GaP晶体辐射太赫兹波物理机制的理论研究

基于耦合场量子的角度研究GaP晶体辐射太赫兹波的物理机制,报道了一种分析非线性光学晶体产生太赫兹波的方法。GaP晶体产生太赫兹波的物理基础在于它的耦合场量子色散曲线。采用了密度泛函理论,并结合耦合量子色散关系,得到GaP晶体的耦合场量子色散曲线。当散射角为2°~11°时,色散曲线的一部分落在太赫兹频段（2.5~9.1THz）,表明了GaP晶体在理论上能够辐射出频率范围为2.5~9.1THz的宽带太赫兹电磁波。     

过模高功率太赫兹表面波振荡器优化设计

提出了一种新型过模高功率太赫兹表面波振荡器,其中慢波系统是由一段过模圆柱波导内壁沿圆周方向平行挖去若干个均匀环形槽构成,相邻槽间距固定不变.该结构较之传统的单模结构能有效降低管内电场强度,避免场击穿,提高系统的功率容量.同时,提出了一种基于表面波工作机制的综合选模方案,即通过电动力学结构选模及电子注参数选模相结合,使系统稳定工作于单模表面波状态,从而达到模式选择的目的.该方法能有效解决过模慢波系统内的模式竞争问题.利用2.5维粒子模拟程序UNIPIC对振荡器进行了物理设计和性能优化.得到了一套最优工作参数.在500 kV电子注电压、1.5 kA电子注电流条件下,模拟得到了42 MW的峰值功率输出,振荡频率高于0.14 THz,模式为TM01,信号的时域波形及频谱特性良好.     

高功率太赫兹基波压控振荡器设计

基于55 nm CMOS工艺提出了一款具有高输出功率的太赫兹基波压控振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,VCO).设计采用堆叠结构来克服单个晶体管供电电压受限导致输出摆幅较低的问题来有效提高了输出功率.依据单边化技术在核心晶体管的栅漏之间嵌入自馈线来调整栅漏之间的相移和增益以最大化晶体管在期望频率下的可用增益,从而提高晶体管的功率输出潜力.提取版图寄生后的仿真结果表明:在2.4 V供电电压下,VCO的输出频率范围为200.5 GHz～204.4 GHz,电路峰值输出功率为3.25 dBm,在1 MHz的频偏处最优相位噪声为-98.7 dBc/Hz,最大效率为8.1％.包括焊盘在内的版图面积仅为0.18 mm2.此次工作实现了高输出功率并具有紧凑的面积,为高功率太赫兹频率基波VCO设计提供了一种设计思路.     

太赫兹波相干探测的物理机制研究

通过探测经周期量级激光脉冲激励所产生的气体等离子体荧光辐射增强现象,研究了太赫兹波相干探测的物理过程。结果表明,太赫兹场同周期量级激光脉冲载波-包络相位改变π前后相应的荧光辐射增强量的差值成正比,最佳探测条件可表达为ETHz∝ΔI(φ=π)-ΔI(φ=0)。     

太赫兹技术与在太赫兹波段的超光速研究

首先综述了太赫兹电磁辐射的性质和特点、太赫兹电磁辐射的产生和探测、以及太赫兹技术的应用。文章重点介绍了太赫兹波段的超光速研究进展，这里以介绍英国Strathclyde大学Klaas Wynne等人的若干实验结果为主。     

太赫兹技术与在太赫兹波段的超光速研究

首先综述了太赫兹电磁辐射的性质和特点、太赫兹电磁辐射的产生和探测、以及太赫兹技术的应用.文章重点介绍了太赫兹波段的超光速研究进展,这里以介绍英国Strathclyde大学Klaas Wynne等人的若干实验结果为主.     

宽带太赫兹超表面带通滤波器

提出一款宽带太赫兹超表面带通滤波器,测试得到滤波器中心频率为0.344 THz, 3 dB带宽为56.6%。在对样品进行太赫兹时域光谱测试时,发现氮气的引入能够有效降低空气中水吸收引起的损耗。与以前报道的金属-介质-金属结构的带通滤波器采用电磁场或表面电流和电路模型进行物理机理描述不同,采用两种理论模型对带通滤波器分别进行了宽带传输的物理机理研究。一种是多重散射理论,一种是耦合模理论,这两种理论模型的拟合与实验测试和仿真结果一致,从而为太赫兹、微波和光波段的多层宽带超表面带通滤波器的设计提供了重要的理论指导。     

爆炸物太赫兹谱的研究

对单质炸药环RDX以及多种以RDX为主体成分的混合炸药进行了不同形态样品的太赫兹(THz)谱的实验测量. 利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)给了在0.2-2.5THz范围内炸药样品在不同形态下的吸收系数.结果发现,单质炸药RDX,以及多种以RDX为主体成分的混合炸药具有相同的特征吸收峰;聚乙烯没有特征吸收峰;炸药粉末状样品对THz的吸收相对于片状的样品来说较强.实验结果显示,利用THz-TDS技术可以对单质炸药以及以其为主体成分的混合炸药进行检测和识别.     

基于亚波长金属耦合腔光栅的太赫兹传感器

提出一种亚波长金属耦合腔光栅结构的太赫兹传感器。采用亚波长矩形腔结构单元,设计了谐振腔级联耦合的金属亚波长光栅。利用谐振腔与光栅导模共振的相干耦合作用,产生高品质因数的类电磁诱导透明模,形成腔诱导太赫兹波异常反射现象。异常反射模表现出显著的局域场共振增强效应,大大提升太赫兹波对分析物的感测能力。数值仿真表明,太赫兹波正入射的传感灵敏度可达到6-22THz/RIU,品质优值可高达55-152,同时具有宽达50°工作角的太赫兹感测能力,可适应大孔径角太赫兹波束的传感操作。     

太赫兹科学技术及其应用研究

太赫兹技术是一个具有广泛应用前景的新兴学科,近10年来,太赫兹技术理论研究的蓬勃发展带动了太赫兹波应用研究的迅速扩大。文章简要介绍了太赫兹波的重要特性集、太赫兹技术的研究现状及应用前景,重点介绍了太赫兹科学技术在物体成像、生物医学、公共安全、网络通信和天文物理等领域的研究进展。     

N模耦合谐振子的本征值和本征函数

首先通过坐标变换,将N模谐振子耦合的哈密顿量表示为新基底下的标准二次型,消除了耦合项.经过计算发现,新基底之间满足准正则对易关系.然后引入准粒子的产生和湮没算符,将哈密顿量化简为N模独立谐振子情形,进而求出其相应的本征值和波函数.     

利用虚拟仪器技术实现变温电阻阻值与温度同步传输

为解决热惯性滞后效应引起的变温电阻阻值与温度无法同步传输的问题,利用虚拟仪器软件Lab-VIEW开发了变温电阻测量系统,并结合电阻分压法,实现了阻值与温度的同步传输,有效提高了测量精度.此方法新颖、独特,是虚拟仪器技术在大学物理实验中得到应用的一个成功实例.     

振荡器电路SPICE仿真的研究与实现

通过对电流负反馈电容三点式振荡电路进行SPICE仿真的实例,讨论如何应用SPICE程序模拟振荡器电路.解决了在仿真过程中振荡电路不起振和SPICE程序运算不收敛等问题.对影响振荡电路起振特性的因素进行了探讨,进一步验证了电路仿真设计的可靠性.本文给出的设计方法,能满足多种振荡电路设计仿真的需要,设计方法简单,容易掌握,有广泛的实际应用价值.     

振荡器电路SPICE仿真的研究与实现

通过对电流负反馈电容三点式振荡电路进行SPICE仿真的实例,讨论如何应用SPICE程序模拟振荡器电路。解决了在仿真过程中振荡电路不起振和SPICE程序运算不收敛等问题。对影响振荡电路起振特性的因素进行了探讨,进一步验证了电路仿真设计的可靠性。本文给出的设计方法,能满足多种振荡电路设计仿真的需要,设计方法简单,容易掌握,有广泛的实际应用价值。     

应用SPICE程序模拟振荡器电路

在讨论、分析如何应用 SPICE程序模拟振荡器电路的基础上 ,给出了解决振荡电路不起振和 SPICE程序在模拟振荡电路的运算中不收敛等问题的方法。该设计方法简便易懂 ,在大功率电路系统的设计仿真中有良好的应用价值。     

q变形振子的双波描述

双波函数理论描述ｑ变表振子力学量随时间的演化方程,结果显示粒子做非线性振动,同时,当ｒ→０时,所有结论回复为普通谐振子的相关结果。     

耦合连续BVP振子中的分支现象

对有阻尼的耦合的连续BVP振子,利用平衡点理论和分支定理,分析系统平衡点的存在和稳定性以及存在的分支现象,通过matlab程序对振子数值模拟,给出图像并验证理论结果.     

Straightforward Method for Nonlinear Oscillators

It is challenging to predict the frequency property of a nonlinear vibration system conveniently and efficiently. Especially, an invalid or physically irrelevant result might be obtained by some advanced methods. Therefore, predicting the frequency lacks an expedient and efficient method. This challenge is addressed by developing a straightforward and effective frequency formulation that reliably predicts the frequency-amplitude relationship. This study provides a one-step approach which can fas...