高选择性透射的双吸收带FSR设计

本文提出了一种带有高选择性透射窗口的双吸收带的频率选择吸波器.该吸波器具有一个可近乎透明传输的通带,并且在这个透射窗口两边分别具有一个高效吸收带,同时对不同非损耗层的设计,该透射窗口可以具备高选择性.此吸波器采取双层平面结构,包括上层的电阻性损耗层和下层的非损耗的带通频率选择表面层,两者的结合就实现了吸波-透射-吸波的...     

含超材料AZO/ZnO光子晶体近红外滤波特性的研究

基于电磁波的传输矩阵理论,对一维光子晶体在近 红外波段0.85－2.30 μm滤波特性进行了分析研究。由MoS₂和半导体超材料AZO/ZnO构成(AB)N型光子晶体,其中AZO/Zn O是掺铝氧化锌层和氧化锌层交替形成的具有人 工周期结构的各项异性材料,在部分近红外波段具有负的折射率。数值分析表明:此结构光 子晶体在0.85－2.30 μm波 段具有四个光子通带;带隙随B层中填充因子h的增大发生蓝移;光子晶体透射 峰的数量由光子晶体周期N决定, 即周期为N时,每个通带透射峰的数量为N－1;通过改变膜层厚 度能实现对透射波长的调控,如增加A层或B层厚 度,透射波中心波长发生红移;而光波入射角度的增加将使透射波中心波长发生蓝移。由超 材料AZO/ZnO构成的光 子晶体的滤波特性为光通信波段多通道可调谐高性能滤波器的设计提供理论参考。     

半导体表面等离子体效应对THz波传输特性的影响

本文提出了一种利用激光照射高阻硅来控制硅片中THz波传输特性的方法.利用波长为808nm的激光照射高阻硅产生光生电导来控制硅片对THz波的吸收系数,进而控制硅片中THz波的传输特性,并测量了在光强为1.9W/cm2的激光照射下硅片对THz波的透射特性.在1.9W/cm2的激光照射下,0.07cm硅片的THz波透射量减少了20%.实验证明,利用激光控制硅片中的THz波传输是可行的.     

FSS 天线罩的RCS 测量与分析*

FSS在天线RCS减缩方面起了重要作用。针对一种锥形的带通FSS天线罩,设计了RCS测量载体,为了凸显FSS天线罩的透波特性和低于通带处的带外隐身性能,用双面角反射器模拟天线舱内天线系统产生的强散射,对FSS天线罩的传输特性和RCS性能进行了测量。结果表明,FSS天线罩在通带内有较好的透波特性,通带内的频点f0处RCS与测量载体的RCS曲线有相似形状,呈现出介质罩的透波特性。FSS天线罩在低于通带频点f1处透波特性衰减至约-15d B,通过统计鼻锥前向-60°~+60°范围内的RCS均值,FSS天线罩的RCS与载体相比较,RCS减缩均值达到-20d B左右,具有明显的减缩效果。     

两端对称缺陷对对称结构光子晶体透射谱的影响

通过传输矩阵法理论,研究两端对称缺陷C对一维光子晶体ACmB(AB)n(BA)nBCmA透射谱的影响,发现:当无缺陷C时,透射谱符合镜像对称结构光子晶体的透射谱特征。当引入缺陷C后,随着缺陷折射率nC的增大,禁带中的透射峰逐渐变宽的同时向高频方向移动。缺陷周期数m及其光学厚度DC对透射谱的影响,在数值上具有明显的奇偶特性,m为奇数或DC为奇数倍时,禁带中心均出现一个较宽的通带,且通带宽度随着m或DC的增大逐渐变窄,而且通带上方的振荡加快,但通带中心所处频率位置不变;m为偶数或DC为偶数倍时,禁带中心均出现一条细窄缺陷模,且缺陷模的宽度随着m或DC的增大缓慢变窄,但其位置不变;两端对称缺陷对对称结构光子晶体透射谱的调制规律,为光子晶体设计窄带、宽带光学滤波器或光开关等提供指导。     

含负折射率材料的光子晶体异质结构的能带

构造了(AnBm)s型正负折射率材料交替生成的一维异质结构光子晶体.由于传输矩阵法具有方法简单、计算量低和精确度好等优点,本文利用传输矩阵法来研究电磁波在这种结构中的传输特性.由透射谱可以看出,该结构的光子晶体具有宽窄不同的通带,且整个能带结构不敏感于周期数的变化,而敏感于晶格厚度和入射角的改变:随着晶格厚度的减小,禁带逐渐变宽,在原来的通带区逐渐形成多个禁带,通带区震荡的剧烈程度逐渐减弱;随着入射角的增加,在原来的通带区也会逐渐出现多个禁带,其中在低频区逐渐出现的禁带都比较窄,而在高频区则逐渐出现一个很宽的禁带,并且这个禁带随着入射角的增加而变宽,同时透射峰随入射角的增加而逐渐向低频移动.由此可以看出,这种光子晶体可以同时实现窄带滤波和宽带滤波的双重滤波功能.     

激波管等离子体中太赫兹波传输特性仿真与实验研究

研究了太赫兹波在透射波窗口封闭的激波管中的等离子体中的传输特性,获得了传输衰减量随等离子体电子密度、碰撞频率、透波窗口材料以及电磁波频率的变化规律,并比较了相同条件下毫米波的传输特性.利用激波管为实验平台模拟产生高速飞行器等离子体,开展了太赫兹波在等离子体中传输特性实验.结果表明,太赫兹波在相同电子密度和碰撞频率的等离子体中衰减量比毫米波小得多;随着等离子体碰撞频率的增加,太赫兹波传输衰减量先增加后减小,透波窗口增加了太赫兹波的传输衰减;随着窗口材料的介电常数增加,太赫兹波反射率增加,太赫兹波传输衰减曲线出现周期性振荡,振荡周期约5 GHz;太赫兹波通信可能作为一种解决再入飞行器黑障问题的有效技术途径.     

基于多层技术双通带Chebyshev滤波器综合设计

为了提高滤波器的选择性,实现小型化,采用多层板技术综合方法设计了一款双通带Chebyshev响应带通滤波器.利用组成上通带的半波长开环谐振器的空间交叉耦合引入两个有限频率传输零点,以提高滤波器频率选择性.同时,利用组成下通带的四分之一波长短路谐振器形成零度馈电混合耦合结构,生成另外两个传输零点,不但提高了通带隔离度,而...     

基于横向滤波器理论的小型超宽带差分带通滤波器

 本文提出了一种基于横向滤波器理论的小型超宽带差分滤波器结构.由于输入/输出端口之间具有两条不同电长度的传输路径,使得差模信号的通带两端具有两个传输零点并且具有良好的谐波抑制特性.四条1/4波长的短路线被用来改善差模信号的通带特性.另外,共模信号可以很容易在整个频段上得到抑制.加工结构模型的测试结果表明:差模信号的相对带宽为102%,带内的回波损耗大于15dB.实验测试结果与理论仿真结果吻合较好.     

慢波结构SIR双频带通滤波器设计

本文通过分析阶梯阻抗谐振器（SIR）和慢波结构谐振器的特性,提出了利用SIR谐振器的寄生通带产生第二通带的双频带通滤波器设计方法,以达到滤波器小型化的目的;并基于0°馈电结构获取传输零点的原理对滤波器阻带性能进行优化。最后结合ADS仿真软件设计了一个中心频率在2.4GHz和5.2GHz的微带双频带通滤波器。仿真结果表明滤波器具有良好的带内带外特性。本文所设计的滤波器尺寸小,性能好,具有很好的实用价值。     

Metal mesh couplers using evanescent waves at millimeter and submillimeter wavelengths

In this paper we introduce a metal mesh evanescent wave coupler that makes use of evanescent wave coupling between a metal mesh and a dielectric plate, as a quasi-optical component for millimeter and submillimeter wavelengths. The transmission properties of this type of couplers have been investigated experimentally and theoretically for both capacitive and inductive metal meshes in the frequency range from 40 GHz to 60 GHz. The transmittance of a capacitive metal mesh evanescent wave coupler can be adjusted more than 70% by changing the spacing between the capacitive mesh and the silicon plate less than 0.15 mm at around 57 GHz.     

光纤倏逝波生物传感器探针新的几何设计

为提高光纤倏逝波生物传感器的探测效率和灵敏度,根据光纤的模式匹配理论计算了给定条件下光纤探头的模式匹配半径,以此匹配半径为基础分析激发光在线性锥型光纤探头中的光线传输轨迹.结合倏逝波透射深度与光线入射角之间的关系,提出一种新的抛物线锥形光纤探头.计算结果表明,为使入射光在均匀感应部分激发的能量最大,入射角在锥形感应部分必须满足在锥形终端最小且刚好是临界角的条件.通过修正抛物线锥形参数,使入射角在满足全反射条件下更加接近于临界角,从而获得比线性锥形更深的透射深度.灵敏度测试实验结果表明抛物线锥形的灵敏度比其它探针测试效果好,说明凹形抛物线锥形探针能够与待测的生物样品之间构成一种理想的荧光收集与激发机制,实验与理论结果比较吻合.     

Investigation of multiple metal nanoparticles near-field coupling on the surface by discrete dipole approximation method

We use the method of discrete dipole approximation with surface interaction to construct a model in which a plurality of nanoparticles is arranged on the surface of BK7 glass. Nanoparticles are in air medium illuminated by evanescent wave generated from total internal reflection. The effects of the wavelength, the polarization of the incident wave, the number of nanoparticles and the spacing of multiple nanoparticles on the field enhancement and extinction efficiency are calculated by our model. Our work could pave the way to improve the field enhancement of multiple nanoparticles systems.     

线性锥形光纤倏逝波传感器的灵敏度分析

倏逝波的透射深度、均匀感应区域的感应芯径和感应长度是线性锥形光纤倏逝波传感器灵敏度的主要影响因素。为了实现灵敏度的最优化设计,分别建立了倏逝波透射深度与锥形参数之间关系及有效吸收路径与感应芯径和感应长度之间关系的数学模型,讨论了不同锥形参数(发射角、锥度比、锥长)下倏逝波的透射深度,不同感应芯径和感应长度下倏逝波的有效吸收路径,并进行了仿真。仿真结果表明,选择锥形光纤几何体和合适的发射角,可使透射深度增大近3倍,当锥度比为0.4时,倏逝波透射深度最大;减小感应芯径,增大感应长度可提高倏逝波的有效吸收路径,增强纤芯表面的倏逝波与周围吸收介质的作用强度。研究结果可用来指导制作高灵敏度线性锥形光纤倏逝波传感器。     

Accurate power supply and ground plane pair models [for MCMs]

In this paper, we derive a theory and method for the use of two-dimensional (2-D) discrete transmission lines (TL's) or discrete coupled transmission lines (CTL's) in modeling power supply and ground planes accurately. If the stray coupling between power or local ground and global ground is not significant, the discrete TL's model is used. Otherwise the discrete CTL's model is used. An arbitrarily shaped plane pair is discretized into a 2-D TL or CTL array by an automatic mesh algorithm. The equivalent distributed circuit, including skin loss effect at high frequencies, represents this power ground plane pair. The theory is extended to be applicable to a generic multiple dielectric layer structure. The model computation results are in excellent agreement with S parameter measurements for practical frequency ranges, including the first major resonant nulls and peaks. The null or peak of the S parameter frequency response represents the test port interaction with the resonant standing wave of these planes at that frequency. The resultant S parameter data of these models can be condensed into a simpler N port equivalent circuit to represent a larger hierarchical power and ground plane network for fast simulation     

隐失波荧光显微镜及其在植物细胞生物学中的应用

隐失波荧光显微术（evanescent wave fluorescence microscopy,EWFM）是一种对细胞膜附近的生物学过程进行选择性观测的光学显微成像技术,该技术是基于全内反射原理,即当光在生物样品表面产生全内反射时,虽然在样品表面未被光直接照亮,但它仍会产生一种隐失波,这种隐失波却有足够能量将样品表面100～200 nm范围内的荧光基团激发。由于这一特性使得隐失波荧光显微镜能对靠近细胞膜的生物学过程,如胞吞胞吐、单个分子与细胞膜的结合和解离,以及膜上受体的动态变化过程等进行更好的观测。本文简略地介绍了隐失波荧光显微术的原理,同时对其在细胞生物学,特别是在植物细胞生物学中的应用作了初步总结。随着隐失波荧光显微镜的商业化及其观测技术的不断改进,它将在生命科学领域的研究中发挥越来越大的作用。     

镜像单元周期性固液声子晶体中谐振的研究

利用散射矩阵,通过数值计算,研究了声纵波在镜像单元一维固-液周期声子晶体中的谐振特性。由Bloch定理的色散关系得到了其带隙结构。声纵波正入射时,在透射谱的奇数倍频附近出现6条窄带谐振透射峰,而偶数倍频附近有5条弱谐振透射峰。当声纵波斜入射时,谐振透射峰均向高频方向移动,且透射带宽减小。另外,在全反射条件下声纵波入射时,透射谱中谐振透射表明,此时产生了谐振隧穿效应。当入射角为25°时,透射谱中仅有一条谐振隧穿峰。     

High-frequency Green's function for a semi-infinite array of electric dipoles on an infinite grounded stratified dielectric slab: part III $phase-matched wave interactions and numerical results

The particular effects of phase matching in interactions between different wave species and interaction mechanisms pertaining to the asymptotic Green's function for a semi-infinite phased array of parallel dipoles on an infinite grounded stratified dielectric slab are addressed. The two previous parts have lead to a grouping of certain asymptotic terms, which provides physically appealing interpretations of interacting wave processes that involve slab-modulated propagating (radiating) Floquet waves (FW), slab-guided leaky waves (LW), evanescent (nonradiating) FWs and surface waves (SW), together with their associated conical edge-coupled wave constituents. Special attention is now given to the role, in these wave interaction functions,of the difference between the propagating wave numbers (i.e., the degree of phase matching) that characterizes any pair of propagating FWs and LWs, and evanescent FWs and SWs. Cutoff transitions of FWs from the evanescent to the propagating regime are described also in terms of a second wave interaction function, structured similarly to the first. In connection with applications, the interaction between SWs and evanescent FWs, as well as FW transitions from evanescent to propagating, are discussed from the perspective of scan blindness in actual arrays. Various numerical studies highlight the role of phase matching in different problem scenarios.     

周期性单负介质平板层的传输特性

利用传输矩阵法研究了无色散的周期性单负介质平板层的传输特性。研究表明当晶格常数与波长可比拟时电磁波很难通过,而当波长远大于晶格常数时通过相邻界面倏逝模电场的耦合作用,可使一定频率的电磁波产生耦合共振导致隧穿。在波长很长时可将性质差异的介质平板层进行均匀化处理,并给出其等效介电常数和等效磁导率,进而讨论左手材料的实现条件。     

基元介质数对光子晶体光传输特性的调制

运用传输矩阵法理论,通过计算机计算模拟,研究基元介质数对光子晶体光传输特性的调制规律,结果表明:无论是标准结构还是对称结构光子晶体,透射谱中均出现一条带宽很宽的主禁带,而且不同基元介质数光子晶体的主禁带带宽不一样。对于标准周期结构光子晶体(AB)m、(ABC)m和(ABCD)m,主禁带中不出现透射峰,但随着基元介质数增加,主禁带的带宽发生变化,而且主禁带两侧会出现若干条分立透射峰。对于对称结构光子晶体(AB)m(BA)m、(ABC)m(CBA)m和(ABCD)m(DCBA)m,主禁带中恒定出现一条透射率为100 %的窄透射峰,随着基元介质数增加,主禁带中窄透射峰条数及其透射率保持不变,但主禁带及其中窄透射峰的带宽会变窄,同时主禁带两侧会出现若干条分立透射峰,而且分立透射峰的条数多于标准周期结构光子晶体主禁带两侧的透射峰条数。基元介质数对标准周期结构和对称结构光子晶体透射能带谱的调制规律,对新型光学滤波器、光学开关等器件的研究和设计具有一定的理论参考价值。