太赫兹频率编码器

提出T形结构太赫兹频率编码器,其由初始相位值相同、相位灵敏度不同的4种同一形态、尺寸不一的T形编码超表面单元构成.利用预先设计的编码序列,实现对太赫兹波1 bit、2 bit编码和非周期太赫兹频率编码.无需重新设计编码器结构,仅通过改变工作频率,就可灵活控制反射太赫兹波的方向,理论计算与软件仿真结果吻合.提出的太赫兹频率编码器对反射太赫兹波主瓣能量具有很好的分散作用,能有效减少雷达散射截面.该器件在太赫兹波隐身中具有巨大应用价值.     

二维正方晶格光控太赫兹波调制器

提出了一种基于二维正方晶格光子晶体的光控太赫兹波调制器.该光子晶体调制器采用线缺陷和点缺陷组合的结构,通过在点缺陷处填充非线性介质砷化镓,使其成为光控可调谐光子晶体.当没有外加泵浦光时,点缺陷处存在缺陷模;当在缺陷处加一定光强和波长的光波时,缺陷处的缺陷模消失.基于这种机制,此器件可实现对某一波长的太赫兹波实现通、断调...     

基于光子晶体的太赫兹波波分复用器件的设计

设计了一种基于二维硅光子晶体的太赫兹波波分复用器件.该光子晶体器件采用点、线缺陷组合的结构,数对不同大小的点缺陷分别放置在线缺陷侧面的相应位置.根据描述谐振腔与波导之间耦合问题的耦合模理论,当太赫兹波在器件中传播时点线缺陷中的电磁波模式之间将发生相互耦合.基于这种机制.器件可以通过设置不同大小的点缺陷将相应谐振波长的太赫兹波下载下来.仿真结果表明,器件体积小巧、易于集成,信道平均间隔大约为0.5岬,并且各信道的下载效率均高于90%.     

基于电子学的太赫兹辐射源

随着太赫兹科学与技术的发展,太赫兹辐射源研究受到越来越广泛的重视.本文对近年来常见的基于电子学的太赫兹辐射源进行综述,包括基于新型慢波结构真空电子器件的仿真设计与实验结果、基于电子回旋谐振脉塞的太赫兹辐射源和基于史密斯-帕塞尔效应的太赫兹辐射源的国内外研究近况,以及基于类等离子体光子晶体的太赫兹辐射源和固态太赫兹辐射源.对太赫兹辐射源在无线通信、成像探测、光谱探测和生物医学等方面的应用进行了展望.     

二维蜂窝晶格钢/水声子晶体能带结构

利用平面波展开法研究了钢柱按蜂窝晶格周期排列水中构成二维钢/水声子晶体的能带结构,并详细推导了蜂窝晶格的2种结构因子.基于超声浸水透射技术,沿着第一简约布里渊区2个高对称方向测试声子晶体的带隙.实验结果表明,第一完全带隙频率范围与理论计算结果相吻合.     

基于光诱导二氧化钒薄膜相变的太赫兹波调制材料研究

太赫兹技术在许多领域有非常广泛的应用前景,但高灵敏度的太赫兹探测和调制器件的缺乏限制了其应用范围,尤其是具备超快响应特性的太赫兹波调制器件更为缺乏。文中通过仿真模拟对基于二氧化钒(VO2)薄膜和超材料相结合的光激发快速主动式太赫兹波调制材料进行研究,发现通过改变二氧化钒薄膜厚度可以优化调制深度,改变材料周期结构参数可以改变太赫兹调制频率。这些结果为快速主动式太赫兹波调制器件的设计提供了思路。     

一种高反射率窄带太赫兹反射滤光片的设计方法

利用一维光子晶体中的Fano共振会使反射谱线呈现尖锐共振峰这一特性,提出了一种太赫兹频率的窄带高反射率反射滤光片的设计方法。实际上,一维光子晶体平面可作为一种具有较宽频率范围的准光学元件,即太赫兹波段的滤光片,因其具有较长工作波长更加易于制备。采用成本较低的材料结构模拟了太赫兹窄带滤光片的反射谱线,其频谱宽度仅为千兆赫数量级。给出了测量指定泄漏模和衍射波光色散曲线中心频率的方法,同时利用薄膜效应实现了谱线的对称响应与旁带抑制。设计了一个角度可调谐的斜入射共振滤光片,通过模拟得到其峰值频率的位移与入射角度呈线性关系。     

锥形纳米金属线太赫兹波聚焦特性研究

研究锥形金属线上太赫兹表面等离子激元的聚焦特性.计算传输过程中横截面上的场分布,得到环形焦斑宽度约为金属线半径的2.4倍.提出一种在锥形金属线上传输时,太赫兹表面等离子激元强度变化的求解方法,得出不同结构金属线上太赫兹波强度随传输距离增加的变化关系.     

THz波在非均匀等离子体层中传播的FDTD分析

为了有效对抗等离子体隐身目标,采用Z变换时域有限差分法,结合实际情况,选取等离子体中电子密度分布为双曲函数分布,对不同太赫兹频率、不同电子碰撞频率下太赫兹波在非均匀等离子体中的传播情况进行了数值研究．数值计算结果表明,等离子体对太赫兹波没有吸收效应,说明太赫兹波能有效穿透等离子体层．     

黑索金太赫兹吸收光谱仿真与形成机理的研究

针对目前无法准确仿真黑索金(RDX)太赫兹吸收光谱以及难以对其吸收峰进行解析的现状,提出一种将RDX二聚体作为初始构型的仿真方法.首先,借助量子化学软件Gaussian 09对RDX单分子、二聚体进行结构优化、光谱计算,并搭建了太赫兹时域光谱系统对RDX进行了太赫兹吸收光谱测量.其次,结合可视化模块分析了RDX太赫兹吸收光谱的产生机理.经对比实验与仿真结果,RDX二聚体构型的仿真太赫兹吸收光谱在吸收峰个数、位置以及谱线符合度方面均比单分子模型更准确,更适宜作为光谱仿真的初始构型,同时可知,RDX太赫兹吸收光谱是由分子内振动、分子间相互作用以及晶格振动共同引起的.     

用于光开关和光计算的多层量子阱

本文讨论了超晶格半导体材料(多层量子阱结构)在光开关和光计算中应用的优越性。从其特殊的结构出发,讨论了其非线性机制以及比体单晶材料优越的特点。给出了多层量子阱器件可能用于光计算的集成器件方案。     

有机磷农药乙酰甲胺磷的太赫兹光谱研究

为了获得有机磷农药乙酰甲胺磷在远红外波段的光学特性, 采用太赫兹时域光谱技术(THz TDS), 测量了室温下乙酰甲胺磷在0.2~2.2 THz的高分辨率吸收谱和折射率谱. 结果表明,在室温和氮气环境下,特征吸收峰位于1.58和2.10 THz处, 平均折射率为1.45. 同时运用密度泛函理论(DFT)计算了乙酰甲胺磷分子结构及其在太赫兹波段的振动频率, 并根据计算结果对实验数据进行了解析, 计算结果与实验数据吻合较好. 研究结果表明, 实验光谱的特征吸收峰是由分子的集体振动及扭转形成, 不同的吸收峰位对应分子不同的振转模式.     

Design of Efficient Tunable Terahertz-Wave Parametric Oscillator

The terahertz(THz)region of the electromag-netic spectrum covers the frequency range from0·1THz to10·0THz(the wavelengthisinthe range30-3000μm),which is between the microwavesandinfrared regi mes.Recently,this range has beenextended to40-50THz.Sources in this region havefound many applications,such as THz spectroscopyfor studies of carrier dynamics andinter molecular dy-namicsin liquids[1].THz sources in this region havefound many applications,suchasin material sciences,solid state phys…     

光学超晶格中涡旋光的产生与调控

携带轨道角动量的光束,又称为涡旋光,因其新奇的相位分布和物理特性,在光学微操控、超分辨成像、高容量光通信和量子信息技术等领域有重要的应用.涡旋光应用于不同场景需要不同的频率,使用基于准相位匹配原理的光学超晶格作为非线性转换晶体,是获得新频率光源的重要手段.涡旋光与介质的非线性相互作用,不仅要考虑常规的能量守恒和线性动量守恒,还需要关注轨道角动量的守恒问题.本文综述了光学超晶格中涡旋光产生和调控方面的研究进展.通过倍频、和频、三倍频和参量下转换等非线性频率转换过程,可以高效的将涡旋光的工作波长拓展到蓝紫直至中红外波段;通过光学超晶格倒格矢的精密设计,可以灵活调控涡旋光非线性频率转换过程中的轨道角动量转移等.基于非线性全息思想设计非线性光子晶体,可以在频率转换的同时调控光场的波前、相位和振幅等物理参量,从而实现涡旋光束的非线性产生;伴随着超晶格制备技术的突破,调控的维度也从二维拓展至三维.光学超晶格中涡旋光产生和调控的研究,可以加深对轨道角动量这一重要物理守恒量的理解,以及推动相关应用研究的进展.     

侧向反铁磁/非磁超晶格推迟模式的研究

研究侧向半导体反铁磁／非磁超晶格的推迟模式,讨论了由涡流导致的衰减效应以及涡流对推迟模式的影响．另外还得到了表面模中不同电导率数值下衰减与频率的函数关系。所有曲线都落在表面模的频率窗口内,并且当频率向窗口边缘移动时,衰减趋向减小,并最终降为零．     

Ni/BiFeO_3超晶格磁电效应的第一性原理计算

为了探究铁磁/铁电超晶格材料的磁电耦合效应,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了Ni/BiFeO_3超晶格的电子结构和磁矩.结果表明,Ni/BiFeO_3超晶格界面处Ni-3d轨道与O-2p轨道发生了强烈的电子杂化作用,Ni和BiFeO_3界面主要通过以O原子为中间媒介的电荷转移进行相互影响.在外加电场作用下,由于铁电极化的存在,超晶格结构上下两个界面存在磁化差异,原子成键和电荷转移重新分布能够引起较强的磁电耦合效应. Ni/BiFeO_3超晶格界面磁电耦合系数约为3. 509×10-~(14)T·cm~2/V.     

光学整流产生和电光取样探测THz辐射的数值模拟

从麦克斯韦方程出发,得到光学整流方法产生THz辐射的电场的表达式以及自由空间电光取样系统探测到的电光信号与入射的THz辐射电场之间的理论关系式,并选取GaAs为产生晶体,ZnTe为探测晶体,通过数值模拟讨论激光脉冲宽度、产生晶体和探测晶体厚度这三个主要的实验因素对THz光谱的影响。     

碳纳米管超晶格结构吸附Fe原子的电子机理

为了提高碳纳米管与Fe基体之间的润湿性,构造出N掺杂有限长碳纳米管超晶格结构.第一性原理能量计算结果表明,新型超晶格结构的埋置能正向升高,结构稳定性降低,但可以显著提高外壁对Fe原子的吸附能力.差分电荷密度结果表明,掺杂体系中N原子与邻近C原子间的π键出现了畸变,使得N原子易与Fe原子发生结合.布居数和电荷转移情况表明,N原子的掺入导致Fe原子失电子能力降低,但Fe—N间共价键强度提高.超晶格结构在一定的扭转和剪切变形下仍能保持对Fe原子的吸附能力.     

Molecular dynamics simulation of thermal conductivities of superlattice nanowires

Materials with low thermal conductivity, high electric conductivity and high Seebeck coeffi-cient are desirable for high performance solid-state thermoelectric devices. The performance of thermoelectric devices depends on the figure of merit ZT, given by 2(/),ZTSTsl= where , , , STsl are the Seebeck coefficient, absolute temperature, electrical conductivity and thermal conductivity, respectively. To compete with the phase change based energy conversion devices economically, materials with …     

采用有效质量法对Al_yGa_（1－y）As／Al_xGa_（1－x）As单量

介绍了研制的单量子阱半导体激光器（ＳＱＷＨＬ）的基本结构及能带图．为了理论分析的方便，采用有效质量方法进行了理论分析和计算．其中，将超晶格的一些基本观点进行了约化，以期望更方便地应用于单量子阱结构的研究．结果表明，理论值（波长７７５ｎｍ）和实验值相吻合．说明将超晶格基本观点进行了约化后，有效质量方法对单量子阱结构的理论分析和计算是十分有效的方法．