电磁场与微波课程“TAKES”教学方法的研究

电磁场与微波是通信工程、电子信息和电气等专业学生的必修课。该课程具有抽象程度高、不易理解和公式复杂等特点。为此提出了一种“TAKES”教学方法,从技术(T)、应用(A)等引入相关知识点(K),进行课程实验(E)与仿真(S),巩固知识点(K);引导学生进行电磁场方面的应用(A)与技术(T)的研究。通过这样的循环,激发学生的学习兴趣,拓展课程知识,对学生科研能力和创新能力的培养具有重要意义。

基于合光技术的可变焦激光探照灯设计

为增加激光光源的光效,进一步实现远距离照明,可使用基于合光技术的方案,设计一种可变焦激光探照灯。采用多颗蓝光LD排成阵列的方法,利用玻璃反光碗的光回收技术,对激光探照灯进行光路设计;同时使用二向色片来控制发散角度,从而实现激光探照灯的可变焦控制。测量激光模组在1 A电流下输出的光通量,经计算,荧光陶瓷片出射的总光通量约为730 lm。此外,对匀光片的散射特性进行改变,可实现对聚焦激光光斑的控制。此研究实现了可变焦激光探照灯的光路设计以及对聚焦激光光斑的控制,并利用二向色片实现了蓝光和黄光混合白光输出。该光学系统的整体光效较高,有较强的实用意义。

蓝光LD激发pc-WLED的发光性能

为了提升白光LED的光源亮度,同时降低LED效率骤降的影响,采用了蓝光LD激发pc-WLED的技术方案。研究了荧光陶瓷片与反射基板的关系,并分析了不同掺杂的荧光陶瓷片的性能。对荧光陶瓷片进行封装后,进行了性能比较。最后,将不同掺杂的荧光陶瓷片装配到RC激光模组中进行了对比实验。从结果可知,GaN基蓝光LED芯片是非常理想的反射基板,最适用于照明的荧光陶瓷为4xAl_(2)O_(3)+(Ce_(0.01)Y_(0.93)Gd_(0.06))_(3)Al_(5)O_(12),因为其氧化铝含量高,热导率好,且该荧光陶瓷不仅可以进一步提升白光LED的光源亮度,而且可以减小LED效率骤降的影响。

太赫兹人工表面等离激元波导阵列中拓扑零模的激发

一维拓扑波导阵列为探索新的拓扑相位和拓扑模式提供了一个良好的平台。基于Su-Schriffer-Heeger (SSH)模型,我们通过在太赫兹人工表面等离激元(SSPP)波导阵列中构造长–长缺陷结构和短–短缺陷结构来激发拓扑零模和束缚模。仿真结果表明,太赫兹SSPP能很好地束缚在波导中心界面,并表现出非扩散特性。零模出现在波导阵列对应的能带隙中,并且不同数量的波导对应不同数量的零模式。我们的研究为未来研究太赫兹拓扑器件提供了一条新的途径。

高灵敏太赫兹双谐振法诺传感器检测透明质酸

透明质酸在临床医药等领域具有极高的价值,其浓度变化可直接反映机体健康程度。但由于透明质酸在机体内浓度较低,传统检测方法存在检测速度慢和灵敏度低等缺点,故快速与高灵敏的微量透明质酸检测技术具有重大意义。设计并实验验证了一种基于法诺和偶极子双波段的非对称刀切谐振环传感器,用于快速、有效、灵敏地检测低浓度透明质酸,分析了传感器的灵敏度。仿真结果表明,选择合适的不对称参数后,传感器的双波段灵敏度保持接近,且均大于150 GHz·RIU-1(RIU为折射率单位)。实验结果表明,不同浓度的透明质酸溶液样品在刀切谐振环传感器上产生的两个共振峰频移均可用希尔模型拟合,相关度大于0.99,检测极限可达1 mɡ·mL-1。本研究为快速、准确、高效地检测透明质酸提供了一种新的方法。