石墨烯纳米片阵列的表面等离激元法诺共振

为了在中红外波段获得多阶表面等离激元法诺共振,设计了结构简单、制备方便的非对称石墨烯纳米片二聚体阵列超表面。采用有限元分析方法,对各阶法诺共振峰产生的物理机制,费米能级、纳米片结构及相对位置等因素对法诺共振的影响进行了理论分析。结果表明,随着费米能级的增加,法诺共振发生蓝移;表面等离激元共振效应增强,同时增强了近场的局域效应;随着纳米片二聚体的大小和位置的不对称性增加,法诺线型的非对称性也随之增加;这种结构简单的多阶表面等离激元法诺共振有望在生物传感及相关领域得到广泛应用。该研究为进一步的实验研究提供了理论参考。

面向检验试车的涡扇发动机多目标性能优化

涡扇发动机因其高推进效率、低燃油消耗率等特点广泛应用于军民用飞机,其性能直接影响飞行任务的安全与稳定。针对涡扇发动机不同状态下涡轮前温度与高压转速比指标进行性能优化,从而提高其一次检验试车通过率,具有重要现实意义。提出涡扇发动机的多目标性能优化框架,在某型号涡扇发动机历史生产数据集上,以检验试车过程中不同状态下涡轮前温度与高压转速比为目标变量,以某面积a、某面积b、某角度c为属性变量,建立涡扇发动机多目标性能模型并与目前主流算法模型对比验证,最后结合通过检验试车的后验概率推理与状态组合全局搜索,给出推荐状态组合表,辅助企业制定零部件生产制造装配标准,从而优化涡扇发动机性能、减少重新装配次数并提高一次检验试车通过率。

数值模拟在布儒斯特定律教学中的应用

光的偏振是大学物理光学部分的重要内容,光的偏振特性被广泛应用于生物检测和传感等领域.以布儒斯特定律为例,展示了数值模拟在光的偏振部分教学中的应用.利用基于有限元分析法的Comsol软件,论文首先通过数值模拟清晰地呈现了自然光和线偏光以布儒斯特角入射时在两种不同介质表面的反射和折射特性;进而通过在棱镜表面镀高低折射率交替的多层介质膜的方式实现了偏振光分束.借助数值模拟,学生能更好地理解相关知识,同时还学会利用数值模拟拓展相关知识的应用.

大靶面光幕靶中发光二极管阵列线光源的设计

采用发光二极管阵列构造线了一种大尺度线光源,文中分析了发光二极管阵列光源能量在空间上的分布,用光照度计实测能量分布数据,以二维坐标给出了能量平面分布图.设计的线光源满足大靶面弹丸测速光幕靶的要求,文中给出了在光幕靶接收器件处阵列线光源光能量的计算公式,实验验证了分析的正确性.

基于光子晶体的一维位置敏感探测器

位置敏感探测器(PSD)是基于半导体的横向光电效应的光电转换器件。根据横向光电效应的原理,增强光生载流子的寿命可提高光生载流子的扩散长度,从而实现横向光电效应的增强。利用缺陷和完整光子晶体设计了一维位置敏感探测器,并用传输矩阵法计算了缺陷光子晶体的透射率和完整光子晶体的反射率。从所设计的位置敏感探测器对入射光的响应理论研究表明,提高缺陷光子晶体的透射率和完整光子晶体的反射率可提高光生载流子的寿命,从而实现增强位置敏感探测器的横向光电效应。

色散负折射特异介质的1维光子晶体缺陷态

在1维光子晶体中引入色散负折射特异介质,分析了其介电常数和磁导率在微波区（1~10GHz）与频率的关系。分别对以色散负折射介质为缺陷的正折射率介质光子晶体及以正折射率介质为缺陷的正负折射率介质光子晶体进行了数值仿真,得出了均匀平面电磁波在正入射和斜入射时的透射谱。结果表明：在介电常数和磁导率均为负值的不同禁带中,分别出现了单、双缺陷模。利用透射谱的这一特点,可实现单、双通道滤波。

正负材料的一维矩形光子晶体特性研究

对正负折射率材料构成的一维光子晶体,在横向矩形受限的条件下,推出了光波在其中不同模式所满足的条件,并利用特征矩阵法研究了光波不同模式的传播特性。结果表明:介质厚度为半波长时透射峰出现在中心波长处,与正折射率介质构成的光子晶体在中心波长或半波长处出现禁带完全不同;模式数即入射角不大时,透射波基本上具有相同的特性;介质折射率相差越大、周期增加都能使透射波谱宽度变窄。

非对称掺杂的一维声子晶体的缺陷模特性

利用转移矩阵法,计算了弹性波在该非对称掺杂声子晶体中的传播特性。结果表明,缺陷模出现在中心频率一半的两侧附近;缺陷模的峰值随着介质吸收系数的增加而显著下降,同时带宽加宽;杂质厚度增加时缺陷模透射峰值变化很小,但带宽变窄。另外,掺杂介质两侧的周期对称性越差,缺陷模的变化越显著。

应用物理学专业选修课程教学改革实践

专业选修课是对专业基础知识体系的一个有机组成部分,既要注重课程本身的教学,拓展知识的广度和深度,又要注重与自身专业知识的结合;通过对应用物理专业的选修课"光电子技术"的教学改革,无论是在理论教学还是实践教学中,与实际应用紧密结合,突出课程的工程应用性质,同时注重课程的理论与应用物理知识体系的联系;另外,对课程的考核方式的改革也作了初步的尝试。

镜像对称准周期固/液声子晶体的传输特性

以准周期Fibonacci序列为基础,构建了准周期镜像对称结构的一维固液介质声子晶体。利用转移矩阵法,研究了弹性波在所构建的声子晶体中的透射特性。结果表明:弹性波正入射时,转移矩阵与变介质的特性阻抗有关,由于声子晶体结构的局域失谐,在透射谱的中心频率附近对称出现谐振模;对于Q7序列的声子晶体,带隙内谐振模带宽小于10Hz,能实现超窄带声滤波;弹性波斜入射时,带隙向高频区移动;入射角为5°时,谐振模也向高频移动;入射角为10°时,由于谐振的增强,声子晶体结构对频率的选择性提高,使带隙内的谐振模消失。

波在不同色散特异介质一维光子晶体中的传播

对由两种不同色散模型的负折射特异介质构成的光子晶体,利用传输矩阵法研究了微波段的电磁波在其中传播特性。两种特异介质均为双负,TE波和TM波以相同的角度入射,有相同的带隙结构,且带隙结构对入射角不敏感。其中一种特异介质为电单负,而另一种特异介质为双负时,光子带隙对TE波的禁带随入射角的增大而展宽;而当入射角大于0.5rad,TM波的禁带不再改变。结果表明,该结构的光子晶体带隙在某些频率内具有全向反射特性。

一维固液介质准周期结构声子晶体的传输特性

针对一维固液介质的Fibonacci序列准周期声子晶体,利用传输矩阵法研究了弹性纵波在准周期结构中的透射特性。计算结果表明:准周期结构具有比周期结构更宽的禁带,并伴随带边谐振;序列越高,带边谐振越强,并在较低序列的禁带中心出现谐振模;弹性波以0.1rad斜入射时,透射谱向高频方向移动;当固液介质波阻抗接近时,出现等间距的谐振模,同时禁带消失。

光子晶体在消除PSD背景光干扰中的应用

根据光子晶体带隙对光波长或频率的选择性特征,将一维二元和三元光子晶体用于滤除位置敏感探测器的背景光。通过比较位置敏感探测器感光光谱和背景光的差异,对二元和三元光子晶体的参数进行合理设置,利用特征矩阵法计算了反射率和透射率,结果表明光子晶体可以从根本上解决背景对位置敏感探测器的干扰。

一种测速光幕靶的数字滤波电路设计

根据光幕靶测速原理,针对实际测试中可能出现的冲击波和蚊虫干扰,本文设计了一种抗冲击波和蚊虫干扰的数字滤波电路.文中对弹丸、冲击波以及蚊虫穿过光幕时产生的波形信号进行详细分析,发现三者穿过光幕面时产生的波形信号宽度不同,以此宽度可以区分是弹丸信号还是干扰信号.根据分析结果,设计了一种采用数字计数器实现的抗冲击波和蚊虫干扰电路,给出了设计的详细电路,并对其工作原理进行了说明.

生物除臭剂的制备及除臭效果测定

为了给规模养猪场粪便处理提供技术支撑,试验选用具有一定除臭作用的微生物进行组合,制备了4个生物除臭剂组方,并以发酵猪粪中NH3和H2S释放量为指标进行了除臭效果测定。结果表明:试验制备的4种生物除臭剂组方均能降低猪粪发酵过程中NH3和H2S的释放量,其中以细菌、真菌和放线菌组合而成的生物除臭剂组方效果更为明显,且有效作用时间较长。

复合周期特异介质光子晶体异质结的谐振模

一维异质结光子晶体包含两个基本单元结构,其中每个单元都由一种特异介质和常规介质层叠构成。利用传输矩阵法,通过数值模拟得出两种不同异质结光子晶体的透射谱。在1.0～10.0 GHz频率范围内,(AB)6(CD)4结构的透射谱中出现了三个光子带隙,但带隙中没有谐振模;而在((AB)6(CD)4)2结构的透射谱中,在三个光子带隙内均出现谐振模。在第一带隙内,随着入射角的增大,TE波和TM波的谐振模数目均减少且谐振模发生频移。其中对于TE波,在2.40 GHz附近出现了全向谐振模。

散射矩阵法研究弹性波在异质结声子晶体中的谐振

利用散射矩阵把弹性波在相邻介质层中的前向波和后向波联系起来。利用散射矩阵法计算一维完整和缺陷声子晶体的透射和反射特性,得到与传输矩阵法完全相同的结果。用该方法研究了弹性波在含两个子声子晶体:相同介质不同周期常数,不同介质相同周期常数的异质结声子晶体中的传输特性。结果表明:在异质结的声子晶体的带隙内出现强烈的局域谐振模,其数目由后一个声子晶体的周期数决定。

《光电子技术》教学改革探讨

通过对《光电子技术》教学实践过程的不断尝试和总结,根据选用教材内章节之间的联系和学生专业知识基础,对教学内容进行了整合;针对教材注重理论的特点,在讲授时进行适当的延伸,注重理论与实际的结合;通过转变教学模式,以讲座拓展知识面,把课程教学与实际应用乃至日常生活联系起来;结合教师科研,让学生了解课程相关内容当今的发展趋势,并认识到物理学在其中的重要作用。

一种消除位置敏感探测器干扰信号的方法

采用了幅度调制和解调算法来实现位置敏感探测器的信号处理,以消除由于日光和荧光等环境杂散光带来的噪声信号。位置敏感探测器电极输出的电流信号经过幅度调制/解调后,由低通滤波器滤除高频噪声信号,这种方法比采用分析和实验的脉冲幅度调制更有效。同时,方法还可用于在单片位置敏感探测器上进行多光点位置测量的信号处理。

镜像单元周期性固液声子晶体中谐振的研究

利用散射矩阵,通过数值计算,研究了声纵波在镜像单元一维固-液周期声子晶体中的谐振特性。由Bloch定理的色散关系得到了其带隙结构。声纵波正入射时,在透射谱的奇数倍频附近出现6条窄带谐振透射峰,而偶数倍频附近有5条弱谐振透射峰。当声纵波斜入射时,谐振透射峰均向高频方向移动,且透射带宽减小。另外,在全反射条件下声纵波入射时,透射谱中谐振透射表明,此时产生了谐振隧穿效应。当入射角为25°时,透射谱中仅有一条谐振隧穿峰。