光栅对石墨烯太赫兹光学性质的影响

在不考虑等离激元诱导效应的情况下，利用玻尔兹曼平衡方程方法从理论上研究了金属光栅结构对石墨烯光电导率的直接影响。研究发现由于光栅对入射光的动量补偿作用，光栅对石墨烯的带内光电导率产生了显著的影响，使得在石墨烯的太赫兹吸收窗口区域出现光电导率峰，并且该光电导率峰可由光栅周期、电子浓度以及温度来调控。该研究有助于深入理解光栅结构对光电材料的影响，并表明光栅-石墨烯体系可以应用于可调谐的太赫兹光电器件，如太赫兹探测器。     

基于FPGA的太赫兹高速MAC协议设计与实现

太赫兹无线个域网可以支持上Gbit/s的传输速率,但是目前对于太赫兹无线个域网的MAC层研究较少,如何用现有的条件实现太赫兹无线个域网MAC层协议是亟待解决的问题。借助FPGA实现了太赫兹无线个域网MAC层基本功能,并采用波束赋形新机制,减少了节点发送的等待时间,使得端到端数据的传输加快,端到端的网络吞吐量随之提高。之后在Linux上测试数据传输速率,实验结果表明,在带宽不低于3.0 Gbit/s下,新的太赫兹MAC协议的平均数据传输速率能够达到约2.70 Gbit/s;另外,该协议的端到端平均往返时延约为0.284 ms。希望该设计能够为太赫兹超高速无线网卡和无线路由器的研究开发与实用化打下坚实的基础。     

太赫兹可调谐滤波器设计

为了实现太赫兹信号的可调谐滤波，设计了一种基于柔性材料的太赫兹可调谐滤波器。通过扭曲特氟龙（Teflon）波导形成环型谐振器，实现了160～200 GHz频段的带阻滤波功能。改变谐振腔长可实现自由频谱范围（FSR）和滤波频点的调谐，实验测试了自由频谱范围在1.9 GHz和2.8 GHz间切换以及相应的滤波特性。研究表明，谐振腔长一定时，改变弯曲半径可实现滤波阻带抑制度的调节，柔性材料太赫兹环型谐振器可用于可调谐滤波，且具有较高的自由度。     

基于太赫兹光谱的人参和西洋参鉴别

为了快速区分人参和西洋参，依据两者所含的人参皂苷在太赫兹波段具有不同指纹光谱，提出了一种基于人参皂苷的太赫兹光谱鉴别人参和西洋参的方法。采用MATLAB软件识别人参和西洋参的太赫兹光谱，同时根据太赫兹光谱特征并通过标准的主成分分析(PCA)区分出人参、西洋参。实验结果表明，基于太赫兹光谱的主成分分析可精确区分出人参、西洋参，并且还可以应用于其他类似物质的区分中。     

多层圆片级堆叠THz硅微波导结构的制作

基于微电子机械系统(MEMS)工艺,提出一种多层圆片堆叠的THz硅微波导结构及其制作方法。为了验证该结构在制作THz无源器件中的优势,基于6层圆片堆叠的硅微波导结构,设计了一种中心频率365 GHz、带宽80 GHz的功率分配/合成结构,并对其进行了仿真。研究了制作该结构的工艺流程,攻克了工艺过程中的关键技术,包括硅深槽刻蚀技术和多层热压键合技术,并给出了工艺结果。最终实现了多层圆片堆叠功率分配/合成结构的工艺制作和测试。测试结果表明,尽管样品的插入损耗较仿真值增加3 dB左右,考虑到加工误差和夹具损耗等情况,样品主要技术指标与设计值较为一致。     

浑太河春季不同水生态功能区大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

为评价浑太河流域影响大型底栖动物群落结构的环境因子在不同水生态功能区间的差异性,于2012年春季对浑太河65个采样点进行大型底栖动物和水体理化环境因子的取样调查。结果表明:浑太河流域3个水生态功能区大型底栖动物的物种组成比例、指示种有显著性差异(P<0.05),大型底栖动物的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和物种丰富度有显著性差异(P<0.05),且不同水生态功能区环境因子也存在显著性差异(P<0.05);典范对应分析显示,水生态功能Ⅰ区的驱动因子是海拔、水深、总氮,水生态功能Ⅱ区的驱动因子是高锰酸钾盐指数、盐度,水生态功能Ⅲ区的驱动因子是溶解氧、电导率、盐度;相关性分析显示,水生态功能Ⅰ区海拔、总氮与Shannon-Wiener多样性指数显著相关,高锰酸钾盐指数与Pielou均匀度指数显著相关(P<0.05),溶解氧、海拔、总氮与物种丰富度显著相关(P<0.05);水生态功能Ⅱ区环境因子与Shannon-Wiener多样性指数相关性不明显(P>0.05),海拔、电导率、盐度、总溶解固体与Pielou均匀度指数显著相关,海拔与物种丰富度相关(P<0.05);水生态功能Ⅲ区环境因子与这些指数相关性不明显(P>0.05)。研究表明,浑太河流域不同水生态功能区大型底栖动物群落结构组成具有空间异质性,环境因子有显著性差异,不同水生态功能区影响大型底栖动物群落结构的环境因子存在差异性。     

宇宙线缪子散射成像模拟与算法研究

本文验证了基于Micromegas探测器的宇宙线缪子散射成像系统进行快速核材料检测的可行性，并对实验室宇宙线缪子成像系统原型进行参数估算。基于Geant4程序开发了用于模拟宇宙线缪子物理过程、传输径迹及Micromegas探测器响应的模拟程序。在模拟数据的基础上，实现并改进了两种主要的宇宙线缪子散射成像算法。根据模拟和成像结果，1 m×1 m成像系统可在10 min内检测到被重元素屏蔽的核材料。10 cm×10 cm成像系统的缪子事例触发率为0.16 s^-1，要获得较为清晰的成像结果，要求探测器位置分辨率达到300 μm，探测器增益为1 000时实际测量事例至少需要20 h。