Ge/SiGe非对称耦合量子阱强度调制特性仿真

硅基光子学已被广泛认为是能实现片上光电子集成的有效平台,然而迄今为止,对硅基光源、探测器以及调制器等硅基有源器件的研究仍然具有一定的挑战性。为此,提出并仿真分析了一种可以用于实现硅基强度调制的Ge/SiGe非对称耦合量子阱结构。首先,利用8带k·p理论模型对耦合量子阱的能带结构和电子波函数进行了仿真计算;然后,详细分析了外加电场强度在0 kV/cm至60 kV/cm范围内,非对称耦合量子阱对TE和TM偏振模式的传输光的光吸收谱随外加电场强度的变化。仿真结果表明,对于TE偏振模式的传输光,在无外加电场强度条件下,非对称耦合量子阱的第一个吸收带边约在1449 nm处;而在30 kV/cm外加电场下,该量子阱的吸收带边相比于无外加电场情况向长波方向移动约22 nm,比相同外加电压下的普通量子阱显著。本工作所提出的Ge/SiGe非对称耦合量子阱结构是一种有望实现更低工作电压、更高速和更低损耗硅基强度调制器的结构。

锗硅非对称耦合量子阱相位调制器特性的研究

为了研究和论证锗硅材料体系在器件的工艺制备和理论性能上的优势,拓展锗硅量子阱结构的应用范围,采用数值仿真结合实际器件制备的方法,进行了理论分析和实验验证,设计了一种基于Ge/SiGe非对称耦合量子阱材料的光学相位调制器,并在实验测试中验证了该理论的正确性。结果表明,当电场超过40 kV/cm时,该材料在1450 nm波长处可以达到最高0.01的电致折射率变化;经测试发现,实际制备的器件在1.5 V的反向偏置电压下,实现了1530 nm波长处2.4×10^(-3)的电致折射率变化,对应的VπLπ=0.048 V·cm,在同类型锗硅光调制器中达到了先进水平。该研究为硅基集成光调制器的进一步发展开辟了新的方向。

无线供电高铁列车非对称耦合机构

基于高铁列车动态负载的动态耦合基础问题,提出一种发射端为单矩形线圈,接收端为多方形线圈级联的非对称耦合机构。首先通过互感原理得到系统传输特性方程,分析不同耦合程度下的电能传输可行性。同时,建立电磁场路耦合仿真模型,获得高铁系统实际工况下的空间磁场分布特性。为克服高铁列车运行过程中的振动影响,提高系统的能量传输稳定性和传输效率,提出集磁环结构对耦合机构进行优化,通过仿真分析并且搭建实验平台进行实验验证。结果表明集磁环结构能够有效收聚磁场,且系统在5cm传输距离下获得91.4%的传输效率。在接收线圈动态移动过程中,集磁环结构能够有效提高高铁列车的无线供电稳定性和工作效率,证明了高铁列车无线供电的可行性。

非对称耦合线圈内阻与品质因数对传输功率与效率及其频率分裂的影响

非对称耦合线圈使得谐振式无线电能传输系统设计更为复杂,尤其是由于非对称结构带来的参数变化对无线电能传输功率的频率分裂规律的影响存在不确定性,此问题已成为制约该技术进一步发展的瓶颈。针对上述问题建立非对称无线电能传输系统的传输模型,计算得到非对称系统接收功率与传输效率的表达式,同时通过理论分析探讨耦合线圈的内阻和品质因数对频率分裂的影响规律,最后搭建相应的实验系统,对理论分析的正确性进行实验验证。实验结果与理论分析具有较好的一致性,证明了所提方法与结论的正确性,为进一步研究基于非对称耦合线圈的谐振式无线电能传输系统的设计与优化提供了有益的参考。

交错并联磁耦合双向DC-DC变换器非对称耦合电感的研究

对三通道Buck+Boost交错并联双向DC-DC磁耦合变换器运行在Buck模式下的稳态电流纹波和暂态电流响应速度进行了深入研究,同时研究了耦合电感的不对称性对变换器性能的影响,分析了磁耦合变换器的占空比、电感耦合系数对稳态通道电流纹波、暂态总输出电流响应速度的影响,进而总结出三通道Buck+Boost交错并联双向DC-DC磁耦合变换器运行在Buck模式下的设计准则,即在设计这种变换器时,利用本文所给出的设计公式和设计区域设计相关参数。最后通过仿真和实验验证了理论分析的正确性。

基于开环谐振器和非对称耦合线的三通带带通滤波器设计

利用枝节加载开环多模谐振器和非对称耦合线,设计了一种紧凑型三通带带通滤波器.该多模谐振器在通带内能产生3个奇模和3个偶模.运用奇偶模理论对该谐振器的特性进行分析,其通带边缘的多个传输零点,可显著提高滤波器的选择性和阻带特性,且通过调节非对称耦合线位置,还可以实现对传输零点的有效调控.该滤波器可应用于全球移动通信系统GSM、全球定位系统和数字蜂窝系统DCS.

组合离子注入导致非对称耦合双量子阱界面混合效应光调制反射光谱

用分子束外延系统 (MBE)生长了 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱 (ACDQW) ,用组合离子注入的方法 ,在同一块衬底上获得了不同注入离子 As+ 、 H+ 和不同注入剂量的 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱单元 ,在未经快速热退火的条件下 ,于常温下测量了光调制反射光谱 ,发现各单元的子带间跃迁能量最大变化范围可达80 me V .

GaAs/Al_xGa_(1-x)As对称耦合双量子阱中激子结合能的压力效应

考虑三元混晶效应,采用变分法讨论GaAs/AlxGa1-xAs对称耦合双量子阱中激子结合能的压力效应,并计算激子结合能随阱宽和中间垒宽的变化关系以及Al组分的影响.结果表明,激子结合能随阱宽的增加先增加至极大,随后减小;随垒宽则先减小到极小,随后增加.结合能随压力则近线性增加,且当阱宽较宽时,Al组分对结合能的影响不明显.

基于非对称耦合电感的交错并联磁集成软开关双向DC/DC变换器的研究

为了解决传统双向DC/DC变换器的损耗较大和效率较低等实际问题,提出了一种将交错并联磁集成技术与软开关技术相结合的控制方法。首先,以非对称耦合电感的交错并联磁集成双向DC/DC变换器为研究实例,分析了当变换器分别运行在一、二、四相电感时的3种工作状态;然后,在每种状态下,分别讨论了电感反向电流的持续时间和死区时间,从而总结出了变换器运行在每种状态下可以实现零电压开关ZVS(zerovoltage switch)的条件;最后,通过实验验证了理论分析的正确性,证实了该设计方案的实用性。

基于3-PRRR并联机构的3T对称耦合机构的构型综合

基于3T的3-PRRR对称并联机构,应用添加支链法,综合出了2类含一级节点的3T对称耦合模型。首先以3-PRRR对称并联机构为基础,通过添加耦合链,构建出3类含一级节点耦合机构的基本模型;然后选取其中一种模型按照耦合链的不同形式分别设计了2类对称耦合机构;最后运用运动分流标记法以含耦合链的单链为研究对象,分析耦合分支的运动形式,表明这2类耦合机构符合设计要求,可为对称耦合机构的构型综合设计提供理论依据。

非局域不对称耦合相振子系统中的移动奇异态

研究发现在随机初始条件下,一维全同相振子系统在非局域不对称耦合作用下演化成的移动奇异态同步部分可移动.移动速度与不对称耦合强度线性相关.利用Ott-Antonsen假设方法理论上分析并证实了这一特性.

GaAs/AlGaAs非对称耦合双量子阱界面混合效应光荧光谱研究

用分子束外延系统生长了 Ga As/ Al Ga As非对称耦合双量子阱 (ACDQW) ,用组合注入的方法 ,在同一块衬底上获得了不同注入离子和不同注入剂量的耦合量子阱单元 ,没有经过快速热退火过程 ,在常温下测量了不同单元的显微光荧光谱 ,发现子带间跃迁能量最大变化范围接近 10 0 me V。

非对称耦合双量子阱的荧光光谱研究

讨论了耦合双量子阱的光荧光性质，并着重对不同垒宽样品的荧光性质与激发功率的关系进行了详细讨论。

非均匀介质中对称耦合三线的传输矩阵

采用新的方法推导出非均匀介质中对称耦合三线的传输矩阵 ( T参数 )解析表达式 ,给出了以正规模式参量描述的 T参数表达式。所得 T参数表达式形式简明 ,物理概念明晰。将无损状态下的 T参数通过矩阵分块运算推导 S参数 ,与文献结果进行了验证。验证结果表明所得 T参数解析表达式的正确性和本文方法的有效性。非均匀介质中对称耦合三线的 T参数解析表达式的导出为其在微波集成电路及三维 (多层 )微波集成电路中的应用提供了有力的理论工具。

非对称耦合微环谐振腔灵敏度的理论研究

为实现高灵敏度微环谐振腔传感器,开展了光波导模式的理论研究。根据微环谐振腔的输出光强随有效折射率变化的规律,分析了耦合因子和衰减因子对非对称耦合微环谐振腔灵敏度的影响,以及波导间距与交叉耦合因子的关系,确立了波导间距与器件灵敏度的对应关系。仿真优化结果表明,当衰减因子为0.99,自耦合系数为0.953 5,波导间距为0.13μm时,器件灵敏度的归一化最大灵敏度可达0.879。研究结果可为高灵敏度双直波导微环谐振腔的实现提供理论依据。

非均匀介质中非对称耦合传输线的ABCD参数

采用新的方法推导出非均匀介质中非对称耦合传输线一般A参数 (ABCD参数 )的解析表达式 ,给出了以正规模式参量描述的A参数表达式。所得A参数表达式形式简明 ,物理概念明晰。通过矩阵分块运算 ,由Z参数推导A参数 ,对所给表达式进行了验证。验证结果表明了所得A参数解析表达式的正确性和本文方法的有效性。并用所推导出的A参数设计计算了非对称支持宽边耦合共面波导开路节级联构成的带阻滤波器。A参数解析表达式的导出为非均匀介质中非对称耦合传输线在三维 (多层 )

S波段双边对称耦合器的模拟设计

介绍了通过三维电磁场计算软件HFSS和CST粒子工作室模拟计算双边对称耦合器的过程。双边对称耦合器结构的匹配主要在HFSS中用三频法加以模拟与优化,结构优化完成后再将模型导入CST粒子工作室中,用该软件的PIC模块,模拟粒子通过耦合器结构时的情况,并对比了单边、双边耦合器中沿X轴的电场分布情况。模拟计算结果表明,双边对称耦合器结构中,电磁场的对称性大幅提高,粒子通过时,束流的品质得到显著改善。

对称耦合式触发细胞自动机在加密中的应用

提出一种基于一维触发细胞自动机的数据加密算法.待加密的数据块被分成两个等长的子块在两个触发细胞自动机上并行加密.细胞自动机之间采用对称耦合结构,每个细胞自动机迭代时采用的反转规则不仅依赖于其自身的状态,也依赖于与其耦合的细胞自动机以及密钥流的状态.这种结构降低了硬件的实现代价并实现了密钥分存,确保只有在同时获得一对密文时才能正确解密,而且两个子数据块并行加密提高了加密效率.触发细胞自动机的反转规则由子密钥流和数据本身共同决定.密钥空间,即反转规则表,随着细胞自动机邻居半径增大呈指数增长,所以可以根据不同的安全性要求,通过增加细胞自动机的邻居半径来实现.

准对称耦合量子阱与光开关结构优化设计

根据光开关对量子阱材料的要求,提出了具体的量子阱结构优化原则。以准对称耦合量子阱为蓝本,利用此优化原则,对其结构进行优化。通过对优化后的准对称耦合量子阱电光特性的分析,发现该量子阱结构在低工作电压(F=40 kV/cm)、低吸收系数(α<100 cm-1)的情况下仍有一很大的场致折射率变化(对TE模入射光,(Δn)max=0.021 6;对TM模入射光,(Δn)max=0.033),从而验证了优化程序的正确性。

线性对称耦合器的几何表示

利用线性对称耦合器两个波导中光场的电矢量构建了布洛赫矢量模型.通过布洛赫矢量的旋转变化使得光在两个波导通道中"跃迁"的过程非常直观.研究发现,随着线性对称耦合器的相位失配变得越严重,光能量在波导间的转换频率增快且转换效率降低,与传统的求解线性对称耦合器耦合波方程所得到的结果是一致的.