改变光波传输方向的两个无损耗光子晶体波导模型

通过研究二维光子晶体的晶格结构、介质柱折射率、介质柱占空比,得到三者与带隙宽度的分布关系,再进一步结合其衍射效率研究各种缺陷模式,得到多种缺陷模式的衍射谱结构,并由此提出多种二维光子晶体波导的传输构型,结合介质柱占空比对带隙的影响,提出介质柱占空比优化方案,从而设计出理论上效率优异的光子晶体波导结构。     

椭圆纤芯光子带隙型光子晶体光纤的光学特性研究

设计一种新型椭圆纤芯带隙型光子晶体光纤模型,利用有限元法及其平面波展开法研究子晶体光纤的光学特性.在一定结构参数下随波长的变化数值模拟了椭圆纤芯带隙光子晶体光纤的结构,得到了有效折射率、双折射、波导色散、径向传输功率分布最大值等性质.数值模拟结果表明,选择合适的结构参数可以得到较低的色散特性以及高的传输功率,因此非对称结构的光子晶体光纤的特性分析对于光学器件的研制有重要意义.     

反铁磁光子晶体波导的性质

研究了平面反铁磁光子晶体波导的色散性质.这种光子晶体波导是由两个平行金属板之间填充一维反铁磁光子晶体构成.对FeF2/Vacuum光子晶体波导进行数值和理论分析表明:(1)电磁波模式是分立的,并且只有有限的几个;(2)存在三种不同的频率带隙,其中之一是光子晶体共有的,其宽度取决材料的介电性质,之二是来自反铁磁的共振性质,之三是来自波导的结构.     

石墨烯对反铁磁光子晶体的法拉第效应

采用线性传输矩阵法研究了Faraday位型下含石墨烯层的反铁磁光子晶体的Faraday效应.当电磁波垂直入射到石墨烯反铁磁体系时,给出这种位型下的色散关系,设定不同介质中电磁波磁场的波解形式,通过电磁场的边界条件得出传递矩阵,最后给出不同种一维石墨烯反铁磁光子晶体的透射率和Faraday旋转角的表达式并进行数值模拟.研究了两种结构下的石墨烯磁性光子晶体的透射率及法拉第旋转随层数的变化关系,电介质排布有所不同,会导致其透射率发生很大变化.当只在光子晶体中间的反铁磁层上覆盖单层石墨烯薄膜时,发现在THz频域范围内,光子晶体会增强石墨烯对泵浦波的吸收.     

非对称双芯光子晶体光纤特性分析

设计一种新型非对称双芯光子晶体光纤模型,利用有限元法及其双芯光纤的耦合特性分析其光子晶体光纤的光学特性,数值模拟了非对称双芯光子晶体光纤的有效折射率、双折射、耦合系数在一定结构参数下随波长的变化特性.数值模拟结果表明,选择合适的结构参数可以得到较高的双折射特性以及耦合特性,因此光子晶体光纤的非对称结构的特性分析对于光学器件的研制有重要意义.     

双光栅太阳能电池研究

针对现有太阳能电池板吸收层厚度较薄,吸收波长与带隙接近的光子能力较弱的问题,本文提出了一种双光栅太阳能电池结构,并使用RSOFT软件的CAD模块建立了由MATLAB模拟优化后得到的多晶硅薄膜太阳能电池模型,最后计算了转换效率,验证了利用双光栅可以显著提高单晶硅薄膜太阳能电池的转换效率和短路电流的能力。     

碳掺杂WO_3电子结构的第一性原理研究

采用第一性原理计算方法详细研究了碳原子掺入WO3后体系的能带结构、态密度、导带边和价带边的位置的变化.考虑了碳原子处在间隙位置和碳原子替换氧原子两种情况.计算结果表明,碳原子替换氧原子时,体系是自旋极化的,在带隙中产生非常明显的C-2p杂质带.自旋向上部分带隙减小了0.92 e V,自旋向下部分带隙减小了0.08 e V.而碳处在间隙位置时,体系是非自旋极化的,碳原子倾向于与一个氧原子成键,带隙减小了0.2e V,有利于可见光的吸收.形成能计算表明,碳原子处在间隙位置掺杂更稳定.     

InN纳米薄膜制备及其结构与带隙分析

以金属铟为靶材,蓝宝石为衬底,氩和氮的混合气体为溅射气体,衬底温度为100℃,溅射功率为100 W,采用射频磁控溅射技术分别制备了溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa的In N薄膜.利用XRD、SEM分析薄膜样品呈六方纤锌矿结构.使用双光束紫外/可见分光光度计测量薄膜的吸收谱,计算得到在溅射压强为0.8、1.0、1.4 Pa下制得的薄膜样品带隙分别为1.825、1.74、1.82 e V.结果表明溅射压强为1.0 Pa时,带隙值最小,结晶质量最好.     

含湿多孔介质中热质耦合现象的松弛性研究

针对一维多孔介质的第一类边界条件,对同时考虑非傅里叶效应和非斐克效应的高强度快速干燥条件下热质交换的普遍微分方程组进行求解.研究了高强度快速干燥过程中,多孔介质内部非傅里叶传热、非斐克传质之间的相互耦合现象,为多孔介质内部温度场和湿度场的正确确定及控制奠定理论基础.     

含湿多孔介质中热质耦合现象的松弛性研究

针对一维多孔介质的第一类边界条件,对同时考虑非傅里叶效应和非斐克效应的高强度快速干燥条件下热质交换的普遍微分方程组进行求解. 研究了高强度快速干燥过程中,多孔介质内部非傅里叶传热、非斐克传质之间的相互耦合现象,为多孔介质内部温度场和湿度场的正确确定及控制奠定理论基础.     

二维正方晶格各向异性光子晶体缺陷模的计算

选择单个模式(TM模),用FDTD方法计算了二维正方晶格各向异性碲圆柱光子晶体的单点缺陷模与多点缺陷模,获得完全禁带中缺陷模频率与点缺陷半径、多点缺陷模半径之间的变化关系,并从理论上给予了解释.     

单轴手征媒质电磁带隙结构的色散特性

建立了分析双各向异性媒质电磁带隙结构的平面波展开法普适模型，并对单轴手征媒质电磁带隙结构(以本构参数单轴化了的手征媒质为背景材料并按菱形晶格钻孔)进行了仿真计算．计算结果表明，在横向介电常数相同的条件下，介电常数正单轴化了的手征媒质(其他参数仍为各向同性)电磁带隙结构所具有的全向全极化带隙宽度比各向同性手征媒质的带隙宽度要宽得多，这一发现，为电磁带隙结构的工程应用提供了新的材料选择。     

Zn1-xSrxS:Cu薄膜电致发光特性的研究

首先我们制备了结构为：ITO／SiO2／ZnS:Cu／SiO2／Al的薄膜电致发光器件,其电致发光为绿色的宽带发射．然后将发光材料换成Zn1-xSrxS：Cu,制备同样结构的薄膜电致发光器件．结果发现电致发光光谱由原来的550nm单个峰的宽带发射变成了双峰发射．峰值位置分别为430nm和530nm左右,而且随Sr浓度的变化而不同．该体系Cu离子的蓝光发射主要是由于Sr的掺入使ZnS基质的禁带变宽以及蓝色发光中心能级上的电子不易被离化到导带所致．     

锥形光子晶体光纤的色散缓变特性研究

锥形光子晶体光纤具有色散缓变特性,能有效抑制高斯脉冲展宽,本文利用全矢量等效折射率模型计算了一种全新的锥形光子晶体光纤,研究发现这种锥形光子晶体光纤具有初始色散值可调节性,如设计近零色散和高负色散等,剖面色散为直线型、类指数型等多种可能方式,可以进行色散的自补偿等优点,数值模拟和分析表明这种色散缓变的锥形光子晶体光纤相比传统的色散缓变光纤具有更多的优越性和实用性．     

电子—声子相互作用与导电聚合物的带隙

采用考虑电子－电子（ｅ－ｅ）相互作用的扩展的紧束缚模型，研究了非简并基态的导电聚合物－－顺式聚乙炔（ｃｉｓ－ＰＡ）的能带结构，发现电子－声子（ｅ－ｐｂ）耦合增强可使其导带底端能极发生劈裂，从而使事隙变窄。     

邻苯二甲酸氢铷(RAP)单晶电学性能研究

邻苯二甲酸氢铷单晶是一种有机极性离子型晶体.本文介绍了它的介电、直流电导、P-E曲线、光透过率等有关性能的实验研究,并根据晶体结构特点给予定性解释.     

NaBr的电子结构和光学性质的密度泛函研究

利用基于密度泛函理论(DFT)的广义梯度近似(GGA)研究了NaBr的电子结构和光学性质,给出了其沿布里渊区高对称轴的能带结构、态密度(DOS)和分态密度(PDOS).并计算了介电函数ε(ω),反射率R(ω),能量损失函数L(ω),光吸收系数I(ω),光导率σ(ω),折射率n(ω),以及消光系数k(ω),用以讨论NaBr的光学性质.     

慢波型微波传感器的理论与实验研究

本文从理论上分析了介质加载的Karp型慢波线,得到了一般形式的色散方程,并利用计算机对Karp线的几何尺寸、加载介质的介电常数对其色散特性的影响进行了计算,所得结果对Karp线作为慢波型微波湿度传感器有一定的指导意义,理论和实验证明慢波型微波传感器有其独特的优点.在非电量的微波检测技术方面有较大的实用价值.     

LiNH2晶体结构和电子结构的第一性原理研究

采用基于密度泛函理论的赝势——平面波方法,应用LDA的CA-PZ泛函和GGA的PBE、RPBE和PW91泛函对LiNH2晶体结构进行优化,计算电子结构.结果表明,GGA-PW91泛函更适于描述LiNH2晶体的结构和性质.LiNH2晶体为四面体结构,空间群I-4,晶格常数a=b=0.501 9 nm,c=1.034 9 nm,N-H键长为0.103 1 nm,H-N-H键角为103°.电子态密度和电子局域密度分析表明,N-H键呈明显的共价键特性,Li和N-H之间为离子键相互作用.