耦合有引线的相切Aharonov-Bohm双环中的持续流

本文利用量子波导理论研究了两端耦合有引线的相切A-B双环结构在双环中穿过相同磁通时的持续流和透射系数,给出了解析解.讨论观测持续流、无透射和完全透射的条件,而且给出了Fano共振产生的条件.     

基于耦合模理论的明暗模腔耦合MDM波导体系中等离子体诱导透明的研究

利用耦合模理论和时域有限差分方法从理论与模拟2个方面对明暗模腔耦合MDM波导体系中等离子体诱导透明进行研究。基于耦合模理论推导出腔耦合MDM波导体系透射的理论表达式,然后通过时域有限差分(FDTD)对理论公式进行验证。讨论系统中存在的群色散和慢光效应。研究结果表明:腔之间相互耦合强度、共振失谐量对透明现象有很好的调制作用;相互耦合强度、共振失谐量对慢光效应也可灵活调控,群折射率接近27,使得波长为1 047 nm的光脉冲群速度减小1个数量级。     

三元混晶双势垒结构中光学声子辅助共振隧穿及压力效应

采用连续介电模型,细致探讨了AIxGa1-xAs／GaAs双势垒结构中界面声子的色散关系及其与电子的耦合作用．进而采用Fermi黄金法则,在该结构的垒或阱为三元混晶材料时,分别计算了声子辅助隧穿电流密度．结果表明,在宽阱情形下,若垒为混晶材料,混晶效应不明显,只有一个明显的声子峰,该结论与实验符合较好;若阱为混晶材料,则混晶效应明显,具有两个声子峰,该结论对实验有指导意义．本文还讨论了压力对声子辅助共振隧穿的影响,结果显示：声子辅助隧穿峰和共振峰的峰值均随压力增加而减小,但声子辅助隧穿效应则随压力增加．     

玻璃中量子点之间电子的共振隧穿

在建立玻璃中阻容耦合双量子点模型的基础上,通过分析双量子点的静电能和化学势,讨论了化学势随外加偏压的变化和共振隧穿现象.随外加偏压的增大,当双量子点2个能级的化学势相等时发生共振隧穿现象,在I-V特性曲线上呈现电流峰.玻璃中不同间距的量子点用不同大小的耦合电容来表示.随着玻璃中2个量子点之间耦合电容的增大,2个量子点发生共振隧穿所需要的外加偏压随之增大.     

光子晶体势阱中的共振透射模

引入简单镜像对称的一维二元光子晶体结构模型,应用传输矩阵方法研究在该镜像对称的一维二元光子晶体结构模型两端加入高折射率介质时的光子带隙结构.结果表明,加入较高的折射率介质时,光子晶体原来的带隙结构中存在的窄的共振透射峰变宽,且随着势垒的不断增加,分裂的共振峰变得越来越细,中间的共振峰透过率一直保持在100%,而两侧的峰高则有所降低;当两端加入的介质折射率进一步提高,这时共振透射峰分裂为3个窄的共振透射峰,同时还在其他波长处出现多个窄的透射峰.这种带隙结构可以用来设计优异理想窄带滤波器.     

自旋轨道耦合与磁场对电子透射率的影响

研究了铁磁体-半导体-铁磁体(F/S/F)准一维系统中电子的透射率.得到如下结论:1) 改变作用在2铁磁体上磁场方向角ρ和θ,电子透射率在满足ρ θ=(2n 1)π时最小,ρ θ=2nπ时最大(其中n=1,2,3,…).2) δ势垒起到了延迟电子共振隧穿峰到来的作用.3) 改变半导体中电子的Rashba自旋轨道耦合常数α会使电子透射产生非周期性共振隧穿现象,并且随着a值的增大相邻共振隧穿峰的间距有增大的趋势.4) 半导体长度的改变虽然不会使相邻共振隧穿峰的间距改变,但会使共振隧穿峰值发生变化.     

铁磁/半金属/铁磁隧道结中的自旋极化输运

运用量子力学的隧穿方法讨论一个铁磁/半金属/铁磁隧道结(FM/HM/FM)中的自旋极化输运和隧道磁电阻(TMR).结果表明:当选定半金属材料自旋向上子能带呈现金属性时,自旋向上和自旋向下电子的隧穿系数都表现出共振隧穿特性.发现TP↑↑与α,u和△m↓-△m↑的取值无关,但随着这些量的增加,TP↓↓和TAP振荡逐渐加快,峰也变得更为尖锐,并且相邻峰之间的间距也逐渐变窄.更重要的是,当这些系数取值合适时,TMR值明显增大.可见,半金属材料对提高隧道结的磁电阻是十分有利的,只要选取合适的参数便能得到较理想的结果,从而有利于提高磁性存储器等磁性元件的性能.     

含双负介质一维光子晶体的量子阱结构研究

采用传输矩阵法研究一维光子晶体(AB)m(ACABACA)n(BA)m的透射谱,结果发现:无论C层为双正介质还是含双负介质,在归一化频率1.0ω/ω0处均构成对称分布的光子晶体量子阱结构,并在光量子阱透射谱的相应频率位置出现对称分布的共振透射峰,呈现明显的量子化效应.当C层为双正介质时,透射峰数目等于n+1且位置可调;当C层为双负介质时,出现数目与n的奇偶性相关的透射峰.     

金属双纳米棒表面等离子体耦合共振特性研究

本文利用离散偶极子近似法,研究金纳米棒双体结构之间的表面等离子体耦合共振特性,发现当金属双纳米棒之间的排列方式和间距改变时,其表面等离子体共振消光峰发生红移或者蓝移,适当间距的金纳米棒双体结构可以产生更强的局域表面增强电场. 本文对于金纳米棒双体结构的计算结果对于金纳米棒在生物传感方面应用具有一定的参考价值.     

纳米结构中电子输运受到磁电垒影响的研究

我们使用转移矩阵方法,详细研究了纳米结构中的弹性电子的透射几率、自旋极化和电导,发现这些物理量敏感地依赖于周期性的磁电垒的周期数.随着周期数增加, 共振劈裂数目增加,共振峰增多导致共振峰变尖锐,同时自旋极化也加强.奇怪的是,在这种结构中通过自旋依赖的共振输运可以获得100%的自旋极化,尽管此结构中的平均磁场为零.     

基于枝节谐振器的体域网超宽带陷波天线优化设计

为满足无线体域网(wireless body area network,WBAN)应用中对超宽带天线的陷波要求,采用在槽孔型的辐射贴片上添加十字型枝节谐振器的方法优化设计了一款超宽带陷波天线.天线使用共面波导方式馈电,使天线获得较宽的带宽.通过嵌入十字型枝节谐振器调谐天线的阻抗,实现陷波特性.通过仿真分析确定谐振器横、竖枝节的尺寸范围.利用量子进化算法对谐振器的横、竖尺寸进行优化,获取使天线的陷波频带达到最佳要求的谐振器尺寸参数.根据优化结果制作实物天线,天线的带宽为3.4-9.9 GHz,陷波频段为5.2-5.8 GHz.由天线回波损耗及方向图的仿真和测试结果表明,该优化设计方法是有效的.     

气体激光器波导耦合腔的研制与测试

针对现有微波激励气体激光器存在的一些问题,研制出一种微波激励器波导耦合腔。采用频率为2.45GHz,输出功率为1000W的微波激励耦合腔进行了实验,其结果表明:该耦合腔具有易调谐和阻抗匹配等特点,对改善放电均匀性、减少微波能量反射有明显效果。该项研究有利于提高工作气体气压、增大放电的增益长度,为发展更高功率的微波激励气体激光器提供技术基础。图6,参10。     

平衡式双通带独立可控带通滤波器

提出一种基于多模谐振器的平衡式双通带带通滤波器。该设计合理利用谐振器和加载枝节的长度分别调节2个通带的中心频率;利用金属化通孔耦合以及谐振器之间的宽边耦合分别控制2个通带的耦合系数;通过控制馈线与谐振器以及与加载枝节之间的间距分别控制2个通带的外部品质因数,最终实现双通带频率和带宽的独立控制。为了验证所提出的结构,设计了一款平衡式二阶带通滤波器,其测试与仿真结果较吻合,表明了滤波器具有较好的差模通带性能以及良好的共模抑制能力。     

Experimental demonstrations of high-Q superconducting coplanar waveguide resonators

We successfully designed and fabricated an absorption-type of superconducting coplanar waveguide (CPW) resonators. The resonators are made from a niobium film (about 160 nm thick) on a high-resistance Si substrate, and each resonator is fabricated as a meandered quarter-wavelength transmission line (one end is short to the ground and another end is capacitively coupled to a through feedline). With a vector network analyzer we measured the transmissions of the applied microwave through the resonators at ultra-low temperature. The obtained loaded quality factors are significantly high, i.e. up to ～10 6 . When the temperature increases slowly from the base temperature (20 mK), the resonance frequencies of the resonators are blue shifted and the quality factors are lowered slightly. In principle, this type of device can integrate a series of CPW resonators with a common feedline, making it a promising candidate as the data bus for coupling distant solid-state qubits and the sensitive detector of single photons.     

Reflection and phase of left-handed metamaterials at microwave frequencies

We experimentally investigated the reflection and phase of the left-handed metamaterials (LHMs) in a rectangular waveguide for the normally incident microwave. The samples are constructed by periodically arraying the copper split ring resonators (SRRs) and wires. It is found that for the LHMs with one-layered SRRs, a reflection peak with a depth of -3.3 dB (i.e. with the reflectivity of 47%) occurs in the left-handed range. The dependence of reflection phase on the frequency is different from that of the transmission phase, and the reflection phase has an inflexion at the reflection peaks. For the LHMs with three-layered SRRs, the depth of reflection peak increases with the row number, i.e. reflection is weakened, and the reflection peak has a shift with respect to the left-handed transmission peak. It is thought that the interaction between different layers of SRRs is the reason of the shift.     

圆柱型谐振腔最大电磁能量耦合方法

利用微波谐振腔的谐振频率随腔内介质不同而变化这一特性可以实现液体、气体介电常数的精确测量,其中微波谐振腔与外波导的能量耦合程度将直接影响整个测试系统的性能和精度.根据电磁波在波导中的传播特性建立微波谐振腔的耦合模型.通过对谐振腔的耦合孔和波导耦合面电磁能量的仿真与分析,选择最佳匹配连接方式,使谐振腔有最大的电磁能量输出.仿真实验证明,连接波导中心与谐振腔耦合孔中心重合处不是电磁能量最大耦合位置,只有连接波导中心偏离谐振器耦合孔中心一定位置才能得到电磁能量的最大耦合.     

超构材料类电磁感应透明现象的实验研究

基于梳状线和开口谐振环组成的耦合结构,在开口谐振环上加载电阻调节损耗,加载电容使结构达到深亚波长尺度,实现了超构材料类电磁感应透明现象。通过调节梳状线和开口谐振环之间的距离改变近场耦合强度。实验结果表明,随着耦合强度的减小,电磁感应透明频率处的透射率逐渐减小,反射率逐渐增大,吸收率呈现先增大后减小的趋势。与此同时,群延时变大,慢波效应明显,但透明窗口逐渐变窄,慢波带宽变窄。     

非等同两原子-双模热光场系统的腔场谱

为获得两个非等同二能级原子与双模光场相互作用过程的腔场谱特性,通过求解本征方程导出了双模初始光场处于任意强度的热光场时腔场谱的计算公式,给出了数值计算结果．文中还讨论了相对耦合常数和初始场强对腔场谱的影响,发现在相对耦合常数为零且初始场较弱的条件下,两模腔场谱均为双峰结构;随着相对耦合常数的增大,双峰逐渐靠近,到相对耦合常数为1时,每模腔场谱都合并为单峰．随着一模光场平均光子数的增大,本模腔场谱双峰之间的距离减小,而另一模腔场谱双峰之间的距离增大。