太赫兹平面环偶极子超材料传感器及地沟油检测

利用镜像对称的方形双开口环结构设计制备了一款太赫兹环偶极子超材料传感器,该传感器在1.436 THz处产生Q值为16.8的透射谐振谷。谐振频率处结构表面电流分析表明,该结构能在抑制电偶极子和磁偶极子的同时迅速增强环偶极子。作为生物传感器,该器件在分析物厚度饱和时灵敏度高达348.8 GHz/RIU,可以高灵敏感测表面介电环境的微小变化。实验结果验证了其对标准食用油和劣质地沟油的良好分辨性,表明该器件在食品安全监测等方面有着潜在的应用前景。     

基于SOI的高Q微环谐振腔的研究

利用时域有限差分法,对基于绝缘体上硅(SOD的微环谐振腔的微环波导宽度对传输性能、Q值的影响进行了理论分析与仿真.研究结果表明,单模条件下,波导越宽,Q值越大.仿真优化结果表明微环半径为10μm、微环波导宽度为600 nm时,1.55 μm附近的谐振峰的消光比为18.2 dB,计算出Q值约为2.2×105.进一步研究了微环与直波导间距、平板高度对Q值的影响.耦合间距增大时,由于耦合效率降低,Q值则逐渐提高;随着平板区厚度的减小,辐射损耗会越小,因此Q值增大.研究结果为微环谐振腔的进一步优化和设计提供了参考.     

太赫兹多谐振环偶极子超表面中的类EIT效应

设计了一种在太赫兹波段下的四谐振环偶极子超表面结构,超表面的单元结构由一对反向的非对称开口谐振环(ASRR)及基底介质组成。在其谐振谱中观察到1个典型的类电磁诱导透明(EIT)现象。利用法诺(Fano)谐振模型对这种电磁诱导透明谐振谱进行拟合,良好的拟合结果揭示了不同谐振模式之间的耦合作用。此外,研究发现谐振的电磁特性对金属谐振环的开口间距非常敏感,开口间距的改变带来了谐振的频移和Q值的变化。该多谐振环偶极子超表面不仅为实现EIT效应提供了有效途径,而且有利于开发更多的太赫兹功能器件。     

单直波导光学环腔器件的Q值研究

为实现高品质因数Q值的光学环腔器件,采用耦合模理论,仿真得出单直波导光学环腔器件的Q值与自耦合系数的关系曲线.以Si3N4为材料,采用与CMOS工艺相兼容的技术制备了波导宽度为2μm,半径为200μm的Si3N4单直波导光学环腔器件.在相同的制备工艺下,同一芯片中不同光学环腔的传输系数相同,通过设计器件中环腔与直波导的...     

超磁致材料涂层光纤磁场传感器

简要介绍了超磁致材料涂层光纤磁场传感器的工作原理和优化技术,并介绍了超磁致材料涂层光纤的结构、性能与制备工艺。     

一种取向诱导的多共振超材料及折射率传感性能分析

提出了一种新型取向诱导的多谐振太赫兹超材料。超材料由双金属线(DCW)和非对称开口环谐振器(ASR)构成。数值仿真表明,当改变SR绕其中心旋转的角度时,导致亮模式和暗模式的耦合作用发生改变,产生不同类型的谐振现象。当SR旋转角为15°时,由于谐振结构对称性被打破,分别在0.67 THz、0.82 THz和0.83 THz出现了类EIT、四偶极子共振和Fano共振现象;当SR旋转角度为90°时,所有共振现象最终消失。此外分析了SR旋转角度为15°时的超材料传感性能,类EIT谐振峰、四偶极子共振和Fano共振灵敏度分别为127、107和108 GHz/RIU。该超材料作为折射率传感器,最大理论灵敏度达到127 GHz/RIU,表明该超材料具良好的传感特性。     

高功率飞秒全固化光纤激光器与放大器系统—实用化的超快光源

综述近年来高功率飞秒光纤超短光脉冲光源的进展，介绍各种实现这种被认为是高效、全固化、实用化、仪器化的超快光源的技术原理、发展潜力、可能的方向及潜在的应用     

数值研究一种基于腔共振和电共振的近红外双频段超材料吸收器

设计, 数值模拟和讨论了一种具有两个宽带和扁平的吸收带的超材料吸收器, 其中一个是腔共振吸收带, 另一个是电共振吸收带.电共振的吸收带由于空腔尺寸(d)或者介质层厚度(H)的增加而蓝移, 而腔共振吸收带则表现出红移的现象.同时, 电共振和腔共振吸收带可以通过优化吸收器的结构设计耦合为一个吸收带.最后, 数值模拟研究了入射角度的改变对电共振和腔共振吸收带的影响.利用不同波段的共振模式形成不同吸收带的方式提供了将双吸收带调制为单吸收带的可能性.     

基于超表面的圆极化印刷偶极子天线研究

利用一种以双头箭头作为结构单元的反射型极化旋转超表面,设计了圆极化的印刷偶极子天线。通过将该超表面加载在普通印刷偶极子天线的下方,使线极化的偶极子天线辐射圆极化波。测试表明,天线的圆极化工作带宽为6.96 GHz到7.13 GHz。在7.04 GHz处,垂直方向上的轴比达到约1 d B。该天线有着较好的圆极化效果,并且实现了低剖面以及小型化。     

基于超材料的高增益高方向性天线

分别将创新设计的两层"格子"型超材料单元加载于同轴馈电微带天线的正上方,利用其零折射率效应聚拢电磁波;将π型超材料单元加载于天线基板,利用超材料的禁带效应抑制天线后向波。分别对两种优化方法进行实验对比分析,最后综合两种方法设计出一款高方向性、高增益的微带天线。结合仿真实验与实物测试结果验证了理论的正确性。综合设计的新型微带天线与传统天线相比,增益为8.94 d B,增加了3.03 d B,提高了51.27%,方向性系数为10.69 d B,增加了3.51 d B,提高了48.89%,达到了设计实验的目标。     

基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器的研究及进展

对国内外已报道的基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器进行了综述。总结了多种基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器,包括应力、温度、微弯、扭曲和气压传感器。介绍了各种传感器的原理和优势,并对基于光子晶体光纤环镜的光纤传感器的发展进行了展望。     

基于电偶极共振的极化独立宽带吸收超材料

基于电偶极共振设计了一种工作在W波段、对极化不敏感的宽带吸收超材料。宽带吸波超材料基于不同尺寸铜箔排列构成的周期阵列,在结构上高度对称。通过时域有限差分算法,对超材料在W波段的吸收性能进行仿真,通过电场和电荷分布探讨了导致共振吸收的物理机制。最后,利用印制电路板工艺加工实现了设计的超材料结构,并给出关于吸收性能的仿真与实验结果的对比。实验结果表明,超材料在W波段平均吸收率达到84.7%,与仿真结果接近。     

基于太赫兹超材料的微流体折射率传感器

设计加工了一种太赫兹超材料微流体传感器件,利用时域有限差分法（Finite Difference Time Domain,FDTD）对其在太赫兹波段的传输、谐振及传感特性进行数值模拟。采用太赫兹时域光谱系统实验研究了偏振方向对传感器灵敏度的影响。实验结果表明,当超材料谐振环开口方向与入射太赫兹波的偏振方向平行和垂直时,折射率传感灵敏度可分别达到39.29 GHz/RIU和74.43 GHz/RIU。通过等效电路模型对该超材料器件的传输和谐振特性做了分析,并进一步明确了其传感机制。该超材料器件可对微量液体（5 l/mm2）实现芯片式的折射率传感,具有较高的传感灵敏度,在化学生物传感器的设计和制造领域具有潜在的应用前景。     

基于C型太赫兹超材料的高灵敏度生物传感器

提出了一种基于C型超材料的太赫兹波段高灵敏度透射型生物传感器。利用电磁场软件CST2016对其传感器的特性进行研究。通过改变四个微纳金属结构的旋转角度、微纳金属结构的位置,对其传感器的Q值特性进行了分析,并进一步研究了微流通道的通道高度、覆盖层和基底的介电常数对其传感器灵敏度的影响。研究结果表明,当微纳金属结构旋转角度75°,上下金属结构间位置相对平移3μm,微流通道高度45μm,覆盖层和基底采用相对介电常数为2.25的聚乙烯材料时,设计的C型超材料生物传感器的灵敏度为0.0936 THz/RIU。该传感器在太赫兹波生物医学领域有着广阔的应用前景。     

基于膜片式光纤法布里-珀罗传感器的超声波检测

为了研究光纤传感器在超声波检测方面的应用,提出了一种膜片式光纤法布里-珀罗（F-P）传感器的结构和制备方法。首先探究了声场中放置距离和角度对膜片式光纤F-P超声传感器的声振动敏感膜片形变量的影响,仿真得到光纤F-P传感器的传感效果随距离、角度的增加而下降,然后提出了一种基于熔接、切割、抛磨方式制备的膜片式光纤F-P超声传感器,最后对该传感器的传感性能进行了实验验证。实验结果显示,提出的传感器的频率探测范围为20～80 kHz,信噪比不小于25 dB。此传感器的制备使用全焊接方式,与传统的胶连接方式相比,结构更稳定,使用寿命更长,因此在电网局部放电检测等场景中具有广泛的应用前景。     

基于高双折射光纤环镜的可调谐光滤波器

为了得到具有全光纤结构和中心波长可调谐的光滤波器,采用3阶高双折射光纤环镜,提出了一种电磁力的悬臂调谐单元构成的新型可调谐光滤波器,对环镜传输过程和悬臂调谐单元原理进行了理论分析,通过控制悬臂调谐单元的输入电流,实现了滤波器通带的调谐。结果表明,该滤波器具有调谐灵活、输出光谱精细等特点,可应用于不同波长光波的选频输出。     

基于高双折射光纤环镜的可调谐光滤波器

为了得到具有全光纤结构和中心波长可调谐的光滤波器,采用3阶高双折射光纤环镜,提出了一种电磁力的悬臂调谐单元构成的新型可调谐光滤波器,对环镜传输过程和悬臂调谐单元原理进行了理论分析,通过控制悬臂调谐单元的输入电流,实现了滤波器通带的调谐。结果表明,该滤波器具有调谐灵活、输出光谱精细等特点,可应用于不同波长光波的选频输出。     

六边形环复合吸波超材料性能的等效电路分析方法

该文提出一种针对六边形环复合吸波超材料吸波性能的等效电路分析方法。基于六边形环谐振特性建立了等效电路模型,通过对六边形点阵分布的傅里叶分析,提出了等效分布周期参数,给出了基于模型尺寸的RLC参数提取方法。与全波仿真结果比较,所提出的等效电路模型对分析多种尺寸的六边形环复合吸波材料具有较好的适用性和准确性。通过样品制作和测量,进一步验证了该模型的有效性,最后实现了一款工作于1.7～5.7 GHz的宽带雷达吸波材料。