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oe1(光电查) - 科学论文

59 条数据
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  • 基于特征模分析的等离子体纳米天线优化

    摘要： 等离子体纳米天线通常采用受射频启发的严格参数优化流程进行设计，但这些方法缺乏恰当的物理洞察。本研究展示了一种基于特征模分析（CMA）的纳米天线系统化优化方法。我们选取复杂几何结构的裂环双线天线（SRA），并运用CMA技术进行优化。CMA能识别目标频率下结构的主导模式，并阐明这些模式与结构形状、尺寸及材料特性的关联机制?；贑MA的这些物理认知，本研究高效优化了SRA的形状、尺寸及材料参数，在目标工作频率下实现了超过700%的近场强度增强（NFIE）。这种基于CMA的优化方法可轻松适配多种纳米天线应用场景，有助于开发性能更优的纳米结构。

    关键词： 分裂环双线天线（SRA）、矩量法（MOM）、等离子体激元、纳米结构/纳米天线、近场强度增强（NFIE）、表面积分方程（SIE）、特征模分析（CMA）

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 美国佛罗里达州米拉马尔海滩(2019.8.19-2019.8.21)] 2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 空间限制对等离子体纳米结构非线性光发射的影响

    摘要： 对金属-介质-金属结构中空间受限的共振间隙模式等离子体进行了光致发光测量。该光致发光信号具有非线性和宽频特性，且其非线性功率依赖性明显不同于粗糙金属薄膜等空间随机系统。

    关键词： 等离子体激元，非线性光学

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 采用电光与全光单元的线性分组码编解码器设计

    摘要： 本文提出了一种采用光学技术实现线性分组码编解码器的新颖设计方案。该结构基于铌酸锂马赫-曾德尔干涉仪（LN-MZI）和以非线性材料MEH-PPV[聚(2-甲氧基-5-(2'-乙基己氧基)-PPV)]（等离激元）为基础的MZI（P-MZI）进行设计与仿真。所提出的LN-MZI设计具有高消光比（>35 dB）和低插入损耗（<0.095 dB）等优异参数，而P-MZI设计则具有紧凑结构（3,020–12,375 μm2）。文中对两种设计方法与其他早期设计方案进行了分析比较，每种设计均配有经过验证的数学模型，并计算了所提设计的对比度、幅度调制等其他性能参数。

    关键词： 电光效应、泡克耳斯效应、克尔效应、错误检测、校验子位、等离子体激元、马赫-曾德尔干涉仪、铌酸锂、奇偶校验、线性分组码

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 化学等离子体振荡：一种化学机械能量转换器

    摘要： 化学振荡与波属于非平衡系统，它们通过持续输入反应物能量（类似生命系统）维持稳态。这类振荡现象大多已在理论和基础层面得到研究，但如何模拟生物系统的能量耦合机制仍是未解之谜。本研究基于金纳米粒子（Au NPs）和温敏/pH响应聚合物开发出化学机械能转换器（CoMET），能将捕获的化学能转化为可通过消光光谱检测的机械振荡。结果表明：以化学等离子体振荡为特征的金纳米粒子机械运动完全遵循pH振荡规律，且可通过调节温度与还原剂注入速率进行控制。研究发现，氧化还原电位的能量输入最终引发金纳米粒子的集体聚集/解聚，这是化学等离子体振荡的主要驱动力。该CoMET的能量效率（约34%）与力产生值（约28皮牛）超越多数生物化学机械系统，为纳米力学与纳米机器供能提供了新途径。

    关键词： 能量、pH值、消光、化学振荡、等离子体激元

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 等离子体激元学 || 导论章节：等离子体激元学

    摘要： 等离子体光学领域研究纳米结构的光学相互作用。近年来，亚波长限制效应及光学场在精心设计的纳米尺度物体附近的增强特性，为广泛探索等离子体光学现象开辟了新途径。这一卓越的等离子体光学领域已延伸至多个学科，为材料科学、生物学和工程学等领域的应用提供了广阔前景。超材料领域也因等离子体光学（如超表面）而得到丰富与发展——该概念基于众多亚波长组分（即"超原子"）的集体电磁行为，由此提出并应用了具有非常规体相与表面特性的新型可调复合材料（如近零参数材料与极端值参数材料）。表面波为物理现象研究打开了大门，为诸多应用奠定了基础[1-3]。具有可调电磁特性的超材料[4]的发现，拓展了支持表面波的结构谱系。表面等离极化激元（SPPs）是导体-电介质界面产生的电磁激发，其垂直方向呈倏逝波限制[5-8]。通过几何诱导SPPs（即赝SPPs）可模拟受限SPPs特性，该现象可在更低频段实现，表明表面结构能催生赝表面等离激元。前者作为结构化表面的完美原型[9]，使得具备光流调控能力的平面超材料（超表面）近年备受关注。其核心目标是通过设计普通材料界面的亚波长结构实现预期相位分布，经合理设计的相位能完全调控传播波特性。值得注意的是，异常反射与折射现象已在红外波段得到验证?；诔砻娴墓庋骷ㄈ缥行?、波片和超薄聚焦透镜）也已针对线偏振光或顶点光束等入射光提出。当前该领域的基础研究正催生首批具有工业前景的应用。 数百年来，光学特性调控仅限于改变材料成分，依赖自然材料中的光传播来实现相位调制与波前定制。超材料的引入使光学波前控制突破传统传播方式，转而依靠精密设计的内部结构——这一理论由Pendry等人在20年前首次提出[10]，此后人工设计材料领域发展不断加速。超材料能呈现自然材料中不存在的新型电磁现象（其存在不受物理定律限制），这些人工"材料"由复合单元元件构成（虽比常规材料的分子晶胞大数个量级），可通过有效"材料"参数描述其与电磁波的相互作用。因此在目标工作波段（通常为光学波段），超材料仍可视为均质材料。通过精心构建单元元件，可获得负折射率等异常材料特性。材料折射率η由其宏观介电常数ε和磁导率μ决定（η=√εμ）。此类负折射率材料的开发可带来光学领域的革新应用，如突破衍射极限的完美透镜或光学隐身装置。最初的负折射率超材料采用金属导线与开口谐振环单元阵列实现，在微波波段实验验证后，随着单元尺寸缩小至纳米级，其光学波段应用也成为可能。但体相超材料常因金属结构的共振响应而存在高损耗与强色散问题，且三维超材料所需的复杂结构难以通过现有微纳加工技术实现。因此近期研究聚焦二维超材料（即超表面），这类平面材料兼具电磁响应调控能力与薄层结构的低损耗优势。亚波长厚度表面的引入使传播相位最小化，研究焦点从开发负介电常数/磁导率材料转向通过表面结构调控反射与透射——这可通过设计超表面空间变化的相位响应（采用金属或介质表面结构）来利用散射效应产生的突变相位跃变与偏振变化，并实现精准调控。 固体物理学中，材料可根据能带结构分类：金属具有重叠的导带与价带，电子可自由移动；电介质绝缘体则存在宽禁带。两类材料虽通过不同物理机制与入射电磁场相互作用并产生光散射效应，但均被用于实现超材料的巨大潜力。

    关键词： 等离子体激元、表面等离极化激元、赝表面等离激元、超表面、超材料、亚波长限制、光学场

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2019年7月7日-12日）] 2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 调制表面等离子体激元漏波纳米天线的表面阻抗

    摘要： 等离子体纳米天线具有独特的光学特性，是构建等离子体器件的基本单元。本文提出通过调制表面等离极化激元的表面阻抗，实现混合等离子体波导的定向漏波辐射。仿真结果表明，该纳米天线可实现超过90°的宽角波束扫描，峰值方向性达19 dBi。

    关键词： 阻抗调制、漏波、纳米天线、等离子体激元

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 《石墨烯手册》|| 石墨烯太赫兹漏波天线

    摘要： 本章重点探讨石墨烯太赫兹天线领域的最新进展，特别是利用石墨烯场效应重构其辐射特性的相关研究。为此，我们首先从物理和工程两个角度综述石墨烯在太赫兹频段的电子特性，从而为严格理论分析石墨烯在太赫兹天线系统中的应用奠定基础。通过概览迄今提出的各类石墨烯天线，读者既能认识采用石墨烯替代其他材料的优缺点，也能理解不同的辐射机制。其中特别关注基于等离子体波与非等离子体波的石墨烯天线，深入讨论其固有差异及相关辐射特性。具体而言，我们将详细阐述石墨烯非等离子体漏波天线的精确设计方法，引导读者掌握石墨烯太赫兹漏波天线设计的系统化便捷途径。最后全面探讨太赫兹技术与石墨烯合成工艺带来的技术限制，以揭示这种神奇材料在太赫兹天线领域的真实应用前景。

    关键词： 天线、可调谐器件、太赫兹辐射、石墨烯、漏波、等离子体激元

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • L型O-Sn-O空位诱导的纳米晶氧化亚锡弱铁磁性研究

    摘要： 通过氮气环境下的球磨法制备了纳米晶氧化亚锡（SnO）粉末。X射线光电子能谱分析显示该纳米SnO样品存在6.5%的阳离子空位。在动态真空条件下经350、450或550℃退火后，电子顺磁共振实验证实纳米SnO样品中出现了氧空位。这些样品呈现弱铁磁性——当同时含有6.5%锡空位和至少7.5%氧空位时，样品在室温下展现出最大饱和磁化强度（约1.7×10?3 emu/g）。氧空位倾向于聚集在锡空位周围。研究建立了由一个锡空位和两个氧空位构成的L型缺陷模型，并采用第一性原理方法计算其铁磁性。发现该L型缺陷在SnO晶格中诱导出0.55 μB的磁矩，其主要贡献来自角部锡原子p轨道中的自旋极化电子。

    关键词： 磁性、纳米晶氧化亚锡、等离子体激元、L型O-Sn-O空位、弱铁磁性、光学、混合材料

    更新于2025-09-04 15:30:14

  • 含不同侧基的杂环偶氮染料的全光极化与双光子吸收

    摘要： 我们研究了具有不同侧基的杂环偶氮染料的光学性质，这些染料以粉末形式、PMMA基质及侧链聚合物形式制备。通过Z扫描和全光极化技术表征了这些化合物的非线性光学效应，并辅以理论模型进行实验验证。研究还发现这些材料表现出超过20GM的强双光子吸收截面，比同类材料（偶氮苯和对氨基偶氮苯）高出一个数量级。我们的研究表明侧链体系相较于主客体体系起主导作用，并强调了取代基对极化过程效率的重要性。

    关键词： 全光极化、混合材料、杂环偶氮染料、双光子吸收、等离子体激元、光学、磁性

    更新于2025-09-04 15:30:14