新型纳米吸波涂层的研究

雷达吸波材料吸收电磁波的能力主要靠材料自身的电性能和磁性能业吸收一定频率范围内的电磁波。作者主要研制纳米材料作为新型的吸波材料的损耗介质，测量了β-Ni(OH)2、β-Ni(OH)2-Co、β-FeOOH和混合纳米粉末的频率反射特性。结果表明制备的纳米粉末不仅可以吸收电磁波，而且吸收性能优于其他一些常用的吸收材料，其最大吸收值可达40dB。     

应用PO-AI方法分析加罩OAM天线的辐射特性

应用物理光学-口面积分（PO-AI）方法,数值分析加载天线罩的轨道角动量（OAM）波天线的辐射特性,评判介质天线罩对各阶模式OAM波的辐射特性、幅相分布以及模式纯度的影响程度。通过与现有文献中天线罩实例的测试值相对比,验证了算法的正确性和有效性;考察了开口波导环形阵列OAM波天线工作于不同的模式阶数时,半球形天线罩所引起的空间场幅-相分布的变化。在此基础上,计算了一个正切卵形、多层介质天线罩情况,验证了PO-AI 算法对复杂结构的适应性。从数值结果可见,天线罩对高阶OAM辐射波的幅值分布影响较大。数值计算也证实该算法可以快速预估介质罩存在时OAM波形的畸变程度,有助于实现对天线罩各参数的快速优化。     

计算机辅助设计在雷达吸波材料中的应用

主要研究了计算机辅助设计在雷达吸波材料研究中的应用。根据电磁波传输理论。利用计算机，对雷达吸波材料的损耗介质进行优化设计。设计结果可以用来指导材料的设计，提高材料的吸波性能。     

一种宽带吸波的隐身天线罩设计

传统的吸波材料无法使天线同时满足工作带外隐身和工作带内透波的特殊要求。文中结合传统吸波材料的吸波特性和频率选择表面的滤波特性,提出了一种超材料的宽带吸波的隐身天线罩。利用超材料的谐振叠加特性,设计出宽带人工吸波结构。采用阻抗匹配技术进一步提高天线在工作频带内的透过率,并提高天线带外的吸收率。通过调节超材料吸波体的尺寸,构造了一种Ku 频带透波、高于Ku 频段吸波的超材料天线罩,在保证天线带内正常通信前提下,可减小天线带外的雷达散射截面,提高机载天线的隐身性能。     

频率选择表面结构吸波体的电磁特性研究

采用时域有限差分法(FDTD)计算了蝶形和方环形FSS单元图形的反射与传输特性以及反射信号与入射信号的相位关系,并对计算结果进行了分析.结果表明电磁波的干涉相消是FSS吸波体吸波的主要原因,并且当反射电磁波满足2nπ的相位关系时才能达到最佳吸波效果;FSS吸波体的中心频率随介质层厚度的增加而下降;介质层厚度为5 mm时...     

糖果型电阻膜宽带超材料吸波器的设计

提出了一种糖果型电阻膜宽带超材料吸波器。该吸波器的单元结构采用电阻膜-介质-电阻膜结构,其中顶层电阻膜为糖果型, 介质层由多种材料叠加而成, 介质层材料从顶至底依次为PET、FR-4、PMMA 和PET。CST 软件仿真结果表明本吸波器吸收率的峰值可达100%,吸收率超过99% 的频带宽度约为2.5 GHz, 超过90% 的频段能够完全覆盖X 波段, 部分覆盖Ku 波段,相对带宽为70%。随着电磁波入射角度的变化, 吸收峰所对应的中心频率稳定, 能够实现对相应频段的完美吸波,并且具有宽带吸波特性。     

超宽带宽角极化不敏感的电路模拟吸波材料设计

传统的电路模拟吸波材料设计只考虑正入射时的吸波性能,当入射角较大,尤其是大于30°时,雷达吸波器的吸波效果明显恶化。随着现代双站雷达探测技术的发展,雷达探测电磁波可能来自不同的空间方向,这就要求雷达吸波材料不仅在电磁波正入射时具有较高的吸波性能,在斜入射时同样实现良好的隐身特性。为此,该文提出了一种新型的宽带吸波材料。该材料由嵌入集总电阻的导电方环阵列和设计良好的宽角阻抗匹配(WAIM)层组成。由于WAIM层的存在,斜入射情况下的吸波性能明显改善。同时,针对电磁波正斜入射情况,该文提出了准确的等效电路模型以及严格的数学计算模型,使得结构设计清晰明了。测量结果表明,正入射时的吸波带宽达到137.1%。当入射角小于45°时,所设计吸波材料在反射系数衰减至少10 dB情况下的公共百分比吸波带宽达到110.5%。等效电路模型计算、仿真与实测结果之间的相似性验证了该文设计的有效性。     

雷达吸波材料反射波极化特性分析

极化特性是综合评价雷达吸波材料的一个重要标准，文章从多层雷达吸波材料的反射系数公式出发，研究了多层雷达吸波材料反射波的极化特性；然后重点研究了入射波为圆极化波时反射波的极化特性，对于雷达吸波材料的设计具有指导意义。     

频率选择雷达吸波体研究进展

近年来频率选择雷达吸波体(FSR)受到了越来越多的关注,不同于传统的频率选择表面(FSS),FSR能够吸收带外具有威胁性的电磁波,同时无耗透射带内需要的电磁波。因此,采用FSR设计而成的雷达天线罩覆盖在雷达前方并不会影响雷达的正常工作。FSR在军事应用上具有很大的潜力,可以用来减少雷达散射截面(RCS)并提升隐身性能。文章介绍了FSR的国内外研究现状,针对现有FSR类型的部分缺失,提出一类新型的带吸型FSR并给出对应定义,在此基础上研究了一系列具有不同性能面向不同应用的带吸型FSR。     

一种采用吸波透波超表面的天线RCS宽带减缩新方法

设计了一款具有吸波/透波双重特性的超表面,并将其用于微带天线的覆层,实现天线雷达散射截面(radar cross section, RCS)的宽带减缩. 将传统的结构性吸波材料金属单元用氮化钽材料置换,提升了吸波带宽. 同时,将吸波材料与频率选择表面相结合,实现了覆层对于不同来波方向的电磁波分别呈现吸波/透波两种截然不同的电磁特性. 将覆层置于天线上方,当天线工作时,天线辐射的电磁波可以完美穿过覆层,因此对于天线的辐射特性不会造成影响. 当雷达波照射至天线时,覆层所呈现的宽带吸波特性可最大程度降低天线的RCS. 仿真结果表明:使用本文所设计的吸波/透波超表面作为天线覆层时,天线的辐射特性几乎未发生变化;而天线的单站RCS最大减缩量可达20 dB以上,减缩带宽可达5～19 GHz;同时,天线的单、双站RCS在较宽的角度范围内也得到明显的缩减.     

实现多种通道滤波功能的一维光子晶体缺陷模

利用传输矩阵法研究一维光子晶体B(AB)m(ACB)n(AB)mB的缺陷模,结果发现:随n的增加,B(AB)8(ACB)n(AB)8B的透射谱出现与n值对应的共振缺陷模,具有超窄带多通道滤波的特性;当n=1,随着C层介质光学厚度奇数倍增加,透射谱中出现奇数条共振缺陷模,具有超窄带奇数通道滤波特性;当n=1,随着C层介质光学厚度偶数倍增加,透射谱中出现两条共振缺陷模,具有超窄带双通道滤波特性。当n=1,缺陷模频率处局域电场强度随m的增加而增强,而随C层光学厚度奇数倍增加,缺陷模频率处局域电场强度不变,但局域范围扩大。这些光学传输特性,为研究、设计新型光学器件提供指导。     

中长波双色碲镉汞红外探测器器件模拟与分析

利用Crosslight公司的APSYS软件模拟准平面结构中长波双色碲镉汞红外探测器的不同结构的光谱串音。研究表明中波层厚度增加将抑制中波对长波的光谱串音,同时将小幅增大长波对中波的光谱串音;阻挡层组分越大,阻挡层与中波层的导带带阶越大,光生载流子跃迁过带阶势垒的几率减少,使得光谱串音减小;阻挡层厚度越大量子隧穿效应减弱,导致光谱串音减小。通过优化器件结构可使中波对长波的光谱串音以及长波对中波的光谱串音都控制在2.5 %以下。     

含有缺陷层的异质镜像光子晶体的局域态研究

采用一维介电体系中处理光传播的方法—传输矩阵法,详细推导了含有缺陷层的异质镜像光子晶体(ABCCBA)PD(ABCCBA)Q中透射率的计算公式,并用Matlab编程模拟了异质三周期镜像光子晶体中无缺陷层和引入缺陷层D时,光子带隙的数目和带宽及缺陷模的数目和透射率随缺陷层位置、厚度、介质周期数的变化情况。模拟结果表明:对于此结构的光子晶体,当缺陷层位于中央位置、周期数N=8、10,厚度变化且为某些特定值时,其光子带隙数目、缺陷模数目及透射率有最佳值。这一研究为设计可调谐滤波器、多通道滤波器提供了重要的理论基础。     

一维光子晶体透射率的数值模拟

根据光子晶体的电磁特性,求解麦克斯韦方程,应用传输矩阵法求解一维光子晶体中电磁波传播的透射率特性,通过改变构成一维光子晶体的层数、材料折射率和材料厚度,得到层数变化对禁带宽度变化影响不大,折射率差值增大时带隙宽度也逐渐增大,两介质厚度有一定厚度差比厚度一样时形成较宽带隙。     

一维光子晶体非线性微腔的缺陷模和双稳态

为了了解一维光子晶体布喇格非线性微腔产生的缺陷模和双稳态特性,采用数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了缺陷层厚度变化和布喇格镜准周期性对缺陷模和双稳态的影响。研究结果表明,缺陷层厚度增大和折射率递增时,均可使缺陷模向低频方向移动,即布喇格腔共振模红移,因此,只要较小的入射光强就可使腔共振模红移到入射光模而产生阈值较低的双稳态,数值计算与理论分析是一致的。这对光子晶体微腔的设计有一定的意义。     

各向异性散射梯度折射率介质层的热发射特性

将蒙特卡罗法和弯曲光线跟踪技术相结合,研究了各向异性散射性梯度折射率半透明介质层的发射特性,介质层具有镜反射半透明表面和漫射基底面．重点分析了散射反照率和散射相函数对介质层表观方向发射率和表观半球发射率的影响,结果表明对于线性折射率分布的介质层,当散射较为强烈时,表观半球发射率可随介质层光学厚度增大而减小,这种现象与以往研究的半透明体的情况有显著的不同．     

Molecular-scale charge trap medium for organic non-volatile memory transistors

In this work, we introduce a molecular-scale charge trap medium for an organic non-volatile memory transistor (ONVMTs). We use two different types of small molecules, 2,3,6,7,10,11-hexahydroxytriphenylene (HHTP) and 2,3,6,7,10,11-hexamethoxytriphenylene (HMTP), which have the same triphenylene cores with either hydroxyl or methoxy end groups. The thickness of the small molecule charge trap layer was sophisticatedly controlled using the thermal evaporation method. X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Fourier transform infrared (FTIR) analysis revealed that there were negligible differences in the chemical structures of both small molecules before and after thermal deposition process. The ONVMTs with a 1-nm-thick HHTP charge trap layer showed a large hysteresis window, approximately 20 V, under a double sweep of the gate bias between 40 V and −40 V. The HMTP-based structure showed a negligible memory window, which implied that the hydroxyl groups affected hysteresis. The number of trapped charges on the HHTP charge trap layer was measured to be 4.21 × 10¹² cm⁻². By varying the thickness of the molecular-scale charge trap medium, it was determined that the most efficient charge trapping thickness of HHTP charge trap layer was approximately 5 nm.     

光学薄膜减散射特性研究

为了降低光学薄膜的表面散射损耗,依据微粗糙面的一阶微扰理论,在不考虑多重散射效应的情况下,利用电磁场边界条件给出的光学薄膜任一界面粗糙度引起的散射场在入射介质中的表达式,重点讨论了单层光学薄膜实现零散射的条件以及实现减散射的条件,理论研究结果表明:当膜层的光学厚度为/4的偶数倍时,单层薄膜要实现减散射就必须使单层膜的折射率大于基底的折射率,且空气-薄膜界面的微粗糙度必须小于薄膜-基底界面之间的微粗糙度。当膜层的光学厚度为/4的奇数倍时,单层薄膜的折射率小于基底的折射率,且膜层两个界面的粗糙度必须满足特定条件,才能实现减散射的效果。     

Effect of inter-layer strain interaction on the optical properties of Ge/Si（001） island multi-layers

In this paper we present a study on the influence of the number and the thickness of silicon spacer layer on the optical properties of single-and multi-layers of self assembled Ge/Si(001) islands performed by means of cathodoluminescence spectroscopy,high resolution X-ray diffraction and transmission electron microscopy. In single-layer sample,we do not evidence dependence of the island no-phonon emission peak position on the silicon cap-layer thickness. In multi-layer samples having a thin(33 nm) silicon spacer layer the no-phonon emission energy value progressively blue-shifts for an increasing number of island layers. This is interpreted as an enhanced intermixing driven by the strain interaction existing between island layers. On the contrary,island emission energy position is independent on the number of layers in the sample series having a thicker spacer layer(60 nm) . These findings are consistent with the X-ray diffraction observation that islands belonging to different layers have the same composition. As a consequence we can conclude that multilayers with 60-nm spaced islands layer are more homogeneous and ordered.     

取向层厚度及介电常数对TN-LCD影响的研究

在具有高驱动电压的液晶显示器中,为了对液晶器件起到保护作用,以采用增加取向层厚度的方法来解决某些显示器件由于驱动电压过高导致的问题。当取向层厚度不可忽略时,随着取向层厚度增加会导致器件驱动电压升高。本文利用扭曲向列相液晶显示器结构,通过模拟和实验分析了取向层厚度对LCD的影响以及不同介电常数的取向层对LCD的影响。结果表明:当取向层的介电常数大于20时,能够有效降低TN-LCD驱动电压。当其介电常数大于500时,其厚度变化对驱动电压的影响变得很小。本文结果对降低高驱动电压液晶器件的驱动电压有重要的指导性意义。