超薄宽带平面聚焦超表面及其在高增益天线中的应用

针对相位梯度超表面在灵活操控电磁波与提高天线增益中的潜在应用,提出一种新型的宽带超表面单元,实现了在较宽频带范围内操控电磁波波前与提高天线增益.本文首先设计了一种圆环十字形对称单元来控制反射波的相移量,单元厚度为1 mm,尺寸为0.3λ_0(λ_0=20 mm),工作频段15—18 GHz,而后验证了由该单元组成的相位梯度超表面在15—18 GHz范围内对电磁波的奇异反射与聚焦特性.最后将设计的反射聚焦超表面应用于提高天线增益中,仿真与测试结果均表明,天线最高增益在15—18 GHz内平均增加了11 d B且-1 dB增益带宽为15—18 GHz(相对带宽为18.2%).由于厚度薄、重量轻、频带宽,设计的该单元拓展了相位梯度超表面在微波领域的应用,有望为高增益天线的实现提供新的方法.     

单层超薄高效圆极化超表面透镜

针对超表面在透镜方面的应用, 本文设计了一种交叉极化透射聚焦超表面, 实现了将圆极化波转化为交叉极化波的同时聚焦电磁波的功能. 设计了一款旋转型单元, 单元为一层且厚度仅为1.5 mm, 分析了旋转型单元提供不同相移的原理并设计了相邻单元相移差为60°的相位梯度超表面, 在中心频率f=15 GHz附近发生奇异折射, 折射角与理论计算结果一致, 验证了设计单元的有效性, 基于该单元设计了尺寸为90 m mm×90 mm、单元数为15×15 的透射型聚焦超表面, 在中心频率f=15 GHz附近, 左旋圆极化平面波照射时, 透射波聚焦于L=40 mm 的实焦点且透射波为照射波的交叉极化波. 该超表面透镜效率高、厚度薄且为单层, 易于加工, 相对于传统透镜, 优势明显, 在操控电磁波、改善透镜性能方面有潜在应用价值.     

O-(4-喹唑啉)羟肟酸硫代酯(酰胺)类化合物的合成及生物活性

用差示扫描量热分析研究了间规聚苯乙烯（ｓＰＳ）的非等温结晶及其动力学，并分别用Ｏｚａｗａ和Ｊｅｚｉｏｒｎｙ两种方法来处理ｓＰＳ的非等温结晶数据．结果表明，在２５～４０℃／ｍｉｎ的冷却速率范围内，ｓＰＳ的半结晶时间随冷却速率增大而呈指数式下降，ｓＰＳ非等温结晶过程遵循Ｏｚａｗａ动力学方程，但不符合Ｊｅｚｉｏｒｎｙ方法中的Ａｖｒａｍｉ动力学方程．所得到的ｓＰＳ非等温结晶Ａｖｒａｍｉ指数ｎ在３６～４１之间，高于等温结晶时的ｎ值     

Design and verification of a broadband highly-efficient plasmonic circulator

Circulators play a significant role in radar and microwave communication systems.This paper proposes a broadband and highly efficient plasmonic circulator,which consists of spoof surface plasmon polaritons(SSPPs)waveguides and ferrite disks to support non-reciprocal mode coupling.The simulated performance of symmetrically designed circulator shows that it has an insertion loss of roughly 0.5 dB while the isolation and return loss is more than 12 dB in the frequency range of 6.0 GHz–10.0 GHz(relative bandwidth of 50%).Equivalent circuit model has been proposed to explain the operating mechanism of the plasmonic circulator.The equivalent circuit model,numerical simulations,and experimental results are consistent with each other,which demonstrates the good performance of the proposed plasmonic circulator.     

基于复合超构表面的宽带圆极化双功能器件设计

多功能器件的设计是推动新一代电磁系统发展的重要力量,而超构表面因其对电磁波的幅度、相位和极化等特性的灵活调控在多功能器件领域备受关注.传统的多功能超构表面是利用各向异性单元对相互正交的线极化波具有不同响应的特性,从而设计出适用于线极化的多功能器件.本文提出了一种缝隙加载的环I形复合超构表面单元,通过单元臂长和旋转角度的调整实现了对圆极化电磁波传输和几何相位的独立控制.利用上述两种相位的共同作用,打破了左旋和右旋圆极化电磁波操控中存在的固有关系,为圆极化双功能器件的设计提供了新的思路.在此基础上,利用复合超构表面分别设计了异面偏折器和定向/涡旋光束产生器,实验结果表明,本文设计的两种反射型圆极化双功能器件在9—13 GHz的宽频带范围内均能良好工作.     

矩阵的满秩正交分解

旨在给出矩阵一种新分解(满秩正交分解).分解简单易求,且与矩阵的奇异值分解有类似的性质和应用.     

准晶体结构光纤表面等离子体共振传感器特性研究

光纤表面等离子体共振传感器在高灵敏度传感和在线实时监测等领域具有重要意义. 设计了一种六重准晶体结构环形通道光纤表面等离子体共振传感器, 基于有限元法对该传感器的传感特性进行了数值模拟. 研究了光纤各结构参量对传感器特性的影响规律. 研究结果表明: 待测液折射率的有效监测范围为1.25–1.331, 最高灵敏度可达26400 nm·RIU^-1, 传感器具有损耗谱杂峰少、探测范围广、灵敏度高、设计灵活性高和光路可弯曲等特点, 在生化检测、公共安全、环境污染监测以及高灵敏度传感等领域具有广泛的应用前景.     

单幅同轴全息图两步迭代收缩重建

利用压缩传感理论中的两步迭代收缩重建算法,开展单幅同轴全息图重建实验研究,实现单幅同轴全息图共轭重建像的消除并克服数字全息技术在轴向聚焦平面识别能力的不足。以数字图像和标准分辨率板为记录物体,比较分析了基于两步迭代收缩算法和菲涅尔近似衍射重建算法的重建质量;以两根裸光纤为实验样本,分析了两步迭代收缩重建算法对记录物体轴向不同焦平面的识别能力。实验结果表明两步迭代收缩重建算法可得到清晰度高于68.73%的重建信息,同时对直径为125 m的两根光纤在9 mm的轴向间距条件下,显示出了比全息菲涅尔近似算法更好的聚焦平面识别能力。这一轴向聚焦识别能力有助于数字全息技术应用于功能材料梯度参数或功能涂层光学器件涂层厚度检测。     

Single-layer broadband planar antenna using ultrathin high-efficiency focusing metasurfaces

Phase gradient metasurfaces(PGMS) offer a fascinating ability to control the amplitude and phase of the electromagnetic(EM) waves on a subwavelength scale, resulting in new applications of designing novel microwave devices with improved performances. In this paper, a reflective symmetrical element, consisting of orthogonally I-shaped structures, has been demonstrated with an approximately parallel phase response from 15 GHz to 22 GHz, which results in an interesting wideband property. For practical design, a planar antenna is implemented by a well-optimized focusing metasurface and excited by a self-designed Vivaldi antenna at the focus. Numerical and experimental results coincide well. The planar antenna has a series of merits such as a wide 3-d B gain bandwidth of 15–22 GHz, an average gain enhancement of 16 d B, a comparable aperture efficiency of better than 45% at 18 GHz, and also a simple fabrication process. The proposed reflective metasurface opens up a new avenue to design wideband microwave devices.