电工电子技术在纳米发电机中的应用探讨

电工电子技术在纳米发电领域具有重要优势,探讨电工电子技术在纳米发电领域的应用,可以促进理论知识与技术创新融合,推动电气工程的发展.依托电工电子技术相关知识分析新型复合纳米发电机,探索三相全波整流稳压电路.该复合纳米发电装置由摩擦发电和压电发电两模块串联而成,输出开路电压为690 V,短路电流为390μA,经三相全波整流稳压电路后最终实现5 V直流电压输出,从而可以给恒定功率设备供电.该设计解决了当前电子产品所面临的能量需求问题,为新能源的利用和开发提供重要参考.

二维非线性光子晶体点缺陷的双稳态特性

采用时域有限差分技术分析了非线性光子晶体点缺陷的双稳态特性,选择一定频率失谐的连续波入射并观察透射现象.分析发现,当连续波功率增加到阈值点时透射率达到最大值.采用大功率脉冲辅助连续波的方式发现点缺陷的透射率一直处于高透射状态,直至连续波功率下降到很低时,透射率才迅速下降.双稳态特性由频率失谐δ、缺陷谐振频率ω0及非线性系数n2等3个参数决定.采用空间电磁场的摄动理论验证所得结果与数值模拟结果一致.

非线性光子晶体缺陷对单向透射特性研究

采用基于时域有限差分技术的数值模拟计算和时间耦合模理论,研究了引入Kerr非线性的光子晶体缺陷对的非对称透射特性,侧重于找到提高缺陷对的最大透射率及透射对比度的方法.结果表明,这种由2个不同尺寸但具有相同谐振频率的缺陷对组成的结构具有单向透射特性,理论分析也验证了数值模拟结果,并且适当错开两缺陷共振频率的位置,可以使缺陷对结构的最大透射率及透射对比度都有很大的提高.

基于光子晶体的THz全光开关响应特性分析

选择超短泵浦脉冲激励非线性光子晶体点缺陷,研究了THz全光开关的受激响应特性。研究发现这种具有高品质因子的非线性缺陷在脉冲激励下能迅速响应,特别是当激励脉冲功率密度增大到一定值时,脉冲在高功率密度中的响应延时比泵浦脉冲本身的时域线宽还窄,此外从理论上分析了非线性缺陷模在脉冲激励下发生变化的原因,得出响应速度取决于非线性缺陷模频谱展宽程度的结论。

二维光子晶体可调谐光能量分配器研究

在四方晶格排列的二维光子晶体中移除一排介质棒形成线缺陷波导,在线缺陷波导的下方引入点缺陷.采用基于时域有限差分技术(FDTD)的数值模拟方法分析光波在两个通道中的透射特性,发现点缺陷可以选择特定频率的光波导通.当在点缺陷区域引入克尔非线性并选择具有一定频率失谐的光波入射时,从点缺陷波导输出的光透射率会随光功率的增大而增加,从而实现两个通道分光比的任意分配.该结论为设计光能量分配器提供了理论依据.

光孤子在非线性光子晶体弯曲波导中的传输特性研究

通过数值模拟方法研究了非线性光子晶体波导中光孤子的传输特性,研究重点是光在基于二维光子晶体材料制作的弯曲波导中的透射行为,结果表明光孤子经过传统方法制作的弯曲波导后能量完全衰减,而通过调制波导弯曲处晶体的结构,光孤子可以完美的传输,没有畸变和能量损耗。此外,也总结了调制波导弯曲处光子晶体结构以提高光孤子的透射率应遵循的原则。

基于光子晶体的压力传感器特性分析

设计了二维光子晶体点缺陷厚板结构,利用压力使厚板透射谱发生变化的特性制作压力传感器。结果表明,压力可以使光子晶体厚板结构产生形变,从而使缺陷模透射谱位置发生移动。选取特定频率的连续波入射,它的透射率可以随着压力的变化而变化。此结果为设计基于光子晶体点缺陷厚板的压力传感器器件提供参考。

基于光子晶体的全光二极管单向透射特性分析

采用时域有限差分技术,分析非线性光子晶体点缺陷不对称结构的单向透射特性.研究发现:当光波从两个不同方向入射,耦合进入缺陷的电场能量不同,入射波存在单向透射特性,从而透射率在跳跃点处的阈值功率不同;此外,入射波在跳跃点处的最大透射率值与入射方向无关.进一步采用耦合模理论验证所得结果,所得结论与数值模拟结果一致.当光波从这种不对称的点缺陷结构两端入射时,所得透射对比度存在一个上限.

光子晶体耦合缺陷的透射特性研究

研究了光子晶体非线性点缺陷耦合结构的非对称透射特性.研究目的是如何提高透射率对比度.采用耦合模理论展开分析并运用基于时域有限差分技术的数值模拟验证其结果.理论分析发现,单向透射行为取决于结构的不对称和介质的非线性.因结构的不对称、光能量耦合进缺陷的程度与入射方向有关,导致透射率有差异.增加光波频率失谐δ的数值,则透射率对比度增强.当两个点缺陷耦合后,进一步提高了透射率对比度.数值模拟所得结果与理论分析一致.该结论为全光二极管的设计提供了理论依据.

光子晶体点缺陷在入射光激励下的响应特性研究

研究了光子晶体点缺陷在入射光激励下的响应特性,通过理论分析可以获得点缺陷的透射谱.分析发现,非线性点缺陷的缺陷模在入射光的激励下发生动态移动,且满足两个特征:首先,入射光功率强度越大,缺陷模移动幅度越大.其次,整个缺陷模的透射率随着功率强度的增大而降低.采用泵浦-探测技术的数值模拟方法可获得非线性点缺陷的动态特征.泵浦光和探测光可以选择不同频率以使缺陷模的特征比较清晰.所得现象与理论分析结果一致.该结论为该类光子晶体的应用提供理论依据.

光子晶体耦合腔波导中的慢光特性研究

研究了二维光子晶体耦合腔波导的慢光传输特性.利用平面波展开法分析不同结构的耦合腔波导的色散曲线.分析发现,光子晶体耦合腔波导的慢光特性与点缺陷微腔的几何尺寸有关.通过调制点缺陷的半径可以改变慢光导模的中心频率.另外发现,点缺陷微腔间距也是影响耦合腔波导慢光特性的重要参数.增大距离n,零色散点导模的群速度明显下降,可以获得群速度为0.005c的慢光模式,而导模的中心频率变化不大.该分析结果为设计不同要求的慢光波导结构提供重要参考.

点缺陷、线缺陷耦合THz波全光开关特性研究

采用基于时域有限差分技术的数值模拟方法,研究了点缺陷和线缺陷复合的光子晶体结构,分析了在不同功率强度下入射光的透射行为。分析结果发现,当入射光频率与缺陷模谐振频率相等时,点缺陷束缚入射光,入射光透射率表现为"断"的状态;当入射光频率与缺陷模中心频率不相等时,入射光透射率表现为"通"的状态。而改变入射光功率强度会使缺陷模的位置发生移动,从而实现了THz波透射率调制的功能。该结论为设计THz波全光开关提供了重要依据。

基于复合光子晶体缺陷的THz波调制器研究

采用时域有限差分技术的数值模拟方法分析光子晶体复合点缺陷结构的响应特性,研究发现复合点缺陷缺陷模的品质因子比传统光子晶体点缺陷要高且受点缺陷尺寸的影响。分析还发现该复合结构的消光比与入射光的频率有关,此外还发现该结构的调制速率由缺陷模的品质因子决定,品质因子越大,调制速率越慢。该结论为设计THz波调制器提供重要依据。

光子晶体线缺陷波导中的光孤子通信研究

采用平面波展开法分析光子晶体线缺陷波导结构的色散效应,用理论结合数值模拟的方法研究了光孤子的产生机理,给出了波导的色散曲线和入射脉冲的透射谱。结果表明群速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)同时起作用时能够实现光孤子传输。

基于光子晶体的温控滤波器特性分析

从二维光子晶体薄膜结构出发,研究了光子晶体点缺陷的透射谱。研究发现改变缺陷微腔的半径可以调整缺陷模中心频率的位置。此外,缺陷微腔的折射率也对缺陷模频率位置产生影响。提出了在缺陷微腔填充高温度折射率系数材料,通过温度调控缺陷微腔的折射率从而控制缺陷模频率的设想。采用数值模拟方法分析了结构的温度特性,结果证实了设计的合理性。此结果为设计基于光子晶体点缺陷薄膜的温控滤波器器件提供参考。

基于泵浦探测技术的非线性光子晶体点缺陷动态特性研究

通过基于时域有限差分技术的数值模拟平台分析了非线性光子晶体点缺陷缺陷模的动态移动特性,采用泵浦-探测法获得非线性点缺陷的透射谱。泵浦光和探测光选择不同的频率以确保探测光不对非线性缺陷模的动态移动特性产生干扰。分析发现,非线性点缺陷的缺陷模在泵浦光的作用下动态移动,移动幅度不仅与泵浦光的能量有关还与泵浦光的频率有关。进一步地从理论上分析了非线性点缺陷的动态移动特性,所得结论与数值模拟结果一致。该结论为设计光子晶体全光器件提供重要参考。

线缺陷光子晶体波导的透射特性研究

研究了光脉冲通过光子晶体线缺陷波导的透射特性。分析发现光子晶体线缺陷波导的透射行为与波导的几何尺寸有关。通过调制波导的几何结构可以获得较平坦的透射谱。另外发现耦合线缺陷所选择的点缺陷是影响线缺陷波导透射特性的重要因素,通过调节点缺陷的尺寸,缺陷间可以很完美的耦合并获得超平坦的杂质带。该分析结果为光子晶体线缺陷波导的设计提供重要参考。

数字电子技术课程的创新教学思维探讨

在当前应用型人才培养目标下,传统的填鸭式教学模式已与以实践为目的的现代技术脱节,所培养的人才很难胜任现代先进科技的技术需求。本文对数字电子技术传统教学模式的授课过程及知识接受效率进行分析。提出了讨论、实践、知识转授的教学模式,变被动学习为主动学习。采用创新教学后发现,学生对知识的掌握和理解有明显提高,并能很好地将所学知识应用到实践中去。

光子晶体缺陷对的非对称透射行为研究

基于FDTD技术的数值模拟方法研究光子晶体缺陷对的非对称透射行为,目的是实现高透射率以及最大对比度的全光二极管。研究发现相较由单个非对称缺陷构成的光二极管而言,这种由两个尺寸不同但具有相同谐振频率的缺陷对构成的光二极管其透射对比度要大很多,选择谐振频率相同的缺陷对构成光二极管可以确保一个高的线性透射率,不同尺寸的缺陷虽具有相同谐振频率,但对外部激发所至的非线性响应存在巨大的差异。

基于非线性光子晶体设计全光二极管

针对光子晶体全光二极管在引入Kerr非线性情况下的非对称透射行为进行了研究,目的是实现高透射率以及最大对比度的全光二极管。采用有限时域差分技术的数值模拟方法结合理论分析方法对光子晶体全光二极管的各种性能参数展开研究。在研究中发现可以由两个尺寸不同但具有相同共振频率的缺陷对构建光二极管,在非线性情况下它的透射率和对比度都能获得较大的提高,即选择适当的入射光功率以及合适的缺陷尺寸我们能得到最佳优化的光二极管。