“π”型双频负折射率超材料

基于有效媒质理论,设计了一种"π"型光频段电磁超材料.仿真结果表明,这种超材料能够在550.4THz和577.8THz 2个频率附近产生谐振,并且在谐振频率附近样品的介电常数和磁导率同时为负值;通过将"π"型单元排列成楔形结构,验证了电磁超材料的负折射性能;进一步的研究证实,这种超材料的电磁响应与前后"π"型结构之间的旋转角度密切相关.另外,这种"π"型电磁超材料具有较低的能量损耗,弥补了其他渔网结构损耗高的缺陷,同时也为设计可见光频段的多频电磁超材料提供了一种新模型.     

太赫兹波段树枝状三维各向同性左手材料设计及特性研究

基于微波段二维树枝状左手材料的设计思想,设计了太赫兹波段的三维各向同性左手材料结构单元模型.采用金属Drude模型,运用等效媒质理论,仿真模拟了结构单元的电磁响应特性,计算了结构单元的有关电磁参数,分析了其缺陷效应和吸波特性.结果表明折射率在太赫兹波段1.17¹.38 THz之间为负值,并通过模拟负折射验证了其左手特性;在缺陷严重情况下,其左手特性将消失;通过对模型进行改进,在1.47 THz处出现了一个吸收峰,吸收率高达98%.该模型结构简单,研究结果为采用自上而下的方法制备三维太赫兹波段左手材料指出了途径.     

加载二氧化钒的太赫兹宽带可调超材料吸波体设计

为了实现太赫兹波调制器件对太赫兹波的快速响应,设计一种基于二氧化钒(VO_2)电阻膜的太赫兹波段宽带可调谐超材料吸波体,研究不同温度时吸波体的吸收率,并通过监控表面电流分布,分析吸波体宽带吸收以及可调吸收的机理。结果表明:吸波体在温度为35℃时表现出宽带吸收特性,吸收率大于90%的频段频率为6.508～9.685 THz,带宽为3.177 THz,通过改变温度可以实现吸波体吸收率的调控;该吸波体对电磁波的吸收具有极化不敏感和宽角度吸收的特点。     

太赫兹频段高折射率超材料的设计和特性研究

设计了太赫兹频段的高折射率超材料,该结构是通过在介质板的两侧对称的蚀刻"双开口环"型金属贴片而构成.研究结果表明:当电磁波垂直入射的情况下,谐振频率(0.52THz)附近的折射率高达200,且在0.51THz到2THz频段范围内,折射率均大于70.该超材料具有结构简单、便于加工,宽带等优点,在太赫兹波通信、成像等方面有广阔的应用前景.     

具有独立电磁响应的三角形人工电磁媒质

提出了一种同时具有电磁模式响应的人工电磁媒质的综合构成(SC)方法.在介质基板上单面刻蚀的三角形金属开口对环只具有磁响应,即只具有负的磁导率,在介质基板上单面刻蚀的金属线阵列只具有电响应,即只具有负的介电常数,SC方法通过将金属线设计在开口环的中部,将以上两种结构连接起来,从而构成同时具有电磁响应的三角形电磁谐振(TER)单元结构,并通过将TER排成阵列构成新型人工电磁媒质.理论仿真与实验测量结果表明,与传统的金属环加线结构相比,TER单元具有电响应与磁响应的双阻带特性,并且由其构成的双负媒质的左手传输通带带宽比环加线结构的带宽扩展了217%.     

利用Fabry-Perot谐振腔和介质谐振天线实现约瑟夫森结阵列的自辐射

本文提出了一种利用Fabry-Perot谐振腔和介质谐振天线,同时集成偶极天线阵实现约瑟夫森结阵列自辐射的方法.在介质基片上制作集成偶极天线阵的双晶约瑟夫森结阵列,并将其嵌入到Fabry-Perot谐振腔内.将基片作为一介质谐振天线,使其与Fabry-Perot谐振腔谐振在同一频率下,从而通过高频电磁耦合机制实现结之间以及结与外部微波电路之间的耦合.文中分别进行了数值仿真和实验研究.对一个包含166个双晶约瑟夫森结的结阵列进行了液氮温度时的测试,在片外（off-chip）检测到了75.2GHz,10pW的辐射信号,与仿真结果吻合.该方法为基于约瑟夫森效应的太赫兹（THz）源提供了一种可能.     

多层电磁超材料在太赫兹技术中的应用研究进展

基于电磁超材料的电磁谐振通过合理设计可以实现太赫兹波段的频率响应,为太赫兹波调控开辟了新的道路,特别是利用多层电磁超材料设计的太赫兹功能器件.本文综述了当前国内外基于多层电磁超材料在太赫兹波段技术的应用研究进展,分类介绍了其在太赫兹滤波器、吸收器、偏振器等方面的应用,最后对多层超材料在太赫兹技术应用的发展趋势作了探讨.     

新型半圆环回音壁模太赫兹传感器的谐振特性分析

提出了一种新型的半圆环回音壁模太赫兹传感器,用于对物质的电磁参数检测.其基本原理是在激励源频率给定的情况下,当被测物质的电磁参数发生变化时,对应的谐振频率也将偏移;谐振频率偏移越大,其敏感性越强.而通过在介质微环壁加载超电磁材料倏势波得到放大的特性可以提高对检测物质的敏感性.与现有文献的相关研究结果相比,该感传器的单位介电常数平均谐振频率偏移值提高约20倍.该装置激励更方便,结构更简单,易于集成,对于输入信号也易于控制,对于提高太赫兹传感器的敏感性,进而改进传感器的性能具有重要的意义.     

新型WLAN双频微带贴片天线的设计

提出了一种适用于宽带WLAN的新型双频微带贴片天线结构,即在圆形贴片上开四段对称弧形环槽,再在各槽口处向外凸出小矩形槽.该结构具有良好的双谐振特性,其中心频率分别为2.44GHz和5.25GHz,带宽在VSWR=2时能够全覆盖ISM双波段,并且在工作波段具有良好的增益特性,均在5dB以上.     

宽带/双频可切换的石墨烯太赫兹吸波器设计

设计了一款宽带/双频可切换的石墨烯太赫兹吸波器，该吸波器由周期性单元结构组成，包含石墨烯层、介质层和金属层.通过调节石墨烯的化学势，吸波器可以实现宽带吸收与双频吸收模式之间的切换.吸波器在宽带模式下0.98～1.51 THz频率区间内的吸收率达90%以上；双频模式下频率为1.35 THz和1.75 THz的吸收率分别为98.65%和99.60%.此外，该吸波器在0°～45°入射角范围内均能保持较好的吸波性能.     

含单负材料的光子晶体的缺陷模和透射谱

用传榆矩阵法分析了由2类单负材料组成的含缺陷一维光子晶体的缺陷模及透射谱。结果表明：当缺陷为一层单负材料时。零有效相位带隙中出现2个缺陷模,且缺陷模的频率可通过缺陷层的厚度和2种单负材料的厚度比来调节。当缺陷为1组单负磁导率材料和单负介电材料组成的双缺陷时,通过选取合适的参数满足平均磁导率和平均介电常数都为零时,带隙中未出现缺陷模,而且带宽保持不变,带边电场也随着双缺陷厚度的增加而被强烈的局域。     

Giant spin Seebeck effect in a non-magnetic material

The spin Seebeck effect is observed when a thermal gradient applied to a spin-polarized material leads to a spatially varying transverse spin current in an adjacent non-spin-polarized material, where it gets converted into a measurable voltage. It has been previously observed with a magnitude of microvolts per kelvin in magnetically ordered materials, ferromagnetic metals, semiconductors and insulators. Here we describe a signal in a non-magnetic semiconductor (InSb) that has the hallmarks of being produced by the spin Seebeck effect, but is three orders of magnitude larger (millivolts per kelvin). We refer to the phenomenon that produces it as the giant spin Seebeck effect. Quantizing magnetic fields spin-polarize conduction electrons in semiconductors by means of Zeeman splitting, which spin-orbit coupling amplifies by a factor of ～25 in InSb. We propose that the giant spin Seebeck effect is mediated by phonon-electron drag, which changes the electrons' momentum and directly modifies the spin-splitting energy through spin-orbit interactions. Owing to the simultaneously strong phonon-electron drag and spin-orbit coupling in InSb, the magnitude of the giant spin Seebeck voltage is comparable to the largest known classical thermopower values.     

圆环形宽带阵列换能器波束优化模拟研究

根据波束等价和采样合成定理，对由若干同心圆环构成的二维非线性参差调谐宽带阵列换能器，进行波束优化计算机模拟．结果表明，给定一个期望的波束分布，通过计算机模拟运算，可获得环形参差阵的一组结构参数，其波束分布与给定的波束分布在误差范围内一致     

Preparation of InSb nanocrystals embedded in SiO2 thin films

InSb nanocrystals embedded in SiO₂ thin films were prepared by rf magnetron cosputtering technique. THe observation by transmission electron microscope showed that InSb nanocrystals dispersed uniformly in SiO₂ matrices. InSb nanocrystals with different sizes can be obtained by changing the annealing condition. The average size of InSb nanocrystals depended on annealing temperature and time, but not on the t_1/3 rules. X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray diffraction were also applied to the analyses of the composite thin films.     

温度对平流层飞艇囊体材料蠕变性能的影响

蠕变是长航时平流层飞艇囊体材料的重要性能指标,对飞艇在长时间飞行中结构的稳定性具有重要意义。受限于蠕变试验设备及方法,飞艇囊体材料一般只进行常温的蠕变试验。为研究温度对平流层飞艇囊体材料的蠕变性能的影响,利用可控温的持久蠕变性能测试仪,将蠕变试验温度分别设置为-50、23、60℃,通过持久蠕变试验方法测试不同温度状态下平流层飞艇囊体材料的蠕变性能,计算了囊体材料的蠕变应变并给出了相应的蠕变曲线,分析了温度对平流层囊体材料蠕变性能的影响。结果表明:承力层为Vectran纤维的平流层飞艇囊体材料具有较低的蠕变率;相同应力状态下,蠕变的性能随温度而变化,温度越高,蠕变量越大,蠕变速度越快。可见温度对囊体材料的蠕变量和蠕变速度有明显的影响,在平流层飞艇的设计和分析中需将其作为参考指标。试验方法为平流层飞艇囊体材料的蠕变性能测试提供了新的试验途径,试验分析结果可应用于平流层飞艇的设计和囊体材料的研究,具有一定的工程应用价值。     

同轴腔变容管调谐振荡器

从体效应管、变容管的等效电路、特性．准确的参数表达式着手分析并、串振荡电路．根据管子参数、振荡频率能较准确地设计实用的压控振荡器．同时采用双变容管反向串联以增加调谐带宽，减少谐波，改善频谱．改善调谐线性．据此给出一个应用频段在５～９ＧＨｚ；调谐带宽＞１ＧＨｚ；输出功率＞１０ｍＷ；调谐速度＞１ＧＨｚ／ｕｓ； 主杂波比≥２５ｄＢ的宽带同轴压控振荡器实例．该振荡器已在数种电子对抗设备上长期稳定工作．     

Routing of anisotropic spatial solitons and modulational instability in liquid crystals

In certain materials, the spontaneous spreading of a laser beam (owing to diffraction) can be compensated for by the interplay of optical intensity and material nonlinearity. The resulting non-diffracting beams are called 'spatial solitons' (refs 1-3), and they have been observed in various bulk media. In nematic liquid crystals, solitons can be produced at milliwatt power levels and have been investigated for both practical applications and as a means of exploring fundamental aspects of light interactions with soft matter. Spatial solitons effectively operate as waveguides, and so can be considered as a means of channelling optical information along the self-sustaining filament. But actual steering of these solitons within the medium has proved more problematic, being limited to tilts of just a fraction of a degree. Here we report the results of an experimental and theoretical investigation of voltage-controlled 'walk-off' and steering of self-localized light in nematic liquid crystals. We find not only that the propagation direction of individual spatial solitons can be tuned by several degrees, but also that an array of direction-tunable solitons can be generated by modulation instability. Such control capabilities might find application in reconfigurable optical interconnects, optical tweezers and optical surgical techniques.     

智能遮阳材料的应用性能初探

通过调节水溶性聚合物配比和无机盐配比,可以使智能遮阳材料的转变温度、透光率、转变灵敏度及迟滞性等达到最佳.日间曝晒结果表明,透明状态的智能遮阳材料可使曝晒箱升温30℃,不透明状态的该材料可在同等条件下具有阻止曝晒箱内温度升高9℃左右的遮光效果,有利于缓解夏季的过热现象.该智能遮阳材料可耐1 000次高低温循环,5年以上的自然曝晒,凝固温度低于- 10℃,环境温度高于转变温度时可保持1年以上均匀稳定的白色不透明絮状.     

密度对一维铝/硅橡胶声子晶体低频带隙的调控

选用金属材料铝和非金属材料硅橡胶,设计出一维铝/硅橡胶声子晶体结构.采用固体物理学中的集中质量法,基于MATLAB编程计算该声子晶体的能带结构.通过单一改变结构中材料铝的密度或者单一改变材料硅橡胶的密度,寻找单一材料密度变化对结构第1带隙的影响规律.结果表明：一维铝/硅橡胶声子晶体的第1带隙起始频率较低为30.6994 Hz,第1带隙带宽为45.479 Hz;当增大结构中两种组合材料的密度差值,可调节结构获得相对的低频、宽带带隙.研究结论可应用于低频率振动控制器件的设计.     

基于相变材料的锂电池保温数值模拟

为保证锂电池在低温环境下的高效运行，利用ANSYS软件建立了锂电池相变材料三维热管理模型，用数值模拟的方法研究了基于相变材料的锂电池在低温环境下的保温性能以及静置后在放电过程中温度的变化。研究结果表明：在环境温度为-10℃、锂电池初始温度为25℃的情况下，包裹相变材料的锂电池温度维持在0℃以上的时间与没有任何保温处理的锂电池相比提高了130%，且保温时间随相变材料导热系数的降低而延长；在相同的包裹厚度（10 mm）下，包裹8 mm相变材料外加2 mm保温材料的锂电池的保温时间比只包裹10 mm相变材料的锂电池提高了20%。包裹相变材料的锂电池在-10℃的低温环境下放置一定的时长后仍能在适宜的工作温度下放电，但当放置时间过长导致锂电池的初始温度降至与环境温度一致后，包裹的相变材料反而会阻碍锂电池的启动。