胶体晶体光子带隙液体折射率传感实验

利用胶体晶体的光子带隙的中心波长变化对折射率传感进行了实验研究。理论上对胶体晶体光子带隙的中心波长的变化进行了分析,设计模具制备了胶体晶体,并用扫描电镜对胶体晶体进行了表征和用红外光谱仪测试了胶体晶体的光子带隙。研究结果表明:胶体晶体光子带隙的测试结果与理论分析相一致。利用光纤间的耦合对胶体晶体的光子带隙的变化进行了测试和分析。分析结果表明:SiO2胶体晶体光子带隙的中心波长为1 445.5 nm,且在不同液体环境下,其中心波长发生变化,能够形成新的传感机理,为胶体晶体在传感上的应用进行了探索。     

石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转特性研究

针对传统双层悬臂梁存在吸收效率低的难题,提出了一种通过激发石墨烯纳米带表面等离激元以提高悬臂梁光热偏转特性的方法。首先,基于有限元法建立了石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光学模型,并通过优化石墨烯纳米带及悬臂梁的结构参数,实现了对入射光波的完美吸收(100%);其次,建立了悬臂梁的热力学模型,采用Ansys软件仿真计算了脉冲激光参数对悬臂梁光热偏转特性的影响。结果表明:在波长为10.7μm处,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度是传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的5倍,并且,在9.5~13.5μm的整个宽波段范围内,石墨烯纳米带修饰微悬臂梁的光热偏转灵敏度均大于传统双层悬臂梁光热偏转灵敏度的4倍。     

基于光子晶体的压力传感器特性分析

设计了二维光子晶体点缺陷厚板结构,利用压力使厚板透射谱发生变化的特性制作压力传感器。结果表明,压力可以使光子晶体厚板结构产生形变,从而使缺陷模透射谱位置发生移动。选取特定频率的连续波入射,它的透射率可以随着压力的变化而变化。此结果为设计基于光子晶体点缺陷厚板的压力传感器器件提供参考。     

麻省理工研发新型太阳热光伏发电系统

<正>近日,美国麻省理工学院研究人员开发了一种新型的太阳热光伏发电系统。该系统在太阳电池外面安装了一个由碳纳米管和光子晶体等组成两层的吸收-释放装置。该装置外层的受光面是一排多壁碳纳米管,能有效吸收太阳光并将其转化为热,加热紧紧依附在其上的光子晶体,使光子晶体会"发出"最高密度几乎与太阳电池带隙相吻合的光,确保被吸收器收集的大部分能量转化为     

一维光子晶体带隙边缘处态密度突然增强现象的理论分析

针对一维光子晶体态密度(density of states,DOS)特性,建立数学计算模型,并就其带隙边缘突然增强现象,研究了近似局域最大值与周期数、薄膜材料折射率之间的对应关系。首先计算得到了特定周期数、相对折射率差下的近似局域最大值,接着绘制了DOS带隙特性曲线,验证了局域最大值的准确性。最后通过分析,进一步得到了周期数、相对折射率差对带隙边缘处DOS突然增强现象的调制关系。     

中空玻璃的节能特性研究

本文通过对中空玻璃的结构组成、节能原理的分析,着重探讨了玻璃厚度、玻璃类型、间隔层厚度、间隔层气体类型和窗框材料等因素对中空玻璃节能特性的影响。     

周期蜂窝结构准静态参数分析方法适用条件探讨

对于具有周期结构的复合材料动力学特性研究,或采用均匀化等方法分析其准静态材料参数,或采用平面波谱等方法分析其动态材料参数和带隙特性。为界定这两类方法的适用范围,针对蜂窝周期结构,建立了二维大模型,施加吸收边界条件,采用瞬态动力响应分析的时程积分方法,分析了不同频率波在周期蜂窝结构中的传播;并与模型的准静态均匀化分析结果和谐响应谱分析结果加以比较,探讨了准静态分析方法的适用范围,且以周期结构单胞的特征尺寸与传播波在材料中的特征波长之比ζ为参量来描述;同时,给出了传播波频率达到第一带隙频率前,平面波在二维周期蜂窝结构中传播的幅值衰减特性。结果表明:对于单胞角度α≤120°的蜂窝周期结构,当ζ≤0.1时,可采用静态均匀化方法等分析其材料参数,当ζ≥0.3时,可采用平面波谱法、有限差分时域法和多重散射法等分析其带隙特性。     

石墨烯量子反常霍尔效应体系中的量子干涉效应

为了研究量子边缘态间的干涉效应,以锯齿型石墨烯纳米带为基础,通过引入外部自旋轨道耦合及磁交换场,在石墨烯纳米带中实现量子反常霍尔效应。在此基础上,构造弱耦合量子散射腔,并采用紧束缚近似下的哈密顿模型和非平衡格林函数方法,研究经由2个耦合边界反射的量子边缘态间的量子干涉效应。结果表明:弱磁场下,2个理想的反射边缘态间产生A-B干涉效应,随着磁场的变化,透射系数发生周期性的相长或相消干涉,干涉周期和穿过散射腔的磁通成反比。此外,干涉效应对杂质散射和体态非常敏感。因此,通过观测量子干涉效应可以定性地判断体系是否存在真正的边缘态。     

曲线形导电纤维编织伪装基础布的电磁散射特性分析

为检验采用正弦曲线形导电纤维编织伪装遮障基础布的可行性,建立了其二维平面周期结构模型,采用周期时域有限差分法计算了该结构对入射雷达波的反射率、透射率和吸收率.通过设计两种周期单元尺寸,比较了高次模对结构散射特性的影响.计算结果表明,高次模能在一定程度上降低结构的反射率,但高次模在能量中比重较小,对结构电磁散射特性的调节...     

基于自准直效应无偏振依赖能量分束器的研究

基于自准直效应,提出1种无偏振依赖的二维光子晶体能量分束器。利用平面波展开法(plane wave expansion method,PWM)和时域有限差分法(finite-difference time-domain,FDTD)来计算和分析光波在所提出结构中的传输特性。通过研究发现:对于波长为1.55μm的入射光,无论是TE或TM偏振模式都能够实现在光子晶体中自准直传播;另外,根据等效介质理论,引入复合缺陷结构(一排缺陷介质柱和一层均匀介质层),当分束器的缺陷柱半径Ra=0.48a,缺陷层的厚度Hd=0.078a,缺陷层距缺陷柱中心平行位置Px=0.632a时,可同时实现对2种偏振模式的能量均分;这一全光能量分束器由于对偏振模式没有依赖,且尺寸紧凑(仅有15.68μm×10.31μm),在集成光学中会有广泛的应用。