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[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
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利用嵌入MZI的等离子体天线产生自旋波以实现量子通信
摘要: 已提出一种在嵌入MZI的等离子体天线中由孤子脉冲形成自旋波的方法。孤子是可作为正交(纠缠)源的载体,其配置方式与偏振分量类似,可分解为垂直和水平两个分量。研究选用波长1.55微米的暗孤子输入MZI输入端,该暗-亮孤子脉冲分别进入上下支路形成上行和下行天线。通过控制两侧环形相位调制器可产生回音壁模式(WGM),电路中输入的WGM会激发金栅表面,使电偶极子发生振荡。被孤子脉冲俘获的电子实现传输,天线的偶极振荡通过等离子体频率(布拉格波长)进行识别,从而形成自旋波。仿真程序采用Optiwave和Matlab软件,所用参数均源自实际器件参数。仿真结果显示:天线传输带宽达600GHz,上行/下行天线方向性分别为7.78和4.63,上行/下行天线增益(功率)分别为1.13dB和1.07dB。通过传输纠缠效应验证了信号传输与功率稳定性,该方案还可应用于量子传感器网络,可实现传感器灵敏度线性变化趋势。
关键词: 金光栅、孤子通信、微环谐振器、等离子体天线、自旋波、马赫-曾德尔干涉仪
更新于2025-09-23 15:21:01
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采用嵌入熊猫环电路的金光栅的等离子体微天线特性
摘要: 提出了一种利用嵌入金光栅的光学改进型插分复用器研究等离子体微天线特性的方法。该装置由主微环和两个纳米环相位调制器组成,称为熊猫环谐振器。在主环中心嵌入金光栅以激发等离子体极化激元——这种等离子体波以等离子体频率振荡。通过调节两个合适的侧环参数可获得传播光场的回音壁模式(WGM),并采用名为Optiwave程序的图解法测得等离子体共振频率。实验中采用波长1.55μm的光源输入系统,输入功率在1至10mW范围内变化,所有计算均基于共振峰处的布拉格波长。测得该等离子体微天线的方向性为2.8mW(4.47dBm),增益为0.78mW(-1.08dBm)。本研究动机在于:等离子体微天线因其卓越特性可提升光通信器件性能。关键发现是通过熊猫环电路实现等离子体微天线在光频段工作,该电路具有无线与有线双模连接能力。应用方面,大面积天线(多天线)有望用于原子、细胞及脑通信网络研究;基于输出增益的线性趋势,该电路亦可应用于传感器领域。
关键词: 金光栅、等离子体天线、太赫兹频率、插分复用器、熊猫环
更新于2025-09-19 17:13:59
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确定性组装单发射体亚波长等离子体贴片天线的极端多激子发射
摘要: 将纳米发射体与等离子体天线耦合是开发纳米级量子光源的关键里程碑。然而,其中一个挑战是在该结构中实现发射体的精确纳米级定位。在此,我们提出一种激光刻蚀方案,能以三维纳米级精度将单个胶体CdSe/CdS核/壳量子点发射体确定性置于亚波长等离子体贴片天线内部。通过利用纳米尺度金属-绝缘体-金属结构的特性,所制备的单发射体天线展现出极高珀塞尔因子(>72)及70倍的亮度增强。由于奥杰过程猝灭效应空前显著且多激子发射被大幅加速,单个量子点每脉冲可发射超过4个光子,从而提升器件产率。该技术可应用于多种光子纳米结构与发射体,为超紧凑光源的可扩展可靠制备铺平道路。
关键词: 量子点、珀塞尔因子、等离子体天线、激光蚀刻、多激子发射
更新于2025-09-19 17:13:59
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激光辐射形成的半导体等离子体天线
摘要: 基于锗和硅单晶的半导体等离子体天线通过激光二极管辐射产生表面非平衡电子-空穴等离子体,其实验研究了高频信号传输效率。确定了6至7.5GHz微波辐射信号振幅与激光功率、以及半导体发射偶极天线上激光辐照区域尺寸的依赖关系。研究表明,在锗晶体中形成的等离子体天线可使有用信号传输效率提升十倍以上。
关键词: 激光辐射、等离子体天线、硅、锗、微波辐射、半导体、电子-空穴等离子体
更新于2025-09-16 10:30:52
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电激发等离子体天线实现可调谐光发射
摘要: 由稳定隧道结激发的光发射因其在光电器件集成中的潜在应用而备受关注。然而这些电驱动光源无法提供高强度电致发光。我们在此报道了一种输出功率提高两个数量级(1.4纳瓦)的光源。通过精心设计的光学天线,可将电迁移过程精确定位在结构中心。得益于亚纳米级隧道间隙,局域光学态密度大幅提升,从而产生高自发发射速率。结合天线共振与电压偏置,局域表面等离子体能量可在1.38电子伏特至1.9电子伏特范围内调控,为弥合等离子体器件与集成电路之间的鸿沟提供了途径。
关键词: 电迁移、电激励、等离子体天线、非弹性电子隧穿、局域表面等离子体
更新于2025-09-12 10:27:22
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迈向高对比度原子力显微镜针尖增强拉曼散射成像:基于纳米天线介导的尖锐银纳米线探针远程激发技术
摘要: 针尖增强拉曼光谱(TERS)成像技术旨在利用扫描探针针尖处金属纳米结构支持的等离激元共振,提供具有纳米级空间分辨率的形态与化学关联信息。然而受这些纳米结构散射截面的限制,仅少量入射光能耦合至等离激元共振产生拉曼信号,未耦合光则以衍射极限分辨率直接激发背景光谱,成为常使TERS图像模糊的背景噪声。本研究展示如何通过物理分离扫描探针上的光激发区与拉曼信号产生区来解决该问题。采用简便、稳健且可重复方法制备的远程激发TERS(RE-TERS)探针,利用银纳米颗粒作为纳米天线,介导自由空间激发光与尖锐银纳米线中传播表面等离极化激元(SPPs)的耦合,实现远程拉曼信号激发。借助该RE-TERS探针,在单壁碳纳米管(SW-CNT)样品上实现了10纳米空间分辨率,并绘制了单层二硫化钼(MoS2)的应变分布图。
关键词: 等离子体天线、自组装、高空间分辨率、针尖增强拉曼光谱成像、应力映射、远程激发
更新于2025-09-09 09:28:46