利用蚕丝制作的微米光器件的研究

利用Na2CO3水溶液将蚕茧去除丝胶得到直径为5～15μm的生物纤维,采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察了其形貌特征。通过倏逝波耦合的方法,利用SiO2微纳光锥将波长为671 nm的红光、532 nm的绿光、473 nm的蓝光分别耦合进入微米蚕丝生物光纤,分析了其导光特性,测量了光在蚕丝纤维中的传输损耗。制作了2×2、3×1、1×4、环形等光子结构。实验证明蚕丝微米生物光纤具有良好的柔韧性和表面光滑度,其中波长为532 nm的绿光在直径为9.0μm的蚕丝纤维中传输时的损耗为0.78 dB.mm-1。     

微米光纤环形谐振腔的构造与传输特性的研究

介绍了微米光纤环形谐振腔的构造、所需微米光纤的制备方法,以及环形谐振腔的传输特性.在实验中,采用火焰定点一步拉伸法将光纤拉伸到微米级,其拉伸区域呈双锥形,取束腰部较均匀部分用纳米探针打结后构成环形谐振腔.通过控制改变环形腔的长度来控制谐振谱线的谱间距,从而得到所需波长的谐振输出.利用此特性,微米光纤环形谐振腔可广泛应用于解波分复用器、光纤激光器、传感器等领域.     

一种新型的快速多分辨率频谱感知电路设计

设计了一种改进型的多分辨率频谱感知电路,用于认知无线电的快速感知功能.传统基于窗函数的多分辨率频谱感知方法的探测时间和探测频谱精度相互制约,针对这个缺点,在系统架构上予以改进:通过在窗函数相关前增加可重构滤波器进行预滤波,打破了探测时间和频谱分辨率的折中关系,增加探测精度,减少探测时间;同时可以实现频谱分辨率的自由调节.设计采用TSMC0.13μm CMOS工艺,在1.2 V的电源电压下的功耗为30 mW.测试结果显示,设计实现-65 dBm探测精度,31 dB动态范围,1~20 MHz的频谱分辨率选择,仅1μs的单点探测时间.     

电沉积坡莫合金薄膜的结构和纵向磁阻抗效应(英)

采用电沉积法制备了厚度为1.1μm到6.9μm的坡莫合金薄膜.经X-射线衍射分析，其结构为fcc 结构，其中NiFe(111)衍射峰的强度明显增强.该薄膜的磁滞回线测量结果表明：其矫顽力随着薄膜厚度的增加而减小.在交流I_rms=6mA,频率范围在0.05kHz 到 600kHz 的条件下，纵向磁阻抗比随着薄膜厚度的增加而增加，其最小值可达-52%.     

镓掺杂碳纳米管场发射性能的研究

采用催化热解方法制备出镓掺杂碳纳米管,并利用丝网印刷工艺将其制备成纳米管薄膜.扫描电子显微镜观察表明,纳米管直径在20~50 nm之间.对此薄膜进行低场致电子发射测试表明,其场发射性能优于同样条件下未掺杂时的碳纳米管、碳氮纳米管和硼碳氮纳米管.当外加电场为1.1 V/μm,发射电流密度为50μA/cm2;当外电场增加到2.6 V/μm时,发射电子密度达到5 000μA/cm2.对其场发射机理进行探讨.     

扩大头锚杆结构参数优化研究

目的研究锚固段直径、扩大头直径、锚固段长度、扩大头长度对锚杆受力和稳定性的影响,为扩大头锚杆的设计和施工提供理论依据.方法基于某风电场工程实例,通过有限元分析软件ABAQUS求解不同结构参数下的扩大头锚杆受力特征及周围土层的变形情况和其对锚杆自身的竖向位移的影响.结果锚固段长度增加,使其水平位移逐渐变小后趋于稳定;锚杆锚固段直径的增加,使其周边土层的变形程度减小,同时锚杆轴向力缓慢减小.结论扩大头锚杆锚固段长度为6 m,扩大头长度为0.5 m,锚固段直径为150 mm时,在控制土地变形和锚杆自身位移方面效果最好.扩大头锚杆结构参数对其自身受力及稳定性的影响很大,为以后在扩大头锚杆方面的研究设计与施工理论提供了一定借鉴.     

SiO_2微盘腔的湿法腐蚀工艺研究

SiO_2回音壁模式(whispering gallery mode,WGM)的光学谐振腔具有品质因子Q值高、模式体积小、制作简单等优点,在腔量子电动力学、生物传感器、滤波器、非线性光学等领域具有非常好的应用前景.采用热氧化生长SiO_2、光刻图形化、磁控溅射生长Cr掩膜、HF缓冲液湿法腐蚀SiO_2、KOH溶液湿法腐蚀Si并去除Cr掩膜等工艺,得到了周期化、尺寸不同的SiO_2微盘腔,其直径分别为20,40和60μm.利用原子力显微镜表征微盘腔表面的粗糙度,均方根表面粗糙度仅为0.469nm.在未经任何表面处理或者激光处理的情况下,利用连续波长可调激光器,通过光纤锥与微盘腔耦合,透射谱测量得到微盘腔的自由光谱范围(free spectrum range,FSR)为λFSR=9.6nm,Q值约为1×10~4.     

一种新型光学微环谐振腔加速度传感器的研究

提出了一种跑道型谐振腔与固支梁相结合的新型加速度传感器结构.采用FDTD法分析了环形微环谐振腔和跑道型微环谐振腔的光谱特性,得出具有高值的跑道型微环谐振器更适用于作传感器件,利用输出光谱在加速度作用下产生漂移的特性测得了系统的加速度值.仿真结果表明：加速度值在0~50 范围内,系统的灵敏度可达到47.7 pm/ ,并且固支梁的厚度是影响系统灵敏度的重要因素.该结构为制备高灵敏度、低成本的微型加速度传感器提供了理论基础.     

再入式无源环形谐振腔光纤角速度传感器

为研制高灵敏度且环长度更短的光纤角速度传感器 (FORS) ,对采用低相干长度光源、无源环形谐振腔以及高性能反射镜的新型再入式光纤角速度传感器 (RPR- FORS)进行了理论分析与实验研究。分析了无源环形谐振腔中定向耦合器的透过率、环形谐振腔的透过率与测量灵敏度的关系。通过采用机械方式改变反射系数的方法验证了反射镜在RPR- FORS中的作用 ;进行了相位调制器插入环形谐振腔内与插入环形谐振腔和反射镜之间的对比实验 ,证明了两种调制方式具有相同的效果。同时在初步实验中获得了角速度敏感信号。这种 RPR- FORS为集成化的角速度传感器奠定了理论和实验基础     

不同雷诺数风沙来流下粒径对S809翼型性能的影响

以风力机专用翼型S809为对象,采用数值模拟的方法研究不同雷诺数风沙来流下粒径对翼型性能的影响.结果表明:0.5μm颗粒绕流时紧贴翼型壁面运动,随着颗粒直径的增大,其运动轨迹逐渐偏离吸力面,且直径越大,偏移距离越远.当颗粒直径为10～50μm时,颗粒绕过前缘后开始偏离吸力面,大于50μm时,其绕流作用减弱,出现直接撞击吸力面的现象;雷诺数越大,近前缘驻点处撞击壁面的颗粒直径越小,且小攻角下撞击壁面的颗粒直径较小;各雷诺数下,50μm颗粒对翼型气动性能的影响最大;雷诺数为2×10~5时,5、50μm颗粒对气相湍动能有抑制作用,50μm颗粒的抑制作用最明显,100μm颗粒会增强气相湍动能.