SiO_2/Ag/SiO_2/Au多层纳米壳中的法诺共振现象

利用等离子体杂化理论解释了SiO2/Ag/SiO2/Au多层纳米壳的法诺共振现象,并利用有限元方法系统地研究了其消光特性。结果表明:具有对称性的多层纳米壳结构可以实现法诺共振。进一步证实了SiO2/Ag/SiO2/Au多层纳米壳的法诺共振是由其内球壳和外球壳的偶极-偶极耦合杂化产生。通过选择合适的几何参数,SiO2/Ag/SiO2/Au多层纳米壳法诺共振的位置可以调谐至600~900nm。     

介电常数近零材料的光学辐射增强

采用各向异性磁导率近零介电常数壳层的柱形结构来实现光学辐射的增强。首先,建立研究壳层磁导率各向异性柱形结构光学散射的全波电磁散射理论;然后,通过调节柱形结构核层介电常数、壳层磁导率分别观察各向同性壳层柱形结构和各向异性壳层柱形结构功率增强因子的变化规律,并将各向同性壳层柱形结构的电场与各向异性壳层柱形结构的电场进行比较。研究结果表明:增大各向同性柱形结构壳层的磁导率,以及增大各向异性壳层柱形结构核层介电常数,可以使柱形结构的光学辐射得到加强,并且实现光学辐射增强的内半径得以减小;此外,文章研究的各向异性壳层柱形结构的电场比各向同性壳层柱形结构电场更大更稳定,从而各向异性壳层柱形结构具有更好的可调性和稳定性。     

分子吸附在各向异性介电核-金属壳层结构附近的表面增强拉曼散射理论研究

研究了在准静态极限下,各向异性介电核-金属壳层这种特殊核-壳结构的表面增强拉曼散射的特性.首先,基于第一性原理,我们推导出这个带壳纳米球颗粒的多重极化率,然后运用Gersten-Nitzan模型研究了这个结构的表面增强拉曼散射的特性.在本文中,我们针对这种各向异性介电核-金属壳层的纳米球颗粒的结构进行理论计算和数值模拟,结果显示,介电核中径向各向异性特性的引入,会对该纳米颗粒的表面增强拉曼散射的峰值起到增强的作用,同时还可以调节体系表面等离共振频率.此外,我们还研究了核的大小对表面增强拉曼散射的意义.我们的研究对于未来探索具有各向异性特性结构的受激拉曼散射很有意义.     

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.     

核/壳型纳米银球的局域表面等离子体共振调谐特性研究

利用离散偶极子理论数值模拟了核/壳结构纳米银球局域表面等离子体共振调谐特性,并应用等离子体杂化理论对其数值结果进行了解释。研究结果表明:对于固定的球壳结构,当改变内核介质的介电常数与内核结构尺寸时,其等离子体共振峰发生了明显的移动现象;对于固定的内核结构,当外核厚度变化时能有效实现共振峰的调控。     

金属-电介质纳米核壳结构的零背向散射特性

本文基于Mie散射理论,设计并研究了具有高定向、可调谐零背向散射特性的"金属-低介电-高介电"纳米核壳结构.分析了低介电层的厚度和折射率对偶极电、磁共振位置及强度的影响,发现将偶极电和磁共振在光谱上调节到重合,满足第一Kerker条件,可以实现零背向散射和显著增强的前向散射.进一步说明通过改变核壳结构的内核厚度和外半径或高介电层的折射率,能够实现零背向散射波长的可调谐.研究结果将对设计基于零背向散射的纳米结构和器件有重要的指导意义.     

单站散射测量各向介质特征参数的正问题

讨论了单站散射测量一般各向异性介质特征参数的正问题. 以接金属衬底的一般各向异性介质为例, 导出一般各向异性电磁材料复介电常数张量与其反射系数的关系式, 即对单站散射法测量的正问题进行理论分析, 然后用计算机进行模拟实验得到理想状态下的数据结果.最后提出实验测试系统设计和反演方法.     

双开口劈裂方环/方形环中磁法诺共振的调控

基于有限元法,从理论上研究了双开口劈裂方环/方形环纳米结构(double split ringsquare ring,DSR-SR)中的等离子体共振和局域电磁场增强等光学特性.由于方形内环的亮模式和双开口劈裂环的暗模式的相互干涉,在该结构中产生了磁法诺共振现象,通过改变该结构的几何参数,可以实现对共振峰位置和强度的有效调控.计算结果表明,该结构中的共振峰对周围介质折射率变化敏感,品质因子最高可达到25.3,并且各共振峰处的局域电场和局域磁场都有很大增强.基于该结构的这些性质,它可以应用于传感器、多光谱表面增强光谱学、低损耗的磁性等离激元的传播和其他基于磁性法诺的光学器件.     

各向异性层合圆柱壳的亚谐分叉

本文研究承受周期轴向动载的各向异性层合圆柱壳的动态屈曲问题。根据各同异性材料具有耦合效应的特点，选择非正交的位移基函数，用能量法将Ｆｌｕｇｇｅ型非线性控制方程转化为有限维常微分方程组之后，在非双轴平衡点处，用微分动力系统中的中心流形理论化简方程组，同时得到了求解中心流形的微分方程和边界条件。最后应用奇异性理论详细分析和讨论了各向异性层合圆柱壳的亚谐参数共振的动态响应。     

一个12 GHz的新型C形双重负特异材料的设计

模拟一个12 GHz谐振频率下具有负介电常数和磁导率的新型C型单元电池,通常称为双负超材料(DNG)或左手材料. DNG形状为在电介质的一侧有相反的C谐振器,而在另一侧也是相同的形状.使用微波工作室(MWS)中的计算机模拟技术(CST)从DNG结构的模拟仿真中确定散射参数以及介电常数,渗透率和折射率. 为了验证结构参数的负值,使用了MATLAB. 由于其简单性,可扩展性和双负极材料的特性,这是一种在电磁学领域的新颖且有前途的设计方法.     

时域有限差分结合BP神经网络反演各向异性材料电磁参数

本文以时域有限差分(FDTD)法数值模拟了各向异性材料的散射特性,在此基础上利用人工智能技术-BP神经网络对各向异性材料电磁参数进行了反演研究.以各向异性介质球的雷达散射截面(RCS)作为训练样本信息,经过适当的训练,实时重构了各向异性介质球的相对介电常数和电导率.反演结果显示了该方法的有效性和准确性.     

旋转对称金属目标上凹槽中填充材料对电磁散射影响的分析

利用各向异性时域有限差分法(FDTD)分析填充不同介质凹槽的金属目标的电磁散射。就具有旋转对称特性的典型目标模型,详细计算分析了在凹槽中填充不同材料对其电磁散射特性的影响,计算结果显示在目标的特定部位上开适当宽度和深度的槽并填充负单轴各向异性介质能显著降低目标的后向雷达散射截面(RCS)。     

二维开口腔体填充多层各向异性介质TM波散射特性分析

应用区域分解法(DDM)结合有限元(FEM)和边界积分法(BIM)分析了填充多层各向异性介质二维开口腔体TM波散射特性.对腔体外区域采用边界积分法进行分析,将腔体内的每层介质作为一个子域用有限元法分析,各子域间通过传输条件进行耦合.作为算例,分别计算了腔体中填充各向同性和各向异性介质时的散射截面,数值结果表明了该方法的有效性.采用这种技术,大大地减少了对计算机内存的需求.     

金属微纳结构有序阵列中Fano共振的产生条件

本文研究了由椭圆形金纳米颗粒组成的周期阵列在对称介质环境以及放置在介质波导表面两种体系下的Fano共振特性．我们将衍射表面波或波导本征模调谐到金纳米颗粒的局域等离激元共振频率附近,使其满足了通常意义上Fano共振产生的条件,即窄线宽和宽线宽的模式在共振能量上的重叠．我们发现,当仅满足这一条件时,Fano共振并不能被有效激发．我们通过对共振模式场分布的研究分析,阐述了Fano共振的激发还必须满足两种不同线宽的模式需要具有相同的电场分量．我们的研究结果将有助于更好地理解Fano共振的物理意义,对于设计基于Fano共振的微纳光子结构和器件有着重要的指导意义．     

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.     

等离子体纳米结构Fano谐振的Q值计算研究

具有Fano谐振的表面等离子体纳米结构因其独特的光学特性及应用潜力,受到了广泛的关注和研究.品质因子（Q值）是谐振模式电磁存储能力的一个重要评价指标,本文从定义出发得到了Q值的时域拟合公式,并结合时域有限差分方法对典型金属纳米结构以及Fano谐振各特征模式的Q值展开研究;此外,还使用了较为简单方便的频域半高宽公式对上述结构进行了Q值计算.通过对比两种方法得到的结果,我们发现尽管频域半高宽公式能够适用于简单的金属纳米结构谐振模式Q值计算,但是在处理Fano谐振的Q值时将会带来较大的误差,有些情况下甚至极大地偏离实际值导致计算结果失去意义.,而本文中采用的时域拟合Q值公式从谐振模式的本质出发,不受结构响应谱线型的影响,适用于各种情况下对谐振模式Q值的准确计算.     

EM Scattering from conducting flat plates coated with thin RAM

According to the equivalence principles, high frequency approximation and boundary conditions, a method has been developed to deal with the EM scattering by a rectangular conducting flat plate coated with uniaxial anisotropic radar absorbing material (RAM). The simple and effective method is available to the system of RCS prediction in which the large complex targets modeled by facets and wedges. Numerical results show some properties of EM scattering by conducting plate coated with thin uniaxial anisotropic RAM. Biography: Yang He-lin (1984-), male, Ph. D. candidate, research direction, electromagnetic theory.     

由介电函数探讨SERS效应的电磁增强机理

从能够产生表面增强拉曼散射 (SERS)效应的典型金属银出发 ,讨论其在光频段的介电函数及与此介电函数相关的表面等离子体共振现象 ,进而用表面等离子体共振理论讨论SERS效应的电磁增强机理 .     

论介质与金属样品近场电磁场散射

利用电磁场散射理论-格林函数法数值模拟近场电磁场散射问题,运用共轭梯度法与快速傅立叶变换法进行求解,数值模拟结果表明:对介质样品来说,TE波反映样品突变,TM波反映样品的形貌,且当大尺寸的样品时,电磁场的干涉效应很明显;对金属样品来说,TE,TM波均表现为样品的突起,样品的形貌非常复杂,而且电磁场的场强沿Z轴增强很强,这点符合金属表面等离子共振现象。