基于超材料结构的高Q太赫兹滤波器

在半导体微纳工艺基础上研究了基于镜像非对称结构超材料太赫兹(THz)滤波器的性能。通过时域有限差分理论,模拟分析了滤波器工作频率下太赫兹电场强度和电流密度在微结构的分布,并阐述了微结构太赫兹波电磁共振的机理。基于太赫兹滤波器电磁损耗机制和微纳加工工艺条件,设计并优化器件开口环结构,使相邻开口环中产生电磁场的干涉相消,减少太赫兹辐射损耗,提高品质因子Q值。采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统测试了滤波器的太赫兹透射特性,实验结果表明,在工作频率0.923 THz下,镜像非对称结构的平面太赫兹滤波器品质因子达到12.5。同时,研究了太赫兹电场方向对滤波器性能的影响。高Q太赫兹滤波器的研制为制备高速太赫兹电调制器等太赫兹器件提供了重要的实验依据。

河北献县地热田地热异常的分布特征及成因机制

沉积盆地内地热田地热异常成因机制的定量研究对认识盆地浅部不同构造带之间传热与聚热的差异以及指导盆地中低温地热资源的勘探有着重要的理论与现实意义。河北献县地热田在厚1300~1500 m新生界盖层覆盖下发育蓟县系雾迷山组(Jxw)基岩热储,已开发区的井口水温多高达90~95℃,是一个典型的中低温传导型地热资源区。本文基于横穿献县凸起及邻区的地震剖面,运用2D有限元数值模拟技术,定量—半定量地分析了献县凸起带及邻区热传导与热聚集的差异,并简述了对地热勘探的指导意义。模拟表明,献县凸起带盖层内的地热正异常是高热导率的基岩凸起段所引起的热量快速传递、并在盖层内逐渐累积的结果;献县地热田Jxw组热储顶部的地层温度比饶阳凹陷的同深度地层至少高~20℃,与其近3600 m的基岩凸起幅度密切相关。献县凸起带的地温场在纵向上具“非对称镜像”分布特征,且盖层段的平均地温梯度约为热储层段的3倍,表明浅部盖层段的地热正异常越“富集”,则深部基岩热储段的地热负异常越“亏空”。“高导均化深度”代表了基岩凸起段深部与其相邻凹陷区平均地温梯度相等的热传导平衡线位置。有效盖层覆盖下的基岩凸起带是地热勘探的有利区带,基岩热储在凸起段顶部之下的500~800 m深度段是浅部地热开发的甜段区,而位于“高导均化深度”之下的深部高温热储勘探需极力避开基岩凸起带,而优选盆地低凸起带或凹陷带的有利储集相带。