积分衍射理论和相干偏振理论, 研究了部分相干余弦高斯光束在左手材料中的光强的分布。研究结果表明: 中心光强随工作频率增大,先增大后逐渐趋于稳定, 但是随相干参量增大而减小; 横向光强随相干参量增大而减小, 随偏心参量增大光强的最大峰值不变, 但是光强的峰值数目在不断增加。

为了研究复变量双曲正弦高斯光束在左手材料中的传输,利用广义惠更斯-菲涅耳衍射积分法,得到复变量双曲正弦高斯光束在左手材料中的传输表达式,并运用此表达式作数值模拟。仿真结果表明,复变量双曲正弦高斯光束的横向光强、光斑尺寸和束腰位置都可以用左手材料的工作频率来调控。当左手材料的工作频率一定时,随着传输距离的增加光斑尺寸先减小后增大;而当工作频率增大时,光强加强,束腰位置越靠近入射面,但发现束腰宽度不受工作频率的调控。