双偶极子多谐振液晶反射移相控制单元设计与仿真

提出一种双偶极子液晶相位控制单元结构,并对液晶相位控制单元的设计与模型仿真进行研究。首先通过对比两种无限大周期结构的仿真结果,确定液晶相位控制单元的仿真方法。基于该仿真方法,分析了双偶极子多谐振结构的电流分布,从而揭示了相位控制单元的工作原理。基于该工作原理,一种包括单偶极子单元设计和双偶极子互耦影响的设计优化方法被提出。仿真结果显示,经过优化设计后的液晶反射移相控制单元同时拥有小于-6 d B的低损耗和450°的宽调相范围,可以用于设计可重构天线、有源电磁阻抗表面等。     

液晶太赫兹光子学研究进展

液晶作为液态和固态之间的中间态,具有液体的流动性和晶体的各向异性,其指向矢灵活可调,从微波到紫外都有广泛应用。近年来液晶光子学在太赫兹波段展现出巨大应用前景,本文综述了基于液晶的太赫兹源、可调太赫兹器件和太赫兹探测器的研究进展,探讨了未来液晶太赫兹光子学的发展趋势,如新型铁电向列相、液晶拓扑在太赫兹领域的应用,多模式、多参量的太赫兹波按需产生、调制与探测等。     

太赫兹液晶器件的研究进展

基于液晶技术的太赫兹器件的研究开发已经成为该领域研究的重要方向之一。介绍了太赫兹器件的应用背景和太赫兹液晶器件的基本知识,并重点介绍了液晶在太赫兹频域的光电性质和材料特性,指出了若干有潜在可行性的液晶材料。在此基础之上对太赫兹液晶移相器、太赫兹可调液晶滤波器、太赫兹可调偏振器等液晶器件的设计原理和目前的研究结果进行了分析。最后,对太赫兹液晶器件的产品应用开发进行了总结分析,提出了此类元器件的研究开发方向。     

扭曲向列相液晶太赫兹相位调制器特性研究

设计了扭曲向列相液晶太赫兹相位调制器,利用琼斯矩阵模拟分析了不同扭曲角30°、45°、90°对相位调制特性的影响。得出扭曲角越小其相位延迟量越高,并且对光的利用率越高。进一步分析电压效应,结果表明同一频率下加大电压可使透过率增大,相位延迟量减小。当扭曲角为30°,选择液晶材料为LC1825,液晶盒厚度为250μm设计了透射型相位调制器,在1.2THz频率处获得126°的相位延迟。为提高相位调制量设计了结构参数与透射型相同的反射型太赫兹相位调制器,在1.2THz下得到相位延迟量为270°,因反射型结构较透射型增加了一倍的有效光程,相位调制量大幅提高。     

基于Tracepro的太赫兹探测阵列光学镜头设计

太赫兹探测成像技术是一种新兴的、极具发展前景的探测技术。为了满足太赫兹探测阵列的成像要求,设计了一种结构紧凑的折射型光学镜头,并采用Tracepro软件对该光学镜头轴上及离轴无穷远点在焦平面的成像情况进行了模拟仿真,优化了光学镜头结构参数。设计的光学镜头采用HRFZ-Si作透镜材料,并在透镜表面涂覆parylene抗反薄膜,其焦距为26.2 mm,视场角为16.3°,相对孔径为1.9∶1,分辨率为20 lp/mm。     

圆周阵列太赫兹干涉成像仿真

太赫兹干涉成像原理简单,需要的探测单元少,数据获取效率高,在太赫兹成像应用中有很大发展潜力。研究了太赫兹干涉成像的原理,并设计了用于仿真成像的原理性方案。通过仿真实验分析了成像频率、圆周阵列半径、阵元数目对成像质量的影响以及成像系统的频率带宽。结果表明：在其他条件不变的情况下,成像频率越高,可有效成像要求的阵列半径越小;增加阵元数目可提高成像质量,但增加到一定数量后,提高不明显;均匀圆形阵列的有效成像带宽较宽。仿真结果所得到的结论为太赫兹干涉成像系统设计和实际应用提供了理论依据和技术支持。     

基于液晶的可调谐太赫兹双折射滤波器的设计

液晶双折射滤波器具有室温下工作,调谐简单方便,带宽窄等优点。为了达到设计不同调谐范围和带宽的这种滤波器的目的,以满足实际应用的需要,扩大其应用范围,采用数值模拟的方法,进行参数计算和设计思路的总结,并设计了一套窄带输出的滤波器实例。结果表明,通过对影响滤波器调谐范围和输出带宽的关键参数的数值模拟和分析,为设计不同调谐范围的液晶双折射滤波器提供了依据;设计实例基本上满足预期的设计要求,调谐范围0.691~0.866 THz。     

可调谐太赫兹液晶超表面

超表面极大地丰富了光与物质的相互作用,促进了平面光学的发展。近年来,随着太赫兹（THz）技术的快速发展,动态可调谐太赫兹器件得到了广泛研究。液晶（Liquid Crystal, LC）是一种独特的软物质,兼具液体的流动性和晶体的各向异性,是显示和空间光调制中不可或缺的材料。液晶与超表面集成可以实现动态太赫兹器件。本文从3方面综述了太赫兹液晶超表面的研究进展：液晶平面太赫兹器件、液晶集成金属超表面及液晶集成电介质超表面,介绍了制备液晶微结构及液晶集成金属或电介质超表面的相关技术,展示了液晶超表面器件对电场、磁场、热和光等外部刺激的优异响应性,利用外场实现了对太赫兹波振幅、频率、相位和偏振态的动态调控。可调太赫兹液晶超表面将显著推动太赫兹在成像、通信和传感领域中的应用。     

实验分析连续太赫兹反射扫描成像测量效果

实验分析连续太赫兹反射扫描成像测量效果。针对极端系统进行分辨率特性测量,根据方法的不同将其分为连续太赫兹反射扫描成像测量法与传统刀口法测量法,并比较两种测量的结果。在该次实验中,连续太赫兹反射扫描成像测量得出系统分辨率测量结果为1.237 lp/mm,其对应线宽为0.393 mm,这与刀口法测量结果一致,且与传统刀口法相比较可以简化测量过程,准确得出测量结果。应用连续太赫兹反射扫描成像测量技术,可以简化系统分辨率特性测量过程,直观、准确地得出系统分辨率上限,在测量中发挥积极测量效果。     

太赫兹波段复合型FSS带通滤波器的分析与设计

利用谱域法对频率选择表面 (frequency selective surface,FSS) 结构进行理论分析,设计了中心频率为0.338 THz工作在大气通信窗口的复合型FSS带通滤波器。该滤波器是对圆环槽单元滤波器进行改进,增加了三极子单元,通过研究结构参数对滤波性能的影响关系,进行结构优化。实验表明,该滤波器综合滤波性能更好,3 dB带宽可以达到69.5 GHz,回波损耗小于-13.46 dB,带内插入损耗小于0.45 dB,带内纹波低到0.1 dB,且通带平坦,有较好的带外抑制和矩形系数,边带比较陡峭。同时该滤波器在不同极化波和相同极化波不同入射角度入射时都有很好的频率稳定性,能有效地用于太赫兹通信。     

基于液晶的太赫兹反射式波束扫描天线

提出了一种基于液晶的太赫兹电控反射式移相器及其构成的波束扫描阵列天线.通过采用液晶调控的开槽结构移相器,解决了液晶调控过程中谐振层覆盖面不足造成的液晶取向不均、边缘效应和饱和电压增大等问题.设计了工作在380 GHz三开槽的移相器,对谐振频点的表面电流分布和谐振频点进行了仿真分析.数值计算结果表明当液晶相对介电常数在2...     

基于查表法的非等步相移误差修正算法研究

在相移式轮廓测量（PMP）技术中,提出了一种基于查表法的相移校正算法,使传统的N步计算方法要以适用于任何相移值（非等步相移）的情况,从而降低了对相移器的精度要求。利用计算机传真技术验证了该修正算法的正确性。     

利用反向有效介质理论研究CB/HDPE复合导电体系太赫兹波段的介电性质

通过熔融共混然后压片的方法将碳黑(CB)颗粒分散在对太赫兹光透明的高密度聚乙烯(HDPE)基体中,采用太赫兹时域光谱装置测量了该体系的介电信息,首次尝试采用反向有效介质理论,在CB浓度固定、只改变去极化因子的情况下,提取了CB颗粒在该波段的介电常数实部和虚部、折射率和吸收系数等信息.研究发现,从不同浓度的复合体系中提取的数据吻合较好,结合直流电导率测量结果发现去极化因子与体系内部颗粒的浓度和存在状态紧密相关,在逾渗阈值处去极化因子显著降低.采用偶极子弛豫模型对提取的结果进行了理论分析,得到了CB颗粒的弛豫时间、弛豫强度和电导率等信息.     

基于GA和PSO算法的反射阵列仿真设计

遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）都属于进化算法,用于优化计算时,可以帮助寻找问题的最优解。将遗传算法和粒子群算法应用到反射阵列设计中,大大缩减了设计周期并提高了反射阵列性能。按照该方法设计出的极子阵列在10 GHz的高频下仍能保持大角度的RCS在-20 dB以上,并可以根据实际要求进行灵活调整,加工实物后进行实测,实测结果和仿真结果具有很好的一致性。     

双频宽带大型微带反射阵天线设计

微带反射阵天线在性能上最主要的缺陷就是窄带,一般情况下其带宽小于5%,对电大口径短焦距馈电时更窄。本文设计并制作出一种由L波段和C波段两个反射面天线组成的6m×2m薄膜双频微带反射阵天线,两个频段的天线共用一层膜面。对该天线的电性能进行了测试,测试结果表明:该天线两个频段的相对带宽均大于10%(副瓣电平≤-18dB)。该天线具有折叠、可展开的结构特征,可以在卫星或航天器上广泛应用。     

一种基于PL-LCD体系结构的新型图像拼接技术的研究

“像移法”是一种基于光致发光-液晶显示器(PL-LCD)体系结构的新型显示器图像拼接设计,它增强了用无缝拼接的办法制作大屏幕显示器的基本概念。这项专利技术利用了光学透明棱镜的折射现象[1]。如果把两个完全相同的直角棱镜的斜面相对,那么,来自第一棱镜的入射光线将偏移一定距离从另一面出射时,但仍与入射光线保持平行。通过对棱镜的精确取向和适当选择,可以通过组合这些棱镜结构使光线向中间移动,从而达到无缝拼接的目的(图1)[2]。     

氧化钒薄膜太赫兹波段频率特性研究

利用直流对靶磁控溅射镀膜法,在Si衬底上制备出在太赫兹（THz）波段具有开关性能的氧化钒（VOx）薄膜。用X射线光电子能谱（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）方法对VOx薄膜的组份和形貌进行表征。利用THz时域频谱系统（THz-TDS）对VOx薄膜的光致相变性能进行测试。实验表明,VOx薄膜在波长532 nm连续激光照...     

条带型人工磁导体结构及其反射相位特性分析

通过分析蘑菇形AMC(人工磁导体)结构单元形状对反射相位特性的影响,发现其反射相位特性只与结构单元中与入射波极化相同方向上的尺寸有关。引入了条带形AMC结构,计算分析了它的反射相位带隙特性与表面波带隙特性。结果表明:这种结构与常用的蘑菇形AMC结构相比,虽然具有相同的反射相位特性,却有着不同的表面波带隙特性。