水填充太赫兹空芯布拉格光纤温度特性研究

空芯太赫兹(Terahertz,THz)光纤因其损耗低 和易集成功能材料等优点是当前 研究热点。液态水在太赫兹频段具有的独特性质使其在太赫兹辐射、传感和器件等方面具有 多种潜在应用。本文设计一种带有水缺陷层的太赫兹空芯布拉格光纤(hollow core Bragg fiber,HCBF),并采用有限元法分析了其温度特性。结果表明,设计的太赫兹光纤在0.34 THz到0.44 THz频段内存在明显的温度可调的吸收峰,且限制损耗随 着水温的升高而增加。 同时,光纤具有较高的核芯功率比,其值均大于98.6%。本文所研究 的水填充太赫兹光纤在 研究太赫兹与液体相互作用、太赫兹调控器件等领域具有潜在的应用价值。     

毫米波的过模准光传输

毫米波的过模准光传输损耗低、功率容量高。本文讨论了毫米波过模准光传输系统的损耗、功率容量,特别是模式激励等问题,推荐了在毫米波和亚毫米波频段可资应用的过模准光波导系列,并介绍了在8毫米频段上所得到的实验结果。     

太赫兹超常材料及应用

超常材料具有人工设计的结构,并有自然材料所不具备的超常物理性质。超常材料的电磁响应灵活可调,对太赫兹(THz)技术意义非凡。THz超常材料的实现和迅速发展为太赫兹技术的发展和应用带来了新的机遇。总结了THz波段超常材料的研究进展,包括THz波段超常材料的构造及制备、基于超常材料的THz波器件以及超常材料在THz波技术中的其他应用。     

THz 波段电磁感应透明效应超常媒质的构建

本论文主要对基于金属的一种超常媒质的机理以及相关结构进行研究。在与传统的量子EIT 系统的比较中,探索这一现象的激发机理以及验证依据。由左手介质设计的理论基础进行推广,构建并设计了具有电磁感应透明效应的THz 超常媒质,对其中的理论问题进行了探讨并对相关材料的定义做出了解释。通过分别对亮部分（内环）和暗部分（外环）进行激发仿真,给出了整体激发的结果。此外,还对探针的位置以及SRR 环的厚度分别进行了分析。本研究工作对于推动以金属为基础的光频段材料、结构甚至集成电路、系统的发展和应用具有重要的意义。     

环烯烃聚合物太赫兹光子晶体光纤设计与制造

为降低传输损耗,在太赫兹波段采用具有低吸收损耗的环烯烃共聚物作为基质材料,设计了一种太赫兹光子晶体光纤。通过全矢量有限元法模拟仿真,对光子晶体光纤的损耗和频率的关系进行了分析计算。结果表明,这种光纤在太赫兹频段具有良好的传输特性,大大优于传统的金属波导,且该类型光纤还具备良好的弯曲性能,在太赫兹频段具有重要应用价值。     

新型传输线CRLH-TL的研究

根据传输线的基本理论,结合左手材料的特异性质构造CRLH-TL.系统总结了该传输线的传播特性,并从实际应用的角度给出完整的微带线设计方案.HFSS仿真结果表明,该结构在低频段呈现左手特性,在高频段呈现右手特性,并具有频段宽、损耗低、体积小等特点.     

金刚石在太赫兹电真空器件中的应用

金刚石材料具有低的介电常数、小的微波损耗、良好的导热性能,成为太赫兹电真空器件发展过程中非常有研究价值和应用价值的材料。它可以作为输能窗的介质窗片和高频结构的介质支撑材料。本文介绍了微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)金刚石材料在太赫兹电真空器件中的具体应用实例,以及在W波段行波管中的实际应用情况,包括MPCVD金刚石的制备过程,及其与金属材料的封接工艺。研制出的W波段金刚石窗冷测结果显示其在75 GHz-110 GHz频段内性能良好:驻波系数(VSWR)≤1.5,传输损耗≤0.5 dB。这种窗已经成功用于W波段折叠波导连续波与脉冲行波管中。     

超材料(metamaterials)在电子元件中的应用

超材料(metamaterials)指的是一些呈现出天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合材料。它们的超常特征来源于其中人工制备的、特殊的非均匀插入结构所导致的物理响应。介绍了近年来发展出的超材料包括左手材料、"隐身斗篷"和光子晶体等,对其在电子元件领域中的应用进行了评述和展望。     

基于混合算法优化太赫兹波段的开口共振器

开口共振器是电磁超材料的基本单元结构之一。本文应用基于微分进化策略和蚁群优化的混合算法,对在太赫兹频段下开口共振器的结构参数进行设计,以降低其回波损耗。数值模拟结果表明,在1.04 THz~1.16 THz内,优化后结构所得的回波损耗(|S11|)下降了50%,验证了本文优化设计方法的正确性和可行性,对太赫兹超材料的结构设计具有一定的参考意义。     

基于HTc rf SQUID的通信传感器技术

超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Devices,简记为SQUID)是迄今为止灵敏度最高的磁场传感器,高温超导射频量子干涉仪(HTc rf SQUID)更以其良好的实用性而备受业界关注。将HTc rf SQUID技术引入到低频段通信中,可以有效解决目前低频段通信中收信天线设备笨重、灵敏度不高的问题。文中分析了超导技术发展现状和HTc rf SQUID技术原理,总结了该技术的特点和应用于低频段通信的优势,结合CSAMT试验方法验证了应用HTc rf SQUID进行低频段收信的可行性,提出了HTc rf SQUID实用化的技术途径。     

光控电磁超材料研究进展

电磁超材料是由亚波长尺寸单元周期或非周期排列组成的人工结构,能对电磁波的频率、幅度、相位和极化等基本物理特征进行调控,突破了传统材料的限制,可实现很多自然界不存在的有趣物理现象及应用。过去二十余年,超材料因其强大的电磁调控能力一直是物理领域的研究热点。但无源超材料在电磁波调控中存在局限性,如工作频率固定、实现功能单一等...     

柔性可弯曲人工超构材料太赫兹波超吸收研究

近年来,由亚波长人工微结构单元组成的超构材料,因其具有自然材料所不具备的奇特物理性质,吸引了人们的广泛关注.其中最有趣的应用之一就是利用亚波长人工微结构增强对电磁波的吸收.设计并实现了一种人工超构材料柔性可弯曲的高性能太赫兹吸收器.为了实现最优的结构设计,分别对器件的结构周期、金属条宽度、介质层厚度和材料光学性质等关键结构及材料参数进行了系统优化.实验结果显示在频率3 THz附近器件峰值吸收率高达99%,与数值模拟结果相吻合.     

双阻带单负介质在带通滤波器中的应用

提出一种具有双阻带特性的单负介质并据此设计出小型化高性能的带通滤波器。首先对该单负介质单元进行等效电路分析并利用散射矩阵进行等效磁导率的提取,揭示了该异向介质单元的带阻工作原理和验证了其等效电路分析的合理性;然后在此基础上研究介质单元的结构参数对其传输性能的影响,据此设计出中心频率为10 GHz的带通滤波器具有非常紧凑的尺寸(25 mm×22.86 mm×10.16 mm)以及具有小于0.16 dB的通带损耗和良好的阻带抑制性能,这是常规介质滤波器所无法比拟的。     

A Radially-Dependent Dispersive Finite-Difference Time-Domain Method for the Evaluation of Electromagnetic Cloaks

A radially-dependent dispersive finite-difference time-domain (FDTD) method is proposed to simulate electromagnetic cloaking devices. The Drude dispersion model is applied to model the electromagnetic characteristics of the cloaking medium. Both lossless and lossy cloaking materials are examined and their operating bandwidth investigated. It is demonstrated that the perfect “invisibility” of electromagnetic cloaks is only available for lossless metamaterials and within an extremely narrow frequency band.      

Hybrid Resonance Memory Metamaterial with Full‐Wave Operation

Memory metamaterials allowing persistent tuning of their unusual electromagnetic responses are an emerging group of artificial electromagnetic materials. Here, the memory metamaterial operating at microwave frequency based on the hybrid resonance of the metamaterial‐ferromagnetic system is reported. It is demonstrated that the hybrid resonance can be tuned reversibly as a function of frequency and amplitude of the input microwave signal. The principle underlying the persistent hybrid resonance tuning is the adaptive structural modification of the magnetic domain structure for the input microwave signal.     

电磁超材料吸收器的研究进展

基于电磁超材料的电磁谐振吸收器通过合理设计器件的物理尺寸及材料参数可对入射到吸收器的特定频率的电磁波实现100％的完美吸收,因而受到国内外学术界的高度关注.综述了当前国内外基于电磁超材料的电磁波完美吸收器在微波和太赫兹波段的研究进展,分类介绍了吸收器的结构及性能特点,最后对电磁超材料吸收器的发展趋势和待解决的问题作了探...     

太赫兹可编程超材料的研究进展和在单像素成像中的应用

人工电磁超材料展现了强大的电磁波调控能力. 随着可编程超材料的提出,超材料向数字化、智能化的方向不断发展. 本文首先回顾了太赫兹可编程超材料的研究进展,重点讨论基于半导体、液晶等可调材料的太赫兹可编程超材料的设计方法、调控原理及应用. 然后,介绍了太赫兹可编程超材料在单像素成像中的应用,即利用电控和光控可编程超材料实现太赫兹光的空间编码调制,结合压缩感知等成像算法,实现太赫兹单像素成像. 最后,对太赫兹可编程超材料的发展趋势和应用前景进行了展望.     

太赫兹波段电磁超介质的应用及研究进展

太赫兹波和电磁超介质是电磁学领域关注的热点.太赫兹波与电磁超介质相互作用可以实现对太赫兹波的操纵和调控,有望填补"太赫兹空白".介绍了太赫兹波段电磁超介质的研究进展,包括电磁超介质电磁性能可调谐的实施途径,电磁超介质在太赫兹功能器件方面的应用(调制器/开关、传感器/探测器、滤波器、偏振元件和吸波器),太赫兹波段表面等离...     

电磁Metamaterials调制器研究

对电磁Metamaterials进行了介绍和研究,设计了一种工作在360GHz的电磁Metamaterials。通过详细研究表明,其可以利用光电导效应制作出工作于360GHz的太赫兹调制器。并对采用该技术搭建360GHz高速无线通信系统的可行性进行了简要分析。本方法还可以应用到利用该材料的其他频段上,尤其是太赫兹频段上可以表现出其优势。