表面介质阻挡放电等离子体流场PIV实验研究

为深入理解等离子体气动激励诱导射流形成的物理机制,采用微秒脉冲和正弦交变2种激励电源,在不同压力下进行了等离子体气动激励诱导空气流动的PIV实验研究,获得了表面介质阻挡放电（surface dielectric barrier discharge, SDBD）等离子体气动激励诱导流场。实验结果表明：微秒脉冲激励器放电均匀性优于正弦交变激励器放电;微秒脉冲SDBD诱导流场射流方向与正弦交变SDBD诱导流场射流方向相反,射流从植入电极指向暴露电极;11700Pa压力下微秒脉冲SDBD诱导射流流场具有双向性质,流场结构为∽型,并对SDBD体积力分布进行了分析。     

金属核壳结构在不同介质环境中的表面等离子体消光特性研究

本文利用Mie散射理论计算了在不同介质环境中银纳米核壳结构的表面等离子共振消光谱,研究了内核的直径、金属壳层的厚度以及周围介质折射率对表面等离子共振特性的影响,结果表明,对于内核尺寸较小的核壳结构,外界折射率的增加所导致的自由电子振荡回复力的减小,不仅会引起共振峰的红移,还会导致消光强度的增大。同时,外界折射率环境对核壳的球模式和腔模式的耦合作用影响显著,折射率越高,耦合分裂越强烈,反对称模式共振峰越明显。     

电子注激励石墨烯表面等离子体激元的研究

对垂直与平行运动电子注激励石墨烯表面等离子体激元进行了详细分析与对比。理论分析与数值计算的结果表明,电子注垂直激励时,石墨烯表面等离子体激元包含丰富的频率分量,沿传播方向衰减,并伴随有度越辐射;平行激励时,其工作频率可通过调节电子注能量或石墨烯化学势进行调谐,且沿传播方向没有衰减,没有渡越辐射。优化电子注能量与石墨烯化学势等参数可使电子注激励的石墨烯表面等离子体激元具有最大功率。电流密度大于500 A/cm2的直流电子注可与石墨烯表面等离子体激元发生注波互作用,从而对其进行持续地激励并放大。     

强非线性复合介质的电导性质研究

应用伽辽金方法研究了强非线性复合介质的电导性质。讨论了杂质和基质都服从Ｊ＝σ→Ｅ│＾２Ｅ的本构方程，在只保留最低阶近似的情况下，导出了这类复 合介质的非线性有效电导率的近似解析公式。     

电子注激励微纳缝阵列耦合表面等离子体激元

提出了一种电子注激励表面等离子体激元（SPPs）的新机制。平行运动电子注首先激励微纳缝阵列上的仿表面等离子体激元（MSPPs）,以被激励的MSPPs为源耦合激励金属表面的相干可调的SPPs。数值计算与粒子模拟的结果表明该激励方式对于激励SPPs具有重大的优势。基于这种机制,SPPs能被距离金属表面任意远的电子注有效激励耦合。耦合激励的SPPs的衰减时间与被激励的MSPPs一致,其场幅值比同等条件下电子注直接激励的SPPs场幅值大两个数量级。因此,这种新的激励机制可能对SPPs的应用具有重大意义。     

填充等离子体介质筒慢波结构色散方程的研究

利用线性理论导出了注内外具有不同等离子体密度背景的介质筒慢波结构的色散方程，并对其进行了详细的计算和分析；由所得计算曲线可方便的确定出给定频率的此慢波结构的几何参数，为实际的工程设计提供了理论依据。     

基于光纤中非线性效应的全光逻辑"与门"和"异或门"研究

提出了一种基于高非线性光纤(HNLF)中交叉相位调制(XPM)效应实现全光逻辑"与门"和"异或门"的方案,建立了理论模型,描述了实验方案,实现了10 Gb/s的全光逻辑"与"和"异或"运算功能,对结果进行了讨论和分析.研究表明:该方案性能稳定、结构简单、容易实现,仿真结果与理论分析结果相符合.但在正确的波形旁边,会出现多余的小峰,因此提出了一种基于光纤中自相位调制(SPM)效应的改进方案,抑制了小峰,优化了系统性能,并分析了逻辑运算结果与信号速率和消光比之间的关系.     

等离子体抛光对表面粗糙度的影响

为了得到超光滑表面且无表层损伤的光学元件,引入一种新型的超光滑表面加工技术——等离子体抛光.在新设计的等离子加工实验平台上进行了等离子体加工工艺实验,对氧气流量,放电功率大小,磁场大小几个参数对基片表面粗糙度的影响进行了实验研究,且优化了工艺参数.结果表明增加氧气流量,合理控制功率和磁场强度都会使等离子体抛光基片表面粗糙度减小.当氧气流量为50 sccm,功率为80 W,磁场强度为17 mT时,粗糙度达到最小值0.9 nm.     

用大气中低温等离子体提高玻璃表面憎水性的研究

用空气中介质阻挡放电 (DBD) 产生的常压低温等离子体对玻璃表面进行憎水性改性,通过测量水接触角、表面电阻和湿闪络电压等研究了 DBD 等离子体处理前后玻璃的表面特性,以及处理电压和处理时间对改性效果的影响。实验结果表明,DBD 等离子体在玻璃表面键合了一层致密的憎水膜。随处理电压和处理时间的不同,改性效果不同,在恒定处理电压下有一最佳处理时间。热老化和化学老化的实验结果表明,所生成的憎水层具有较好的抗老化性能。     

考虑单侧接触结构——介质动力相互作用的边界元分析

应用时域边界元法研究了结构－介质动力相互作用问题。假设摩擦遵守库仑定理。当入射波足够强时界面会出现局部滑移、分离。由于边界上的区域（滑移、分离和粘着）是未知的,所以本问题实际上是个复杂的边界非线性问题。为了确定未知区域,我们应用了一种有效的迭代技术。     

周期结构金属薄膜的奇异光学性质

二维亚波长周期结构金属薄膜具有光透过率异常增强的现象,某些情况下,这种薄膜的峰值透过率比根据传统小孔理论计算的预测值高3个量级.这种结构的金属薄膜在光印刷、近场显微镜和光子器件等方面有着广泛的应用前景,近年来引起了人们的重视.根据目前的实验研究报道,这种周期结构金属薄膜通常利用聚焦离子束刻蚀工艺来获得,器件的光学响应在可见光波段和近红外波段.利用镂空模板法制备了周期结构金属薄膜.实验表明,制得的器件在红外波段也具有透过率异常增强的现象,且利用这种方法易于获得大面积对称结构和串联结构的器件.     

低渗透孔隙-裂隙介质气体非线性渗流运动方程

已有的煤层气渗流研究基于达西定律,而实验表明低渗透介质气体渗流为非线性流。采用实验、理论与计算相结合的方法建立低渗透孔隙-裂隙介质气体非线性渗流运动方程。实验结果表明,低渗透孔隙-裂隙介质气体渗流曲线是从较低压力梯度下的凹形曲线至较高压力梯度下的直线,是连续变化的曲线,直线延长线不通过坐标原点,存在拟启动压力梯度。根据该普遍特征,建立了非线性渗流运动方程。其参数量纲与物理意义清楚,运动方程计算的理论曲线与实验结果吻合很好,达西定律是运动方程的特例,运动方程可运用于低渗透孔隙-裂隙介质气体渗流理论及开发计算研究。     

一种基于双驱MZM调制的全光变频链路方法

为实现高频信号的变频,提出了一种基于双驱马赫-增德尔调制器(MZM)的全光变频链路方法,可同时实现上变频和下变频.首先对微波光子变频链路的输入输出关系式进行了理论推导,然后给出了该链路的镜频抑制比、本振抑制比、插入损耗和无杂散动态范围的表达式,最后进行了仿真分析.仿真结果表明,本振抑制比最大可达87.45 dB,插入损耗最小可达17.77 dB,链路的无杂散动态范围为107.45dB/Hz^2/3.     

非线性左手介质中波包相同孤子的碰撞

对于耦合非线性Schrdinger方程组所确定的波包相同的孤子,由于它们之间在非线性左手介质中的碰撞行为对这类孤子在该介质的传播具有重要的意义,因此,采用分步傅里叶方法对这种碰撞过程进行了数值仿真.仿真结果表明,两个孤子碰撞后能够保持其各自原有的特性,如形状和速度等.因在耦合非线性Schrdinger方程组的推导过程中已忽略了损耗,因此传播过程没有能量损失,分离后孤子的幅度、宽度也均没有发生变化.仿真结果有助于人们了解非线性左手Kerr介质中孤子的传播特点和碰撞行为.     

低温等离子体在铝片表面沉积类PEG结构研究

研究了低温等离子体条件下铝片表面沉积的类PEG(聚乙二醇)大分子层结构及其性质.铝片在二(乙二醇)甲醚/微波电子回旋共振低温氧等离子体条件下进行处理,表面得到一层均匀、致密的涂层.经过电子光谱化学分析(ESCA)、衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和生物活性的分析和表征,发现沉积的涂层为类PEG结构,表面主要聚集大量-CH2-CH2-O-键;与改性前相比,等离子体处理的铝片表面能极大地降低细菌吸附.     

基于ANSYS的气体介质电火花表面强化温度场分析

通过选取合适的热源模型、热边界条件,建立了气体介质中电火花表面强化加工的热传导模型;分析其温度场特点,建立了气体介质中电火花表面强化的二维温度场模型;并利用ANSYS有限元分析软件对气体介质中电火花表面强化的温度场进行了有限元数值模拟,分析了工件电极在不同时间、不同位置的温度场分布和变化规律,以及电火花加工时的电流参数对温度场的影响。结果表明:电火花表面强化层的放电凹坑主要是热量在材料中不同方向的热传导存在差异引起的,且具有快速加热和冷却的特点;在相同的加工速度下,节点的温度随着电流的升高而增大。