Nonlinear optical properties of graphene-based materials

Graphene,a two-dimensional carbon atom sheet,has attracted tremendous attention and research interest because of its exceptional physical properties.Graphene has high mobility and optical transparency,in addition to flexibility,robustness and environmental stability.The main focus so far has been on fundamental physics and electronic devices.However,because the linear dispersion of the Dirac electrons enables ultrawideband tunability,we believe its true potential lies in photonics and optoelectronics.In this review,we introduce recent advances in the nonlinear optical properties of graphene-based materials.The rise of graphene in nonlinear optics is shown by several recent results,ranging from saturable absorbers and the four-wave mixing effect to giant two-photon absorption,reverse saturable absorption and optical limiting.The relevant forms of the graphene-based materials include pure graphene,graphene oxide and graphene hybrids.     

固体激光器被动Q开关材料的应用前景

论述了作为固体激光器被动Q开关材料的研究和应用情况,特别是用于人眼安全的1.54μm波段的被动Q开关材料的最新应用.     

基于S参数的极化独立metamaterial的透射性质及有效电磁参数

提出了一种极化独立的工作在微波频段的metamaterial。这种metamaterial是由"渔网"结构的金属片印在电介质基板两表面构成的。采用有限元法模拟厚度为2 535μm的一维metamaterial平板的S参数(散射参数)的振幅和相位。根据S参数可获得metamaterial的内在性质(有效介电常数ε和磁导率μ)。此结构在10.85 GHz到11.45 GHz频段显现"双负"现象。这种负折射metamaterial在11.34 GHz时具有较高的透射(-0.27 dB)和较低的反射(-30.70 dB)。品质因数在10.96GHz时达到最大值为22.5。折射率为-1时品质因数为15.5。     

基于RBF神经网络的异向介质基本单元分析

利用径向基神经网络(RBF神经网络)对异向介质的基本单元进行分析,建立异向介质等效介电常数及等效磁导率与介质敏感结构参数之间的神经网络模型.实验结果表明,该模型所得结果与全波分析相吻合,分析时间为138.465793s,训练平方和误差为0.0374879,满足工程要求.验证了该模型的可靠性及合理性,减少数值分析法由于厚度谐振等问题而引起的结果错误问题,解决了异向介质分析精度与效率难以共存的问题.     

基于双层电阻膜的宽频带超材料吸波体设计

设计了一种基于双层电阻膜的宽频带、极化不敏感和宽入射角的超材料吸波体,该吸波体结构单元依次由圆环电阻膜、介质基板、圆环电阻膜、介质基板和金属背板组成。采用时域有限差分算法对其进行数值模拟分析,仿真得到的反射率和吸收率表明:该吸波体在11.5～20.3 GHz范围内对入射电磁波有大于90%以上的强吸收特性。仿真得到的不同极化角和不同入射角表明该吸波体具有极化不敏感和宽入射角特性。进一步仿真得到各个结构参数对吸收率的影响表明:该双层电阻膜结构吸波体对电磁波的吸收主要是基于电路谐振机制,通过对介质基板厚度和电阻膜宽度、电阻值的设计可以对频率范围和工作带宽进行调节,使吸波体实现超宽带吸收。     

双筒液力减振器节流特性试验和仿真研究

为了解减振器的节流特性及阻尼力异常波动的原因,试验和仿真研究了减振器液压变化历程和阀片受力过程.设置子循环能减少计算量,同时会造成液压剧烈波动的假象.经拟合处理,设置子循环的液压速度过程曲线能表示阻尼力速度特性.开阀前,118减振器的节流由常通孔决定;开阀后由阀片与活塞间的缝隙决定.阀片的应力分布明显分为3层,不能认为阀片全面积受均匀分布的液压作用.结果表明:阀片与弹簧座接触方式的转变是造成异常波动的原因.     

四跨转子应用调谐质量吸振器抑制临界转速振动实验研究

为解决多跨串联转子在升速降速过程中经过转子的临界转速区域会产生严重振动的问题,设计了一种新型质量调谐吸振器,搭建了四跨转子实验台并进行了实验研究。根据转速信号对四跨转子轴系进行有开关控制吸振器的振动控制研究,在转子过临界时吸合相应转子上吸振器的电磁铁,使吸振器的固有频率与转子临界转速对应的频率一致。结果表明,新型调谐质量吸振器能够有效抑制四跨转子过临界时的振动,同时避免了由吸振器产生的新共振对转子的影响,使四跨转子轴系在全转速范围内保持较低的振动幅值。     

航空航天返回过程的轻质能量吸收器

采用精确控制的多种高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器,解决航空航天器返回地面及空降、空投着陆瞬间人员和装备的冲击过载问题.研究了轻质能量吸收器在航空航天返回和空降、空投应用中的阻尼减振和能量吸收性能.建立了带轻质能量吸收器的着陆系统与地面撞击的有限元模型,采用非线性动态仿真软件MSC.Dytran进行了仿真计算.在试验台上进行了试件的冲击试验,并将理论计算与试验结果进行了对比分析,两者基本吻合.结果表明:利用高孔隙率泡沫铝作为轻质能量吸收器可以一次降低返回载荷着陆动载超过30g,并可获得较长的塑性变形延时时间以平稳吸收返回载荷冲击能量,从而有效保护人员和设备的安全.     

利用遗传算法进行振动吸振器的优化设计

为了解决振动吸振器优化设计的非线性多维离散问题,引入了全局搜索遗传算法,以频率范围内的声功率峰值最小作为目标函数,对吸振器的位置及结构参数进行了优化设计。采用了混合编码与ｓｔｅａｄｙｓｔａｔｅ算法操作,以提高遗传算法的性能,用位移响应基础法替代传统的有限元方法计算了声功率值,节约了遗传算法的计算时间。最后以悬臂板梁为例,对算法进行了验证。     

垂直管吸收器动态特性的研究

建立了垂直管吸收器的分布参数动态模型 ,运用该模型计算分析了吸收器的启动特性 ,得出了各参数沿管长的分布规律及吸收器出口宏观参数的变化规律 ,并进行了实验验证 .结果表明 ,吸收器垂直管的顶部在 2 0 %的长度内不存在吸收过程 ,溶液仅进行冷却降温 ;垂直管吸收器的冷却负荷约占机组总冷却负荷的 70 % ,表明垂直管吸收器的吸收效果很好 ,优于水平管 ;在机组的启动阶段 ,吸收器出口溶液的浓度存在一个先升后降的过程