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oe1(光电查) - 科学论文

88 条数据
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  • 具有可调间隙和集体表面等离子体共振模式的等离激元超表面

    摘要： 采用数值模拟与实验相结合的方法，研究了一种由金纳米粒子单层与铝薄膜紧密接触构成的等离子体超表面的光学特性。通过分析可见光波段内金纳米粒子单层与铝膜之间介质间隔层厚度对等离子体超表面消光光谱的影响，旨在理解集体表面等离激元共振（SPR）模式与间隙等离激元模式的激发机制及其对间隔层厚度、纳米粒子间距和尺寸的依赖关系。有限时域差分（FDTD）计算表明：SPR消光峰先发生红移，随后分裂为双峰。首消光峰对应单层的集体SPR模式，其随间隔层减薄向短波方向移动；当间隔层从35nm缩减至7.5nm时，次消光峰逐渐显现于超表面消光光谱中，我们将其归属为间隙模式。该间隙模式初始出现于620nm或更长波长处，且随纳米粒子间距及尺寸增大向长波方向移动。通过对类似多层体系色散曲线的实验测定验证了FDTD模拟结果，计算数据与实验现象相符，确证了两种模式的激发。

    关键词： 间隙等离子体模式、表面等离子体共振、等离子体超表面、铝薄膜、FDTD（时域有限差分法）、金纳米粒子

    更新于2025-11-19 16:56:42

  • 负载于LaFeO3光阴极上的等离子体镍纳米颗粒用于增强太阳能制氢

    摘要： 将等离子体镍纳米颗粒引入LaFeO3光阴极（LFO-Ni）以激发表面等离子体共振（SPR），从而增强光捕获能力，提升光电化学（PEC）析氢反应效率。该纳米结构LFO光阴极采用喷雾热解法制备，镍纳米颗粒通过旋涂技术负载于光阴极表面。实验显示LFO-Ni光阴极具有显著光学吸收和更高电流密度：未处理的LFO薄膜在0.6 V（vs RHE）下最大光电流为0.036 mA/cm2，而掺杂2.84 mmol镍纳米颗粒后，由于SPR效应，在相同电位下光电流密度提升至0.066 mA/cm2的最大值，最终使氢气产量提高两倍以上（达未处理样品的2.64倍）。通过有限时域差分（FDTD）方法模拟镍纳米颗粒，结果表明70-100 nm粒径范围对表面等离子体共振（SPR）增强具有最优效果。

    关键词： LaFeO3，时域有限差分法，表面等离子体共振，镍纳米粒子，光阴极，光电化学水分解

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 基于多层膜的角依赖光子晶体的制备与光学特性

    摘要： 采用磁控溅射与电子束光刻法制备了具有二维结构及光学变色特性的CreSiO?光子晶体。通过有限时域差分法（FDTD）研究其光调制特性，利用色相差（⊿H）评估光子晶体的光学变化，⊿H值越大表明颜色变化的视角依赖性越强。分析了孔几何参数（半径r）、孔间距（两圆心距离d）和孔深度（h）对⊿H的影响，实验结果与模拟数据相符。将碳量子点与上转换纳米晶NaYF?掺杂至光子晶体中，测试显示该掺杂晶体在紫外与红外区呈现荧光光学变化特性。

    关键词： 时域有限差分法，多层薄膜，光子晶体，光学可变性

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于马赫-曾德尔干涉仪结构中表面等离子体激元传播的纳米级生物传感器数值研究

    摘要： 本文通过数值方法研究了一种基于马赫-曾德尔干涉仪的纳米级等离子体生物传感器。我们采用两种方法分析了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）生物传感器的工作原理：第一种方法通过考察不同样品介质折射率及不同结构尺寸下表面等离极化激元（SPP）模式的传输特性，发现在金层长度为12微米、宽度为80纳米时，折射率变化约0.045可实现最佳约56.6%的传输率；第二种方法则通过不同几何参数研究了MZI的灵敏度、品质因数（FOM）和优值因子（Q因子）。结果表明：在固定长度条件下，增加金层厚度能显著提升Q因子和FOM；而当金层厚度固定并设置三种不同长度时，随着生物传感器长度增加，其灵敏度、Q因子及FOM均呈现上升趋势。最后，在主金层上方叠加两层独立附加金层后，该等离子体MZI生物传感器的灵敏度和FOM相比无附加层的MZI生物传感器实现了显著提升。

    关键词： 等离子体生物传感器，表面等离子体激元（SPP），马赫-曾德尔干涉仪（MZI），时域有限差分法（FDTD）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于蓝光GaN的VCSEL与铝光栅的表面等离子体共振

    摘要： 基于表面等离子体（SP）应用于垂直腔面发射激光器（VCSEL）的研究，我们提出了一种新型465纳米氮化镓基VCSEL——通过在p-i-n层沉积铝矩形光栅来增强照明效果。同时，通过控制强烈依赖于材料、周期、深度和偶极子位置等结构参数的表面等离子体模式，实现了有效辐射功率的提升。与传统结构相比，我们的方案使有效辐射功率提高了30%。这些优势使得表面铝光栅成为蓝光波段SP耦合VCSEL中一种具有成本效益且工艺简单的替代技术方案。

    关键词： 时域有限差分法，金属光栅，表面等离子体，垂直腔面发射激光器（VCSEL）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 无条件稳定的二维WLP-FDTD方法中色散材料的UPML-ABC

    摘要： 本文针对采用加权拉盖尔多项式（WLP）的二维时域有限差分（FDTD）方法，提出了色散材料的单轴各向异性完美匹配层（UPML）吸收边界条件（ABC）。该算法利用辅助微分方程（ADE）技术，不仅避免了复杂的公式推导，还省去了卷积积分运算。通过ADE方案，在拉盖尔域中推导出场分量与辅助微分变量之间的关系。将辅助微分变量代入UPML-ABC后，q阶电场E可直接由拉盖尔域中的磁场H表示。将q阶磁场H代入电场表达式并采用中心差分格式，最终得到单轴各向异性色散介质PML的公式体系。通过二维色散材料中波传播的数值算例验证了所提方法的有效性。

    关键词： 时域有限差分法（FDTD）、加权拉盖尔多项式（WLP）、单轴各向异性色散材料、完美匹配层（PML）、辅助微分方程（ADE）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 有耗介质中FDTD方法的标准差分与指数差分比较

    摘要： 本文比较了标准差分与指数差分在时域有限差分法（FDTD）中处理导电介质和等离子体等有耗介质时的用时情况。研究表明，就计算结果的精度以及FDTD方法在有耗介质中的适用范围而言，这两种差分方法的性能非常接近。使用其中一种差分方法替代另一种既无特殊优势也无明显缺陷，二者在FDTD计算中可无差别使用。

    关键词： 等离子体、导电材料、时域有限差分法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [IEEE 2018年国际电子与电信研讨会(ISETC) - 罗马尼亚蒂米什瓦拉(2018.11.8-2018.11.9)] 2018年国际电子与电信研讨会(ISETC) - 基于三维FDTD方法的等离子体天线波传播特性研究

    摘要： 计算机技术的进步使得数值方法得到了广泛应用。近年来最常用的数值方法之一是时域有限差分法（FDTD）。该研究利用FDTD中的完美匹配层（PML）边界条件，分析了电磁波在问题空间边界处的行为特性。另一方面，宇宙中大多数物质都是等离子体。作为具有不同介电常数和导电特性的可重构介质，本文研究了等离子体天线的运行频率。通过三维FDTD方法评估了等离子体天线周围的场分布，结果表明等离子体天线能呈现与金属线天线相似的工作特性。仿真采用C/C++和MATLAB编程环境实现。

    关键词： 时域有限差分法，完美匹配层，等离子体天线

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • [2018年IEEE国际计算、电子与电气工程会议（ICE Cube）- 巴基斯坦奎达（2018.11.12-2018.11.13）] 2018年国际计算、电子与电气工程会议（ICE Cube）- 基于机器学习的光子晶体光学滤波器数学建模

    摘要： 本文提出了一种基于机器学习数学模型设计光子晶体光学滤波器的新方法。所提出的光学滤波器器件适用于近红外光谱范围。通过该数学模型可预测滤波器的设计与光谱响应，从而显著减少仿真时间和工作量。文中描述了该光学滤波器器件的数值模拟、光谱结果及数学建模过程。

    关键词： 光学中的机器学习，机器学习，光学滤波器，导模共振，介质光子晶体，低折射率对比度，时域有限差分法

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 层状粗糙界面地质雷达响应数值模拟中的B扫描波形轮廓分析

    摘要： 研究层状结构中粗糙界面的成像需要充分理解其探地雷达（GPR）回波的特性。本研究构建了采用单轴完美匹配层边界的时域有限差分计算模型，用于层状粗糙界面的GPR排雷探测?；诟媚Ｐ停袢×瞬煌植诔潭鹊乃愫腿愦植诮缑娴腂扫描回波数值结果，并与相应粗糙表面轮廓进行对比。这些结果及对比凸显了B扫描波形轮廓与层状粗糙界面轮廓之间的关联。分析了界面粗糙度对B扫描回波的影响，并探讨了上层粗糙表面轮廓对下层粗糙表面B扫描波形轮廓形状的影响。

    关键词： 分层粗糙界面排雷、时域有限差分法（FDTD）、探地雷达（GPR）、回波特征分析

    更新于2025-09-23 15:22:29