椭圆截面偏心金纳米管的光学特性研究

基于时域有限差分法研究了几何尺寸、内核材料和外界环境、入射光偏振方向对椭圆截面偏心金纳米管光学性质的影响.结果表明,当入射光偏振方向平行截面长轴时,随着内核偏移量的增大,消光光谱中出现高阶峰且共振峰红移,同时在长波长处出现一个强度增大的新峰.新峰随偏心纳米管整体尺寸、内核折射率增大而红移且强度增大,随外界环境折射率增大而红移但强度减小,随短轴增大蓝移且强度减小,其它峰的改变也各有不同.当入射光偏振方向与截面长轴夹角增大时,消光峰红移.     

单壁氮化硼纳米管拉曼散射强度的计算

利用非共振情况下的键极化模型理论,对单壁氮化硼纳米管的拉曼光谱强度进行研究.考察氮化硼纳米管结构、入射光和散射光的偏振方向以及管轴的取向对散射光强度的影响.计算结果表明:光的偏振方向对拉曼散射强度影响较大,而手性对拉曼光谱的影响较小.针对氮化硼纳米管样品的实际情况,给出无规取向氮化硼纳米管的拉曼散射强度.     

纳米半球壳结构光学调谐特性分析

利用离散偶极近似法,理论研究了颗粒几何结构参数和物理特性对金纳米半球壳颗粒消光特性的影响.结果表明,随着壳层厚度的增大,消光共振波长先发生蓝移而后再红移,共振波长转向时对应的壳层厚度随内核材料及外界环境介电常数和颗粒间距的增大而增大.利用等离激元杂化理论和相位延迟效应对该现象进行了解释.     

数值模拟单个金纳米棒的吸收和散射特性

利用时域有限差分的方法,数值模拟了单个金纳米棒的吸收、散射和消光特性,比较了在相同长径比,不同长轴金纳米棒的吸收和散射效率。数值计算结果表明:金纳米棒的散射效率会随着金纳米棒的几何尺寸的增大而逐渐增强,并且其散射谱的半高宽也随之变宽;与之相反的是,金纳米棒对入射光的吸收效率随金纳米棒体积的增大却呈现出先增加后减小的变化规律。数值模拟结果将为金纳米棒在太阳能电池光俘获方面的应用提供有益的理论参考。     

平面波入射下带电椭球体的内外场强分布

颗粒内部场强决定了粒子散射场强度及其对入射电磁波的吸收作用.借助椭球面的等效球面微元半径及带电球体粒子的Mie散射理论讨论了平面波入射下局部带电椭球体内外场强分布,并与不带电椭球粒子的结果进行了比较.数值结果表明:颗粒表面电荷显著改变了颗粒内外电磁场的分布规律及其强度,从而影响粒子的电磁散射性质.     

外加电场下谐振子量子线的电子拉曼散射

文章研究了外加电场下谐振子量子线的电子拉曼散射.利用有效质量近似,以GaAs材料为例,计算了微分散射截面,结果表明,谐振子频率和外加电场的强度对拉曼光谱均有影响.拉曼光谱的峰值随着外加电场强度的增大而增大;在恒定的外加电场下,与电场方向相同的谐振子频率只影响峰值的大小,而与电场方向垂直方向的谐振子频率还对峰值的位置有影...     

瑞利金属粒子在高度聚焦的径向偏振光场中的俘获特性研究

由于金属粒子对入射光有很强的吸收和散射特性,因此在其俘获机制中对入射光束有很高的要求.本文就高斯光束所合成的径向偏振光照射在金属粒子上所产生的梯度力、散射力和吸收力等方面进行研究.并通过与光强分布均匀的理想径向偏振光所形成辐射力分布情况相比较后,得出可以通过改变透镜半径与光束的束腰比值来满足被俘获粒子对操纵的不同要求,这个结论为实现提高粒子俘获的稳定度和实验设计优化的目的提供了一条新途径.     

煤烟凝聚粒子的光散射特性研究

离散偶极子近似方法（Discrete Dipole Approximation，DDA）是研究粒子散射特性的重要理论方法之一．利用该方法研究了煤烟凝聚粒子的散射问题，讨论了分形煤烟凝聚粒子的散射强度随凝聚粒子的形状、结构、相对折射率及入射波波长变化的情况．结果表明：煤烟凝聚粒子的光散射特性与其形状有着非常密切的关系；对于一个给定的形状不变的煤烟凝聚粒子，它的散射强度的大小随着入射波波长的不同而发生变化；另外组成煤烟凝聚粒子的基本粒子的个数也会影响煤烟凝聚粒子的散射强度，组成煤烟凝聚粒子的基本粒子的半径比入射波的波长小得越多，煤烟凝聚粒子的散射强度就减小得越快．     

烟气排放物对微波频段信号影响的定量计算

从电磁波传输理论出发,提出了一种利用非绝缘混合介质的等效介电常数计算工业烟气排放物对电磁波传输影响的方法,给出了正常排放条件下烟气混合排放物对电磁波吸收大小的定量计算公式,并利用欧盟和我国大气污染排放标准数值讨论了卫星地面站附近烟气排放物对信号的吸收大小.结果表明,由于金属颗粒的存在,烟气排放物会对传输的电磁波产生一定的吸收损耗,这种损耗将对卫星地面站的正常通信产生一定的影响,而且这种影响随着排放物中金属颗粒含量的增大而显著地增大.     

具有核壳结构球形微粒的电磁波散射与吸收

基于核壳双层结构球形微粒的电磁波散射与吸收理论,对空心核壳、实心核壳的电磁波散射、吸收特性进行分析,讨论了电磁波波长与微粒粒径不同比例下的核壳结构几何参数、物理参数对入射电磁波散射和吸收的影响.     

银胶分散系物理性质对Tyndall效应的影响

通过实验,分析了银胶分散系物理性质对Tyndall效应的影响,发现在相同实验条件下,两种不同银胶体系中激光束呈现出明显不同的光径。在配比较小的银胶体系中,激光束呈现清晰的光锥,透射光强度明显减弱。溶胶分散系的物理性质影响其对光的散射和吸收,其中分散度影响程度相对显著。在同种分散系中,分散度和浓度较大的分散相,对光的散射和吸收作用较强;在垂直于入射方向可获得较强的散射光谱信号。     

羰基铁粉形貌对吸波性能的影响

由于羰基铁粉具有温度稳定性好、吸收频带宽、可设计性强等优点,从而得到了广泛的研究与应用。对两种参数基本一致,但形貌各异的羰基铁粉(球状和树枝状)进行了电磁吸波性能测试,用以研究形貌对羰基铁粉电磁吸波性能的影响。实验结果表明,形貌对羰基铁粉的电磁吸波性能有非常大的影响。相比于球状羰基铁粉,树枝状羰基铁粉的最大反射损耗增加了94%,达到-47.14dB。同时,对应于最大反射损耗的频率从球状羰基铁粉的11.88GHz移动到树枝状羰基铁粉的6.44GHz。这是因为树枝状形貌有利于形成不连续网络、增加对入射微波的漫反射、还可以带来更多的界面电荷极化,从而增强对电磁波的吸收强度。此外,本研究表明各向异性结构是提高介电常数和介电损耗获得轻质宽带吸波剂的有效途径。     

InP/InGaAsP/InP多量子阱太阳电池结构的优化研究

用金属纳米粒子沉积在InP/InGaAsP/InP多量子阱太阳电池表面,利用光散射来研究该电池改善后的光电性能。金属纳米粒子对量子阱太阳电池器件光电性能的作用结果是：用量子阱层与周围材料反射系数的差异来限制不同方向的入射光进入太阳电池器件侧面的传播路径。量子阱太阳电池通过这种结构优化设计,对于硅和 Au 纳米粒子,可以观察到短路电流密度分别增加了12.9%和7.3%,输出最大功率的转换效率分别增加了17%和1%。     

沙漠表面电磁散射的矩量法研究

采用一维指数型分布粗糙面模型和Monte Carlo方法模拟实际的沙漠表面,利用土壤介电常数的四成分模型计算沙土的介电常数,运用矩量法研究了沙漠表面的电磁散射特性,数值计算得出了沙漠表面电磁散射系数随散射角和入射波频率的变化曲线,讨论了电磁散射系数随沙漠土壤湿度、沙漠表面高度起伏均方根、相关长度、入射波频率的变化关系,数值计算结果表明,沙土湿度、沙漠表面高度起伏均方根、相关长度、入射波频率对沙漠表面电磁散射系数的影响是比较复杂的.     

高斯粗糙面电磁散射的基尔霍夫驻留相位法研究

采用高斯粗糙面来模拟实际粗糙面,根据基尔霍夫驻留相位近似法研究了粗糙面的电磁散射,结合高斯粗糙面的自相关函数导出了高斯粗糙面后向散射系数和不同极化状态双站散射系数计算公式.通过数值计算得到了后向散射系数随入射角变化的曲线和不同极化状态双站散射系数随散射角、散射方位角及入射波频率变化的曲线,讨论了介质介电常数、粗糙面参数对后向散射系数和双站散射系数的影响、入射波频率对双站散射系数的影响,得出了高斯粗糙面散射系数的基本特征.结果表明介质介电常数和粗糙面参数对高斯粗糙面后向散射系数和双站散射系数有明显影响且非常复杂,而入射波频率则对双站散射系数无影响.     

近零介电常数区超导界面的古斯-汉欣位移

对相同的结构,构造材料的光学特性不同,古斯-汉欣(Goos-H?nchen,GH)位移也会不同。在近零介电常数区,对介质-超导界面上反射光的GH位移进行了理论研究。结果表明,GH位移与超导材料介电常数为零时的波长(定义为阈值波长)相关。当入射光波长小于阈值波长时,不同偏振态的入射光的GH位移随入射角和介质折射率的变化规律基本相同。当入射光波长大于阈值波长,对s波,GH位移为正值,而对p波,GH位移为负值。当以阈值波长入射,除了在以接近0°的小角度入射时,GH位移基本保持为某一常数,不随入射角的改变而变化。零折射率材料在光子学领域具有广泛的应用,计算结果为基于超导材料的新型光子学器件研究开发提供了参考。     

一些大损耗介质填充圆柱双站RCS的矩量法分析

用矩量法对一些用于雷达隐身技术和微波暗室设计的大损耗介电材料填充的无限长介质圆柱在TM波照射下的双站RCS进行了数值计算.仿真结果表明，大介电常数低损耗材料散射较弱.当ka0较小时，填充介质的电参数对散射的影响较明显，且随双站角增大缓慢减少；当ka0较大时，填充介质的电参数对散射的影响不明显，且散射能量集中于反射方向.     

Compton散射下介电系数对一维等离子体光子晶体色散的影响

利用多光子非线性Compton散射模型,对Compton散射下介电系数关于等离子体光子晶体色散的影响进行了研究.提出了将Compton散射光作为影响介质层介电系数的新机制,给出了一维等离子体光子晶体色散关系式,并进行了数值模拟.结果表明:与散射前相比,介电系数εm=1时不出现禁带;当εm<3时,随εm增大,第一级禁带宽度先缓慢增大再达到最大值,最后缓慢减小,第二级禁带宽度先缓慢增大后趋于饱和值0.69,较散射前减小了0.03,两级禁带的εm临界值为5.4,较散射前减小了0.6,当εm<5.4时,第一级禁带宽度明显大于第二级,较散射前减小了0.04;当εm>5.4时,第二级禁带宽度反而大于第一级,二者差值比散射前明显减小,截止频率和第二级禁带边缘频率均向低频方向较快地移动,且第二级禁带边缘频率变化幅度明显大于截止频率.     

页岩失水过程中声电特性的试验研究

实验室利用岩心气驱水试验来探究页岩失水过程中的超声波速度、电阻率变化规律及其相互关系。结果表明：（1）随着含气饱和度的增加,页岩纵波速度线性减小,下降幅度为9.1%,而横波速度线性增加,增加幅度为16.2%,横波速度对含气饱和度变化更加敏感。（2）将完全饱和的岩石模拟为水层时,波速比随含气饱和度的增加而线性减小,在大于50%含气饱和度时,减小幅度增大,说明储层逐渐由含水层向含气层过渡。（3）页岩的电阻率随着含气饱和度的增加呈指数函数递增,而岩石介电常数则随着含气饱和度的增加而呈指数函数减小。（4）当 <50%时,电阻率随含气饱和度增加了4.3倍,而当 >50%时,电阻率增加了10倍;介电常数变化规律则相反,当 >60%时,介电常数几乎不变,由此可判断当电阻率增加幅度增大,介电常数几乎不变时,则可认为储层已由含水层逐渐向含气层过渡。（5）随着岩心电阻率的增加,纵波波速呈对数函数增加,而横波波速以对数函数递减。利用页岩失水过程中波速、电阻率的变化规律及其相互关系,对实际工程中进行含气储层的识别与评价具有重要意义,但在实际应用时还需结合其他相关参数才能更准确地评价储层。