偏振氧A带光谱气溶胶垂直剖面反演的信息量分析和灵敏度研究

为评估从偏振氧A带光谱中提取的气溶胶垂直剖面的信息量及提高光谱分辨率对偏振测量的气溶胶垂直剖面信息的影响,采用线性化矢量辐射传输模型(UNL-VRTM),对氧A波段线偏振度(DoLP)星载测量中气溶胶垂直剖面的信息量及不同观测条件和光谱分辨率下DoLP的气溶胶峰高信息量变化的影响因素进行分析。研究结果表明,DoLP所包含的气溶胶峰高的信息比辐射度更多,辐射度的信号自由度(DFS)最高为0.49,而DoLP的DFS为0.76;且随着光谱分辨率的提高,气溶胶峰高信息量增加,对表面反射率、观测几何以及先验误差的依赖大大降低。

基于双层三维太赫兹超材料的多功能传感器

传感器作为集成化器件中至关重要的部分,其多功能性越来越受到重视。本文介绍了一种基于双层三维谐振结构耦合的太赫兹超材料多功能传感器。传感装置包括上下两层聚酰亚胺薄膜基底,附着在下层聚酰亚胺薄膜基底上的石墨层,以及在石墨层和上层聚酰亚胺薄膜基底之间的周期性双层三维齿形耦合谐振结构,此结构包括下层对称山形结构和上层对称凹形结构。该三维超材料结合多层结构可实现多功能测量:可通过谐振频率确定待测液体介质层的折射率变化,从而实现液体成分的高精度分辨;在一维方向的微位移传感方面,则可分别在z轴方向以及y轴方向上实现微位移的高灵敏度测量。本文所提出的三维超材料传感器能为功能集成化传感在太赫兹领域的应用提供了新的思路。

热注入法制备的钕掺杂蓝光钙钛矿量子点

金属卤化物掺杂钙钛矿纳米晶体(NCs)已被证明可以通过精确控制非辐射复合来提高光致发光量子产率(PLQY)。通过热注入法合成了三价镧系元素卤化物氯化钕掺杂的钙钛矿蓝光量子点,通过X射线光电子能谱(XPS)观察到Nd 3d和Cl 2p的核心峰,这说明Nd^(3+)和Cl^(-)成功掺杂到NCs中。这些蓝光Nd^(3+)-CsPb(Br/Cl)_(3)量子点具有较高的光致发光量子产率,并且随着Nd^(3+)掺杂量的增多,其光热稳定性得到很大提升。

偏振发光的钙钛矿纳米线薄膜

偏振发光薄膜在液晶显示中有潜在的应用,可有效降低能耗。制备偏振发光薄膜的关键在于对发光材料进行有序的取向。以各向异性的CsPbBr3纳米线为发光材料,使用偏心旋涂法对其进行取向并制备偏振发光薄膜。采用荧光光谱仪测试薄膜的偏振度,使用扫描电镜观察纳米线的取向形貌。通过改变偏心旋涂的基底、纳米线分散液的浓度和溶剂组分来优化纳米线薄膜的取向,获得了良好的荧光偏振度。

Pr^(3+)掺杂铯铅卤钙钛矿量子点的稳定可调色蓝光发射

卤化钙钛矿型发光二极管(PeLED)的窄发射峰有望用于下一代显示器和照明,但是能量转换效率特别是蓝色PeLED的转换效率仍然低于常规无机和有机LED的效率。在这些钙钛矿中用毒性较小的元素(通常是过渡金属和各种镧系元素)取代Pb,可在保持窄的发射特性的同时提高能源效率。本文介绍了Pr^(3+)掺杂与Cl-Br卤化物交换结合的效果,产生了一系列蓝色发射量子点,峰值波长可在430~490 nm范围内可调,这些蓝色Pr^(3+)-CsPb(Br/Cl)3量子点的光致发光量子产率(PLQY)比未掺杂Pr^(3+)的量子点相比提高了2~3倍。本文还研究了Pr^(3+)掺杂蓝光量子点在365 nm紫外线照射下和高温加热时的稳定性,掺杂后的蓝光量子点的光热稳定性提升。

基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器

提出了一种基于柔性超材料的高灵敏度拉力传感器,该超材料传感器由刻蚀在聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜表面的多方形谐振单元的平面阵列组成。拉伸柔性PDMS薄膜会改变谐振单元的结构参数,进而使传感器的谐振频率产生变化。该超材料传感器可以同时实现应变或拉力的高灵敏度检测。同时,谐振结构中央的方形连接环起到了不对称分裂间隙的作用,激发了具有更高Q值的高阶谐振模式,实现了更高的频谱分辨率。实验结果表明,施加拉力从0增大至1.2 N时,结构尺寸拉伸率达到初始状态的1.2倍,超材料的谐振峰频率从109.23 GHz红移到99.42 GHz。该传感器可以实现8.43 GHz/N的高灵敏度拉力传感。耐久性测试表明在该样品的使用中至少可以经历100次拉伸-松弛循环。所提出的传感器具有灵敏度高、加工方便、成本低和无线测量的优点,具有潜在的应用价值。

基于导电塑料膜的角度不敏感宽带超材料吸波体设计及制备

提出一种基于导电塑料膜谐振结构的超材料宽带吸波体。吸波体采用介质层膜单元阵列介质层的三层结构模型,其中上层介质兼具阻抗匹配和保护电阻膜谐振结构的作用。所采用的导电塑料膜片与基于导电墨水的电阻膜结构相比,不仅克服了加工过程中墨水厚度不均匀对方阻的影响,还可兼容激光刻蚀工艺,进而提高了谐振结构的加工精度。模拟结果表明,该吸波体在6.9~22.7 GHz的频率范围内,可以保持90%以上的入射波吸收率,相对吸收带宽为106.8%。此外,所提结构对入射波的极化特性不敏感,且对宽角入射的电磁波仍能在宽频带内实现高效吸收。更为重要的是,所提结构中的电阻膜谐振结构与介质基板可以独立加工,这种积木拼搭式的加工方案不仅节省了制备时间,还使得基底材料的选择不再受电阻膜加工的制约,为发展宽带超材料吸波体提供了新的思路。

水基超材料宽带大功率微波吸波器

设计了一种基于介质谐振器的水基微波吸波器。介质谐振器包括两个长方体介质板和一个十字形空腔,并在其内部充满水以实现宽带微波吸收效果。不同于传统水基超材料中相互独立的水基单元,本设计中十字形空腔所形成的水流通道横截面面积达到3 mm×3 mm,可确保阵列中水流畅通,因此该结构满足水冷工作要求,可实现大功率微波的无衰减吸收。仿真结果表明,在21.8~35.9 GHz的微波频段内,吸波器对入射电磁波的吸收率大于90%,相对吸收带宽为48.9%。此外,该吸波器对入射波的偏振不敏感,在宽频段范围内对大入射角电磁波仍有高吸收效果。通过3D打印技术实现了样品加工,实验结果与模拟结果吻合良好。该吸波器在宽带大功率微波吸收领域有较大的应用潜力。