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oe1(光电查) - 科学论文

237 条数据
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  • 基于石墨烯的太赫兹超材料中可主动调谐的环形激发

    摘要： 环形偶极子不同于电偶极子和磁偶极子，其形成源于沿环面子午线流动的表面电流。我们研究了基于石墨烯的太赫兹超材料无限二维阵列中的环形偶极响应，并报道了环形共振的主动调控。所提出的超材料构型中每个超分子由两个相连的石墨烯开口环谐振器（SRR）组成，每个谐振器设有两个间隙。通过改变石墨烯材料的费米能级，我们考察了环形激发的主动可调响应。利用超分子结构共振频率下的表面电流和磁场分布，详细阐述了环形效应。通过改变石墨烯的弛豫时间，进一步研究了超材料环形响应的调制及其对Q因子的影响。太赫兹频段环形共振的激发及其动态调控，对于设计高效可调谐调制器、滤波器和传感器具有重要意义。

    关键词： 太赫兹、环形共振、超材料、石墨烯

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于采用负折射率介质的电分环谐振器超表面实现波束聚焦的高增益开槽波导天线

    摘要： 本文提出、设计并实验验证了一种结合负折射率超材料结构的高性能开槽波导天线。该超材料结构由多层双向电分裂环谐振器构成，当其置于开槽波导天线前方时，在辐射波传播方向上呈现负折射率特性。这使得开槽波导天线的辐射波束在E面和H面均得到聚焦，从而提高了方向性和增益，同时减小了波束区域。采用CST软件对工作于10GHz的所提天线及超材料结构进行了设计优化与数值仿真，通过Nicolson-Ross-Weir(NRW)算法从散射参数中提取eSRR结构的等效参数。为进行实验验证，采用湿法刻蚀微波集成电路技术（制备超材料结构）和铣削技术（制备开槽波导天线）制作了工作于10GHz的所提天线，并在消声室进行测量。测试结果表明：与传统开槽波导天线相比，所提天线的E面增益从6.5dB提升至11dB，E面波束宽度从94.1度缩减至约50度，天线回波损耗和带宽略有变化。此外，该天线比喇叭天线具有更简单的制备工艺和更高增益，特别是当将其尺寸缩小至太赫兹频段工作时优势更为显著。

    关键词： 负折射率、开槽波导天线、超材料、波束聚焦、高增益、电分裂环谐振器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 一维周期性光学波导网络中PT对称度对非凡光学特性的影响

    摘要： 本文设计了两种具有不同PT对称度的一维等长双段连接周期性三角光学波导网络：一维PT对称三角光学波导网络（1D PT-TOWN）和一维非PT对称三角光学波导网络（1D nPT-TOWN）。研究发现，无论网络是否具有PT对称性，只要存在PT对称单元，就会产生增益与损耗光子非传播模式且其频率完全相同。因此，这两种网络均可产生超强异常透射效应，透射率分别可达62.210倍和48.710倍。但由于前者的PT对称度更高，其透射率比后者高出两个数量级。由此可见，PT对称度对网络的光子模式分布及透射特性具有重要影响。本研究有助于深化人们对PT对称性的理解，在高效光子储能器件、光开关、光放大器等设计领域具有潜在应用价值。

    关键词： 波导、光学材料、超材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 太赫兹石墨烯超材料可调谐机制中的声子散射研究

    摘要： 研究了不同类型声子散射（即声学（AC）声子、杂质和纵向光学（LO）声子散射）对石墨烯超材料结构可调传播特性的影响，同时包括石墨烯图案结构、费米能级和工作频率的影响。结果表明，在室温下，声学声子散射占主导地位；随着温度升高，纵向光学声子散射显著增加，当温度超过600 K时起主导作用。由于声子散射，石墨烯超材料结构的共振特性随费米能级升高呈现一个最佳值（约0.5–0.8 eV），这与现有结果不同。这些结果对于理解石墨烯功能器件、传感器、调制器和天线的可调谐机制非常有帮助。

    关键词： 太赫兹、超材料、声子散射、石墨烯

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 利用超表面反射器堆栈表征光纤传输矩阵以实现无透镜远端无接触成像

    摘要： 通过发丝般细的光纤获取图像数据的能力，有望为生物医学成像到工业检测等多个领域开辟新应用。但机械形变和温度的微小变化会彻底扰乱光学信息，导致成像失真。校正这些动态变化需要在成像前即时原位测量光纤传输矩阵（TM），这通常要求同时接触光纤的近端和远端面。因此，在大多数实际使用场景中，若不牺牲纤细外形而加装笨重的远端光学元件，TM校准就难以实现。 我们提出一种新方法，可在反射模式下测定多模/多芯光纤的TM，且无需接触远端面。该方法通过在光纤远端面引入薄层结构化超表面反射器，产生波长依赖的、空间异质性反射特性。我们推导出一阶光纤模型来补偿光纤TM中的这些波长依赖性变化，并证明通过迭代优化算法，利用三个波长的反射数据即可明确重建完整TM。与既往方法不同，本方案不要求光纤矩阵具有幺正性，因而适用于存在显著功率损耗的真实光纤系统。 我们首先采用模拟的非幺正光纤和含噪反射矩阵进行TM重建与成像验证，随后使用密集排列多芯光纤（MCF）的实测大尺寸TM数据，最后采用阶跃折射率多模光纤（MMF）记录的实测多波长TM数据进行验证。多波长原位测量的并行化处理，可使实验表征时间达到当前最先进的传输模式光纤TM实验水平。本研究成果为发丝细光纤的原位在线TM校准铺平了道路。

    关键词： 光学，超材料

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第十三届人工材料新波现象国际会议（超材料） - 意大利罗马（2019.9.16-2019.9.21）] 2019年第十三届人工材料新波现象国际会议（超材料） - 用于无线通信应用的宽边耦合分裂环谐振器频率可调单极子贴片天线

    摘要： 本文提出了一种基于超材料的单极子贴片天线，该天线能够在宽频带范围内调节辐射频率。所提出的新型天线结构利用了边耦合分裂环谐振器（BCSRR）的超材料特性来实现频率调谐。通过微调BCSRR环片之间的平面间距，改变其有效电容和电感产生的耦合效应，从而调节该天线的磁谐振频率。通过合理设计BCSRR的几何参数，可实现适用于全球移动通信系统（GSM）、蓝牙、Wi-Fi、Wi-Max、无线局域网等潜在应用所需的频率调谐范围。该新型超材料天线结构可替代单一设备中针对不同应用设计的各类天线。

    关键词： 单极子贴片天线，无线通信，频率调谐，超材料，宽边耦合分裂环谐振器

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 横向电磁波导中基于非对称类电磁感应透明超材料实现传输控制

    摘要： 我们在正入射TEM波导中通过数值模拟和实验展示了被动与主动的类电磁诱导透明超材料。超材料单元结构的非对称性导致辐射共振峰分裂。通过分析表面电流分布解释了各共振模式。此外，在双分裂环谐振器的其中一个间隙中引入变容二极管，可使类电磁诱导透射频带发生频率偏移并调制相应带宽。仅通过增加4伏偏置电压，实验就实现了29.5分贝的透射调制比。

    关键词： 表面电流分布、辐射共振、电磁诱导透明、超材料、调制比

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 激光改性金刚石的光学特性：从可见光到微波范围

    摘要： 我们测量了通过准分子激光（KrF，脉宽t=20纳秒，波长λ=248纳米）辐照化学气相沉积生长的多晶金刚石表面所形成的石墨化层的光学特性，该石墨化层的直流电导率为305 W?1cm?1。研究覆盖了从远红外到可见光波段的广泛波长范围。所得德鲁德模型常数是计算采用直接激光写入法制备的金刚石/石墨光子元件或超材料电磁响应的基本参数。

    关键词： 光学特性、钻石、超材料、光谱学、纳米晶石墨、激光

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 超材料微带阵列天线设计

    摘要： 本文提出了一种基于开环谐振器的新型超材料结构，并在此基础上设计了一种基于超材料的微带阵列天线，通过HFSS软件进行了仿真。

    关键词： 开放式谐振环、超材料、微带阵列天线

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于等离子体纳米柱超材料的近红外多窄带吸收器

    摘要： 本文通过数值设计并研究了一种由金纳米柱超材料构成的多窄带吸收器。全波模拟表明，在正入射近红外波段可实现五个特征明显的窄带吸收峰，最高吸收率达99.3%，最低也超过80%。研究还分析了±30°入射角范围内的偏振依赖性。通过调节金纳米柱阵列的结构参数，我们证明了该吸收器的光谱可调谐性。多窄带吸收的物理机制可解释为由电偶极与磁偶极等离激元诱导产生的类法布里-珀罗垂直间隙等离子体共振。相较于以往多波段吸收器研究，我们仅采用单一图案的简单构型就实现了不少于五个近红外窄吸收带，在吸收滤波和光谱传感领域具有重要应用潜力。

    关键词： 超材料、多频带吸收器、近红外、间隙等离子体共振

    更新于2025-09-16 10:30:52