光子晶体的研究及其在传感器中的应用

光子晶体是指具有光子带隙(PBG)特性的人造周期性电介质结构,有时也称为PBG光子晶体结构。按照光子晶体的光子禁带在空间中所存在的维数,可以将其分为一维光子晶体、二维光子晶体和三维光子晶体。光子晶体传感器应用包括应变传感器、温度传感器、化学传感器、光子晶体光纤传感器、长周期光纤光栅(LPFG)生物传感器、LPFG化学传感器等。本文从光子晶体传感器的概述、研究现状和应用几方面对光子晶体传感器的应用进展进行了综述,希望对光子晶体传感器有一个比较全面的了解。     

光子晶体的研究与应用

光子晶体是一种具有光子能带及能隙的新型材料。其特有的性质,使光子晶体具有广阔的应用前景。本文基于固体物理学的基本原理,对光子晶体的理论基础进行了简单介绍,根据其特有结构,对光子晶体的特性做了一定分析,并结合现实需要,综述了光子晶体在光学等方面的应用。     

光子晶体的研究与应用

光子晶体是一种具有光子能带及能隙的新型材料。其特有的性质,使光子晶体具有广阔的应用前景。本文基于固体物理学的基本原理,对光子晶体的理论基础进行了简单介绍,根据其特有结构,对光子晶体的特性做了一定分析,并结合现实需要,综述了光子晶体在光学等方面的应用。     

凝聚态中光子晶体的相关研究

本文主要概述了光子晶体的概念,并重点介绍了凝聚态物理学中光子晶体中的缺陷模的相关研究。     

光子晶体光纤及其在光纤陀螺中的应用

光子晶体光纤是一种包层由空气孔-石英沿轴向方向周期排列所构成的新型光纤。光子晶体光纤特殊的结构分布和特性,使其在降低光学噪声、陀螺尺寸、温度敏感性,提高陀螺精度和抗核辐射等方面,具有传统光纤陀螺不可比拟的优越性。本文综述了光子晶体光纤的概念、在光纤陀螺方面的独特优势,以及其在光纤陀螺应用方面的研究进展和前景。     

光子晶体压力传感器研究

介绍了一种新型光子晶体压力传感器,利用压力使光子晶体带隙的变化特性制作压力传感器,提出了通过测量透射光的变化来测量压力的检测方法。结果表明:传感器的测量范围和灵敏度与构成光子晶体的材料特性有关,材料弹性模量小时,灵敏度高;2种材料的弹性模量和泊松比相差大时,测量范围小。该传感器体积小、重量轻。     

自适应气体检测光子晶体光纤传感器设计

针对光子晶体光纤在传感技术和非线性传感系统应用中面临的传输模式突变、检测精度受模式变化而降低等方面问题,研制了一种具有低损耗高抗压的气体检测光子晶体光纤传感器.根据非线性传感系统和光子晶体光纤的带隙材料布局建立了损耗分析模型,并总结了孔距和包层直径对损耗的影响,从而建立损耗感知算法;对比单模、二阶模及异构孔对损耗的影响,建立了模式自适应调制算法;研制了一种基于损耗感知支持模式自适应调制的用于气体检测的光子晶体光纤传感器.测量系统的实验结果分别从损耗.检测精度和抗压等方面证明了所提方案研制的光纤传感器的可靠性和优越性.     

空心光子晶体光纤在拉曼光谱仪中的应用

针对拉曼散射是一种弱散射,同时由于空心光子晶体光纤(HC—PCF)能显著增强光与填充介质之间的相互作用,提出将HC—PCF应用到拉曼光谱仪中,利用平面波展开法对HC—PCF的光子带隙与场分布进行模拟分析,探讨了HC—PCF的参数对拉曼散射强度的影响。通过理论研究发现光子晶体光纤可根据实际应用的需要,通过改变光纤的周期结构或包层气孔之间的间距来改变光子带隙,从而可传输不同波段的光。结果表明了HC—PCF在拉曼光谱仪中应用的可行性,为拉曼光谱仪在分子结构检测与分析提供了新的技术方法,也为HC—PCF的应用和研究开拓了广阔前景。     

化学所制备光子晶体微芯片实现多种金属离子的识别与检测

光子晶体材料因其对光子传播的调控性能而被称为“光半导体”,其研究和应用受到广泛关注。在国家自然科学基金委、科技部和中网科学院的支持下,中科院化学研究所绿色印刷院重点实验室的科研人员针对光予晶体的制备和应用开展了系统研究。     

向列相液晶缺陷光子晶体可调谐滤波器的研究

在一维光子晶体中引入向列相液晶作为缺陷层,用电场改变液晶分子的取向,形成光子晶体可调谐滤波器.用传输矩阵法研究了液晶缺陷光子晶体的可调谐滤波特性,模拟计算了电压和液晶材料参数对滤波器透射谱的影响.结果表明,改变电压能容易改变光子晶体滤波器透射峰的位置、强度、个数和带宽,表现出很好的调谐滤波功能.     

软件研发过程性能基线和模型建立方法及应用分析

分析传统软件项目管理中的不足,提出量化项目管理的基本概念,给出如何建立组织质量和过程性能目标及如何选择准备建立过程性能基线的过程或子过程。分析如何进行基线的度量,并给出软件研发过程性能基线和模型具体建立过程,最后给出过程性能基线和模型在软件项目管理中的应用方法。     

One-dimensional photonic crystal based on nanocomposite of metal nanoparticles and dielectric

One-dimensional photonic crystal made of nanocomposite of metallic nanoparticles and dielectric is investigated. Splitting of photonic band gap into polaritonic and structure band gap and their fusion are predicted. The different behavior of structure gap with variation of nanoparticle concentration is observed. This behavior is determined by relative arrangement of structure and polaritonic gaps in frequency scale. Considered effects give new possibilities for creating photonic crystals with predefined properties.     

植物生化组分遥感探测的光谱统计参数比较

利用统计分析方法,分析了叶片叶绿素和氮含量与其光谱特性的统计关系,分别建立了log(1/R)、反射率一阶导数(FDS)、对波深中心归一化(BNC)及对波深面积归一化(BNA)的光谱形式与叶片叶绿素和氮含量的统计方程,并对这4个指标的性能进行了比较和评价。结果表明采用描述光谱吸收特征的参数BNC和BNA,能够提高遥感估算植物生化组分含量的效果,特别是对氮的估算,其预测值与测量值的相关系数R达到0.960。     

基于FDTD二维光子晶体器件设计软件的开发

介绍了一个基于时域有限差分法（FDTD）的二维光子晶体器件设计软件PCCAD,所用的核心算法是时域有限差分法。与同类FDTD商业软件相比,特点在于其具有多种光子晶体结构编辑模板,多种点源、线源,先进的边界吸收技术及多种参数优化扫描等功能。快速傅里叶变换及Pade算法在软件设计中的应用使模拟更加精确、快速。软件适用于各种平面光子晶体的仿真设计,探索新的器件结构。最后,利用此软件设计了直波导、T型波导等二维平面光子晶体器件。     

基于蚁群优化算法的遥感器波段设置探究

卫星载荷研制发射后其光谱和空间观测模式固定,无法根据复杂地表的多样化需求进行实时灵活调整,且目前遥感器波段设置尚不完善还存在优化空间.引进基于蚁群优化算法的波段选择方法(AntColonyOptimization basedBandSelection,ACOBS),结合北美区域３３景AVIRIS航空高光谱图像,开展了不同区域、不同地表覆盖类型的高光谱波段优选研究,发现各地表类型优选波段组合存在一定差异,其中４波段组合中红光、近红外波段为２个共同入选波段,６波段组合中绿光、红光、短波红外波段为３个共有波段,８波段组合中紫光、绿光、红光、红边、近红外１、近红外２、短波红外１、短波红外２为８个共有入选波段,其他入选波段与地表覆盖类型有关.在此基础上,进一步开展了多光谱卫星波段设置评价研究,发现:４波段优化方案中,绿光、红光、近红外波段１ (７７０~８９５nm)、近红外波段２(９００~１３５０nm)为最优波段组合;６波段优化方案中,绿、红、红边、近红外１(７７０~８９５nm)、近红外２(９００~１３５０nm)、短波红外１(１５６０~１６６０nm)为最优波段组合;８波段优化方案中,蓝、绿、红、红边、近红外１(７７０~８９５nm)、近红外２(９００~１３５０nm)、短波红外１(１５６０~１６６０nm)和短波红外２(２１００~２３００nm)为最优波段组合.研究结果表明Land satTM OLI、SPOT等陆地资源遥感器波段设置还存在一定优化调整空间,特别是红边波段在目前传感器波段设置中没有得到足够重视.     

BoltzWann: A code for the evaluation of thermoelectric and electronic transport properties with a maximally-localized Wannier functions basis

We present a new code to evaluate thermoelectric and electronic transport properties of extended systems with a maximally-localized Wannier function basis set. The semiclassical Boltzmann transport equations for the homogeneous infinite system are solved in the constant relaxation-time approximation and band energies and band derivatives are obtained via Wannier interpolations. Thanks to the exponential localization of the Wannier functions obtained, very high accuracy in the Brillouin zone integrals can be achieved with very moderate computational costs. Moreover, the analytical expression for the band derivatives in the Wannier basis resolves any issues that may occur when evaluating derivatives near band crossings. The code is tested on binary and ternary skutterudites CoSb₃ and CoGe_3/2S_3/2.     

An updated version of BoltzWann: A code for the evaluation of thermoelectric and electronic transport properties with a maximally-localized Wannier functions basis

BoltzWann is a code to evaluate thermoelectric and electronic transport properties of extended systems with a maximally-localized Wannier function basis set. The semiclassical Boltzmann transport equations for the homogeneous infinite system are solved in the constant relaxation-time approximation and band energies and band derivatives are obtained via Wannier interpolations. Thanks to the exponential localization of the Wannier functions obtained, very high accuracy in the Brillouin zone integrals can be achieved with very moderate computational costs. Moreover, the analytical expression for the band derivatives in the Wannier basis resolves any issues that may occur when evaluating derivatives near band crossings. We present here an updated version of the BoltzWann code, which is now fully integrated within Wannier90 version 2.0, with minor bug fixes and the possibility to study also two-dimensional systems.     

银行吸收存款最佳值的计算机模拟

本文对银行存贷款的收益模型进行了讨论，利用计算机模拟技术对银行吸收存款的最佳值进行了计算机模拟，并给出了模拟的结果。     

鲁棒稳定后推控制设计

研究严格反馈形式系统的鲁棒稳定控制问题.考虑输入噪声、测量噪声以及控制对象扰动的情况,通过非线性距离度量框架结构,建立了鲁棒稳定后推控制设计方法.作为应用,考虑一个时滞的二维系统,得到了闭环系统对时滞的鲁棒稳定性.     

两种新型一维微带开口环PBG结构

本文在对一维光子带隙PBG(Photonic Bandgap)结构进行研究时,提出两种新型的开口环PBG结构,分别为圆形双开口环和方形双开口环两种结构。两种结构均为在接地板上刻蚀周期性的开口环得到。结果表明:圆形双开口环PBG结构简单易于实现,并且可以获得较宽的通带及较小的通带波纹。方形双开口环PBG结构具有良好的通带特性,并且可以有效地改善通带的平坦度,减小插损,适用于微波及毫米波集成电路。