一种超材料的平面型频率选择反射面特性研究

为降低频率选择反射面的设计维度和制造成本,研究了开口谐振环的结构尺寸对谐振点的影响,提出了一种双面印制型开口谐振环(Split-Ring Resonators,SRR)结构.利用负磁导率超材料,设计了一种双面印制型SRR结构,在平面内对SRR正交排列形成双面印制型频率选择反射面,对馈源频段的垂直极化波反射,而对其它频段来波透射.通过对新型频率选择反射面的测试,测试结果表明符合设计频率选择反射面(Frequency Selective Reflector,FSR)的反射性能.     

用外部多普勒盒牵引光激射器波型

多波型连续光激射器的稳定问题,可以采用几种方法进行解决。关于谐振腔的损失,迪道明尼可（Didomenico)曾经就腔内调制的较一般情况作过分析,并予言当调制频率为波型间隔的整数倍时,可以产生波型牵引现象。哈格罗夫（Hargrove)、福克（Fork)及浦拉克 (Pollack)等人已由实验证明了这点,其方法是在输出波长为6328埃的氦-氖气体光激射器中使用声学衍射盒。     

微波谐振腔湿度测量同轴环耦合设计与实现

基于微波谐振腔汽轮机内流动湿蒸汽湿度的测量原理,分析了微波谐振腔及同轴线小环耦合的场结构分布,设计出两端带栅网结构的湿度传感器.采用HFSS型微波软件对湿度传感器进行了建模仿真,由此得到场分布及S参数曲线图,以此设计出湿度传感器的结构尺寸.仿真结果表明,该微波谐振腔传感器工作在TE011模式下,谐振频率为9.58 GHz,其Q=1 198,适合作为测试流动湿蒸气的传感器.与采用矩形波导和谐振腔的孔耦合相比,这种新型同轴线耦合装置体积小,对汽轮机设备的开口也小,实用性也强.     

光学谐振腔内的波场和激光输出

当光学谐振腔内实现粒子数反转分布状态时,受激辐射和往复反射使得某种波长的光沿着光轴方向发生光振荡。实现稳态振荡时,腔内将有无限多列段正向的和逆向的行波,波场由两个成分所组成。主要成分是其腹振幅远大于原始行波振幅的驻波,而次要成分则在形式上如同原始的正向行波一样.各级正向波透过部分透射反射镜的各行波分     

液晶可调谐光子晶体谐振腔特性分析

文章提出了一种使用液晶的新型可调谐光子晶体谐振腔结构,利用基于时域有限差分算法的Fullwave软件进行仿真计算,得到了不同的液晶折射率下谐振腔的谐振频率及品质因子.结果表明,整个调谐过程中产生了6个谐振频率,可调谐范围为31.937 nm,其中4个频率的激光品质良好,品质因子最高约为60 000,最低约为2 000.可以看出这种谐振腔具有调谐范围大、品质因子高的特点,因此可以在可调谐激光器中应用.     

异向介质体内太赫兹波增强效应及谐振特性研究

基于开口谐振环(SRR)的电磁响应特性以及严格电磁场理论,研究了由开口谐振环结构构成的异向介质体内的太赫兹波增强效应及谐振行为。仿真模拟了谐振环结构体内电场、电场能量密度和能流量的空间分布,讨论了电场能量密度随入射太赫兹波频率的变化规律。此外,还分析了谐振环结构参数对异向介质的谐振特性及其太赫兹波增强效应的影响。研究结果表明,在开口谐振环结构的开口缝隙处存在显著的太赫兹波增强效应,不仅电场显著增强,而且还会出现电场能量密度极值,并且,谐振时的电场增强效应比非谐振时明显增大。此外,谐振频率和电场能量密度均会随着谐振环结构参数的变化而呈现明显变化。     

谐振腔中等离子体灯泡对微波参数的影响

在微波工程应用中,可在微波谐振腔中加载内含易电离物质的无极灯泡,利用微波能量激发灯泡内物质电离并通过粒子的能级跃迁发光。而无极灯泡中电离形成的等离子体会造成微波的相位偏移、振幅衰减、频率偏移等多种效应,并改变谐振腔的谐振频率,为此分析了无极灯泡内的等离子体对微波参数的影响。     

基于光子晶体缺陷模频移的超快光控太赫兹波调制器

本文设计了一种基于非线性光子晶体缺陷模频移实现太赫兹(terahertz, THz)波传输阻断的超快光控调制器,该调制器采用在硅基空气柱光子晶体中引入线缺陷和填充砷化镓材料的点缺陷结构,线缺陷形成波导区,传输频率位于光子带隙范围内的THz波,点缺陷作为谐振腔对THz波选频,与谐振频率(缺陷模频率)相同的THz波在谐振腔中发生谐振,耦合到波导中输出。无光激发时,位于线缺陷光子带隙内的1.65 THz缺陷模频率在谐振腔中发生谐振,从波导的另一端输出,调制器处于“通”状态。当中心波长为810 nm、光密度为0.4μJ/cm²的抽运光激发时,砷化镓的折射率由3.55变为3.55-i2.55,使缺陷模频移,在亚纳秒超快时间内实现对1.65 THz入射波的传输阻断。结果表明,该调制器的调制速率为2.3 GHz,消光比为20.3 dB,插入损耗为0.18 dB,具有调制速率高、消光比大、插入损耗小等优点,为其在高速THz波通信系统中的应用提供重要的理论依据。     

双谐振腔长脉冲相对论返波振荡器研究

延长输出微波脉宽是提高输出平均功率水平的一种重要技术途径.受限于“脉冲缩短”这一国际难题,通常高功率微波源输出微波脉宽较窄.相对论返波振荡器是一种高功率、高效率、可重频运行的高功率微波源,获得了广泛研究和应用.在长脉冲相对论返波振荡器研究方面,现有研究方法很难兼顾长脉冲与高效率.针对上述问题,提出了一种双谐振腔长脉冲相对论返波振荡器的设计方法:采用双谐振腔降低射频场;利用非均匀慢波结构增强束波作用;引入大半径收集极减少电子轰击产生的二次电子的数量.实验结果表明,该器件与现有的长脉冲相对论返波振荡器相比,可以在延长输出微波脉宽的同时提高器件束波作用效率.     

微波稳频

在微波精密测量和顺磁共振波谱仪中,通常要求有频率稳定的微波振荡源.一般都采用电子电路把反射速调管所产生的振荡频率自动稳定在高Q微波谐振腔的器谐振频率上.由于微波谐振腔的谐振频率可以连续进行微调,故稳定后的速调管的振荡频率也可在速调管电子调谐范围内连续微调.在很多实验工作中,采用这种稳频系统是比较方便的.     

直管谐振式低频压电声能量回收系统

为了高效回收环境中的声能,基于阵列式压电换能器、直管谐振腔以及能量回收电路提出了一种声能量回收系统.当声波进入直管谐振腔,管中产生谐振驻波作用于压电换能器,将声能转换为电能.本文设计了能量回收电路并且进行理论、仿真分析实验研究了压电振子数量、声波频率、声压级对输出电压的影响,分析了负载电阻对输出电压及功率的影响.实验结果表明,该装置可回收不同频率的声能量,在声波频率为96Hz时发电效果最优.当入射声压级为110dB时,不使用能量回收电路,输出交流电压有效值最高达12.9V,输出交流功率最高达到799μW;使用设计的能量回收电路,最高输出直流电压为64.2V,最高输出直流功率为473μW.该声能量回收系统不仅可以作为声能量采集器,还能对无线传感节点等独立工作的微型电子系统供能.     

高Q值声表面波谐振器研究进展

声表面波(SAW)谐振器作为各类SAW器件的核心元件,其性能决定SAW器件的各项指标,其中以谐振器品质因数(Q)值最重要。该文介绍了影响SAW谐振器Q值的因素,指出目前高Q值SAW谐振器的衬底结构大多为异质声学层结构,且异质声学层结构本质为一维声子晶体。结果表明,通过在谐振器的多个位置构建声子晶体对SAW谐振器的声场能量可实现全三维约束,以提升谐振器Q值,最后展望了高Q值SAW谐振器的理想结构。     

DGS resonator with interdigital capacitor and application to bandpass filter design

A novel defected ground structure (DGS) microstrip resonator is proposed. The proposed DGS resonator has the resonant and anti-resonant characteristic that is very similar to those of a surface acoustic wave resonator or a film bulk acoustic resonator (FBAR). To confirm the validity of the proposed resonator, bandpass filters were designed and implemented using series and parallel resonators.     

Microwave-induced auditory effect in a dielectric sphere

The acoustic pressure wave generation inside an electromagnetically lossy dielectric sphere from an incident microwave pulse is analyzed rigorously. The pressure wave equation derived using the first-order approximation of a thorough formulation on microwave-induced thermoacoustic effect in dielectrics, is used. The inhomogeneous hyperbolic-type pressure wave differential equation is solved by a Green's function theory approach. The boundary conditions on the dielectric sphere-air interface are taken into account. The power is computed by applying the exact Mie theory solution for the dielectric sphere. Two types of acoustic waves are derived inside the sphere: (a) a transient burst type pressure wave, corresponding to the free-space contribution of Green's function; and (b) an infinite set of damped oscillations related to the normal acoustic modes of the spherical resonator. Numerical results are computed and presented for several cases     

声能量收集器的研究综述

声能是环境中普遍存在的一种能量形式,如何收集并应用这一能量成为当下研究热点。介绍了亥姆霍兹谐振腔、声晶体谐振腔、四分之一波长谐振腔以及其他非腔体结构声能收集系统的结构及其优化方案。实验结果表明,与亥姆霍兹谐振腔相比,使用同等尺寸的声晶体谐振腔能获得更高的能量收集效率,而四分之一波长谐振腔能以更小的体积收集同样的声能。另外,结构优化和耦合设计可以极大地提升能量收集效率。许多非腔体结构的设计也有着不错的应用前景。     

基于二维简正模式的MEMS超声分离器模型研究

基于超声波对流体中悬浮微粒的声辐射力的相关理论和一维多层谐振分离器结构模型,提出了基于二维简正振动模式的微机电系统(MEMS)超声分离器结构模型。这种超声微分离器采用两个反相位的PZT换能器触发声场,端面利用导流槽引流,通过调整分离腔中的声场分布,可以非接触、遥操控地将悬浮微粒从稳定层流形式的悬浮液中分离出来。在(1,1)阶的二维简正模式下,对分离腔的时均压力分布数值仿真验证了分离器结构模型的可行性。     

The loss mechanism in a composite acoustic microwave resonator based on a sapphire single crystal

Acoustic loss in a composite longitudinal-wave resonator structure operating in the microwave band are studied. The resonator structure contains a rather thick sapphire plate coated with a piezoelectric film with electrodes. It is shown that, in a wide frequency band, attenuation is determined by interaction with acoustic phonons. The role of diffraction loss is discussed. Scattering of acoustic waves by asperities of reflecting surfaces is considered, and the contribution of scattered acoustic waves to the total loss is estimated.     

Study of Spatial Distribution of Piezoelectric Properties of ZnO Films by Acoustic Resonator Spectroscopy

Using broadband acoustic resonator spectroscopy, an almost twofold increase in the frequency of optimal excitation of the composite microwave resonator of shear bulk acoustic waves is found when the distance from the substrate to the magnetron axis during the deposition of a ZnO film by magnetron sputtering is changed. The frequency characteristics of the resonator structure are simulated and an explanation of the change in the optimal excitation frequency by the inhomogeneity of the inclination of the ZnO film texture’s axis over the thickness is proposed.

     

电导率调制体声波谐振器FDTD仿真研究

该文基于FDTD数值仿真法研究了电导率对ZnO体声波谐振器谐振频率的影响规律,为体声波声放大器、可调滤波器及探测器的优化设计提供指导。电导率的影响通过连续性方程引入,为了提高仿真精度,连续性方程采用四阶Adams-Bashforth差分格式。仿真结果表明,电导率在1～30 mS/m时,对谐振器谐振频率具有显著的调制效果。     

GMM和SAW谐振器复合磁传感器设计与分析

提出了一种新的超磁致伸缩材料(GMM)和声表面波(SAW)谐振器构成的复合磁传感器,将磁场中GMM的应力应变传递到SAW谐振器上,改变其谐振频率,检测谐振频率进行磁场测量。推导了复合磁传感器在磁场中的频率响应及磁场-频率偏移量关系,并对传感器的静态特性进行了测试。分析表明该传感器为低通系统,截止频率约为14.34Hz。实验验证了复合传感器的最高静态灵敏度可达到190Hz/Oe。