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相似文献
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1.
龙拥兵  张剑  汪国平 《物理学报》2009,58(11):7722-7726
对基于表面等离子体激元共振(SPR)的飞秒抽运探测技术进行了系统地数字分析.计算结果表明,利用SPR技术可将飞秒抽运探测信号强度ΔR/R提高2—3个数量级,其提高的比例依赖于金属膜的厚度和探测光的入射角,其中R和ΔR分别为探测光反射率的总量和变化量.特别地,对于金属-吸收介质体系,金属膜的介电常数变化对ΔR的影响仅为吸收介质影响的2%,所以ΔR/R主要反应吸收介质中的动力学过程,因此该技术对研究表面和界面的超 关键词: 超快光学 表面等离子体共振 飞秒抽运探测技术 信号强度  相似文献   

2.
为了解决单一金属膜结构的光纤表面等离子体共振(SPR)盐度传感器结构不稳定且灵敏度较低的问题,设计了一种高灵敏度的锥形三芯光纤结构的SPR盐度传感器。以银膜为激发表面等离子体共振的金属层,在其表面涂覆高纯铟以增强其稳定性。通过Kretschmann四层结构模型对传感器进行理论分析,结果表明,在光纤锥区纤芯模和包层模之间会出现强烈的模式耦合,在覆膜区会激发明显的等离子体共振。对涂覆银膜和高纯铟膜的SPR传感器进行折射率性能测试,在1.4%~3.6%的盐度变化范围内,涂覆银膜和高纯铟膜的SPR传感器灵敏度高达4989.34 nm/RIU,对应的盐度灵敏度为9.1 nm/%,比仅涂覆银膜的SPR传感器灵敏度提高了44%。  相似文献   

3.
介质保护膜在表面等离子体波探测器中的应用研究   总被引:7,自引:3,他引:4  
赵延瑞  王永昌 《光子学报》2004,33(4):505-508
基于表面等离子体波共振技术的探测器中金属膜通常与被探测物直接接触,在金属膜和被探测物之间增加一层介质膜,可以对金属膜进行保护.为了优化探测器的设计,通过对四层共振结构中表面等离子体波共振吸收峰随保护层厚度及其介电常数变化的计算,得到了对保护层参量的选择条件.  相似文献   

4.
设计了一种光纤通信波段的纳米抗反射结构。采用有限时域差分(FDTD)优化模拟算法,寻找在1250nm到1650nm波长范围内能够显著降低反射率的蛾眼纳米结构。开发了一种多目标优化算法,将宽带反射率在0°到30°的入射角范围内进行了优化。对结构中纳米柱的几何排列、半径、高度和周期组成的参数空间进行了完整的搜索。在波长为1550nm时,仿真得到接近零的反射率为0.012%。对该设计采用了纳米压印进行实验验证,对于最佳设计的样品,在1550nm处测量获得了低至0.157%的反射率。分析了模拟结果与实验测量之间的差异,并结合反射率对波长的变化进行了分析。  相似文献   

5.
提出了一种结构简单的广角稳定太赫兹可调谐超表面吸波器,利用液晶材料电可调谐的性质,实现超表面吸波器吸收频率的调谐。利用液晶材料介电常数张量进行材料建模,模拟了液晶材料的各向异性特性。为了提高设计效率,得到良好的吸波性能和可调谐性能,利用粒子群算法对超表面吸波器单元结构进行了逆向设计;并对设计的超表面吸波器特性进行研究。结果表明,利用粒子群算法可以高效地逆向设计出性能良好超表面吸波器,当对吸波器施加的电压在0~10 V范围内连续调谐时,实现了TE模式吸波频率在404.4~444.4 GHz范围内连续可调谐,频率可调谐性为9%,吸收率大于99%;TM模式吸波频率在404.4~425.4 GHz范围内连续可调谐,频率可调谐性为4.64%,吸收率大于99%;当斜入射角度为60°时,吸收率仍大于94%,具有大角度入射稳定性和吸收频率稳定性。本文设计的太赫兹超表面吸波器具备高吸收率、大频率可调谐性、广角稳定性和低控制电压等优点,具有广泛的应用价值。  相似文献   

6.
利用多种测试技术和试验方法解决了模拟超常气固两相流动过程中的一些特殊问题,较系统地进行了常温到610℃、粒子冲击速度从220 m/s到450 m/s及冲击角从15°到90°条件下氧化铁粒子对两种汽轮机叶片材料抗固粒冲蚀磨损能力的对比性试验研究.研究发现两种叶片材料都呈现出塑性材料的冲蚀特性,最大冲蚀率发生在冲击角约25°和20°处;两种叶片材料冲蚀率的速度指数为2.8~3.0和2.25~2.55,且随温度的变化特性相反.  相似文献   

7.
基于金属电子气模型,进行了温度、压力对Au反射率变化影响的研究与分析。利用DAC装置开展了压力对Au反射率变化测量实验,以及激光加热的动态温升条件下温度对Au反射率变化测量实验,获得了探测光束波长为488 nm条件下,温度(室温至350 ℃)和压力(11 GPa范围内)对Au反射特性影响的实验结果。结果表明:在11 GPa压力范围内,与温度因素相比,压力对Au的反射率变化影响可忽略;Au对488 nm波长激光的反射率变化趋势为单调递增,变化幅值达约10%,且具有反射率与温度的一一对应特性。通过动高压加载下材料温度瞬态测量要求分析,认为基于Au在488 nm波长下的反射变化特性,可建立一种适用于动高压加载下低温段(低于1000 K)的瞬态测温方法,用于解决材料动高压领域的瞬态测温技术难点。  相似文献   

8.
冯李航  曾捷  梁大开  张为公 《物理学报》2013,62(12):124207-124207
提出了一种契形端面结构的光纤表面等离子体共振(SPR)传感器激励模型. 采用时域有限差分法对契形SPR波导的共振模型进行数值模拟, 通过在光纤出射端抛磨契形角度并进行敏感膜修饰, 制出具有契形端面结构的类Kretschmann微棱镜式光纤SPR传感器, 实现激发SPR的光波调制.结果表明, 在1.3330–1.4215折射率范围内, 制备的契形光纤SPR传感器相对于常规光纤SPR传感器, 其平均灵敏度提高了近1–6倍, 1倍和6倍分别出现在小角度结构(15° 契形) 传感器和大角度结构(60°契形) 传感器, 且仍保持 10-5 等级的分辨率. 该类型结构的传感器具有契形端面激励模式, 设计灵活性高、制备工艺简单、可微量检测样本等优点, 能够很好地适应于不同环境和测量条件的实际生化检测、环境监测需求. 关键词: 光纤传感器 表面等离子体共振 契形端面结构 折射率灵敏度  相似文献   

9.
设计完成了一种适用于宽温度范围内的无制冷被动调Q固体激光器。根据激光二极管(LD)输出波长随温度漂移的特性,对不同波长叠加组合,实现了20 ℃范围内808 nm泵浦光的稳定输出。优化了泵浦源结构并通过Ansys软件进行稳态热模拟仿真,结果表明其可以实现自然冷却。依据泵浦能量及材料参数,确定了最优的输出镜反射率和饱和吸收体初始透过率分别为28%和34%,被动调Q后的单脉冲输出能量模拟值为9.8 mJ,脉宽为9 ns。通过实验,在35~55 ℃温度范围内,自然冷却条件下获得了单脉冲能量8.6 mJ、脉冲宽度10.2 ns的1064 nm激光输出,单阵列功率不稳定性低于5%,阵列切换时功率不稳定性低于12%。  相似文献   

10.
本文分析了强激光作用下铝合金靶表面反射率的时间变化规律。利用转镜调Q钕玻璃激光器和积分球装置对铝LY12的表面激光反射率动态变化规律进行了测量,得到了功率密度在10 ̄6~10 ̄9W/cm ̄2范围内的相应结果。同时,从金属近自由电子模型-Drude理论出发,对金属铝的电导率与温度变化关系进行了数值模拟,亦得到了相应的反射率变化规律,实验结果与数值模拟结果基本符合。当激光功率密度更同时(10 ̄11~10 ̄15W/cm ̄2),由等离子体模型和局部热力学平衡(LTE)理论,得到了反射率随温度变化的数值模拟结果,与国外的实验结果符合得较好。  相似文献   

11.
作为燃气轮机的核心部件,涡轮叶片长期在上千度的高温下工作,为了保证叶片安全可靠地运行,需要对其温度进行实时的监测。辐射测温是目前涡轮叶片非接触式测温的主流方法,其测温精度与叶片材料反射特性关系密切,如何预测不同方向反射能量的大小,减小反射辐射对测温结果的影响是目前研究的难点。为了预测叶片反射能量大小,提高辐射测温的准确性,对涡轮叶片常见材料——完全氧化DZ125的双向反射分布函数(BRDF)进行研究。采用对比法作为实验测量的方法,先分析了BRDF对比法测量原理及数据处理方法,之后自主搭建了试验台,在温度分别为25, 900和1 100℃,波长分别为1 060, 1 550和1 908 nm的条件下,控制入射天顶角及反射天顶角在0°~60°范围变化,方位角在0°~180°范围变化,测量计算出了多组BRDF值,分析了各种因素对完全氧化DZ125的BRDF的影响。最后采用Modified Phong模型对BRDF测量值进行了拟合,并与实验测量结果进行了对比,得到了较好的结果。研究结果表明,温度、波长对完全氧化DZ125的BRDF影响较小,在涡轮叶片工作的温度范围变化不大,辐射波长变化不大时,...  相似文献   

12.
The mechanism of frustrated total internal reflection was analyzed according to the theory of optical film. The transmission and reflection functions were developed and the curves of transmission and reflection changing from the relative gap width d/λ, incident angle θ0, and refraction index n were shown in graphs. We proposed a scheme of experimental device to test the theoretical conclusion. A self-made electronic actuator drove the piezoelectric ceramics of FTIR. Experiments showed that the evanescent of transmission is 80% for He–Ne laser and smaller for YAG laser and Er:glass laser.  相似文献   

13.
用衰减全反射(ATR)及拟合法对固体表面物理性质的研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
刘军民 《光子学报》2000,29(2):161-165
提出了一种利用光学中全反射衰减特性及拟合法对介质上蒸镀的金属薄膜物理性质进行研究的方法,并运用该方法对金属薄膜的厚度和复介电常量进行了精确测定,该方法是研究固体表面物理的一种有效的方法和技术.  相似文献   

14.
Qiong-Hua Wang  Lei Li 《Optik》2011,122(4):364-366
A broadband multilayer dielectric film transflector for applications in variable transmission optical filters is proposed. The dielectric film is composed of alternating TiO2 and SiO2 layers deposited on a substrate. The transmittance of the dielectric film transflector can be varied from 0 to 100% by adjusting the individual dielectric layer thickness and the number of layers. The conjugate gradient method is used to optimize the design of the transflectors. The obtained transflectors have good transmittance and reflectance within the whole visible range and the incident angle range 0-20°. The manufacturing tolerances on film thickness and refractive index are reasonably large.  相似文献   

15.
罗杰  须萍 《大学物理》2011,(10):52-54
探究了光在光密介质与超薄光疏介质界面处的全反射,通过在光密介质中嵌入一光疏介质薄层,利用传输矩阵法,定量地分析了入射角度以及光疏介质的厚度对反射率的影响.数值模拟结果表明,当光疏介质的厚度小于约一个波长时,即使入射角大于全反射的临界角,反射率也不一定会达到1,也就是说,光学隧道效应将会出现.  相似文献   

16.
Xiaojin Yang 《中国物理 B》2022,31(7):74202-074202
The reflection and transmission of a finite-power Airy beam incident on a dielectric slab are investigated by an analytical method. Based on the plane-wave angular spectrum expansion and Fresnel approximation, the analytical expressions of the reflected field, internal field as well as transmitted field in each region are obtained. Through numerical simulations, the intensity distributions of the incident beam, reflected beam, internal beam as well as transmitted beam are presented at oblique incidence. Besides, we also compare the intensity distributions of the geometrical-optics beam field, the first order beam mode field and the actual beam field, which indicates that the contribution of each order beam mode field to the actual beam field is related to the refractive index of the dielectric slab. Meanwhile, the reflection characteristics of the Airy beams in the special cases of Brewster incidence and total reflection are investigated. Finally, the effects of the optical thickness and refractive index of the dielectric slab on the peak intensity distributions and beam shifts of the reflected and transmitted beams are also discussed in detail. The analytical and numerical results will be useful to analyze the propagation dynamics of Airy beam in the dielectric slab and provide some theoretical supports to the design of optical film.  相似文献   

17.
李院院  周瑜  张贵忠 《中国物理》2006,15(5):985-991
The coefficient of selective reflection at oblique incidence from two-level atoms confined between two dielectric walls is calculated in this paper. It is found to be related to the transient behaviour of atoms after colliding with the wall and the distribution of the field inside the vapour corresponds to L/λ, with L the thickness of the film and λ the incident wavelength. We find that the sub-Doppler structure is manifest both for normal incidence and small angle oblique incidence, It is feasible to detect the real part of selective reflection in several cases that have not been achieved before.  相似文献   

18.
马婧  刘冬冬  王继成  冯延 《物理学报》2018,67(9):94102-094102
在金属-电介质结构的基础上提出了一种基于金属狭缝阵列的各向异性偏振分束器,并采用有限元法研究了横磁(TM)和横电(TE)偏振光入射后结构所表现出的负反射和镜面反射等特性.计算结果表明,当偏振光的入射角设定在20?—70?时,入射的TM光发生强烈的负反射,而TE光的负反射很弱,并随着波长的增加而急剧下降.分析可得偏振分束光栅的理想负反射点和反射面的完美对称响应效果.通过仿真得到了理想负反射点的取值范围.结合严格耦合波法软件,计算不同偏振光入射时负反射和镜面反射条件下的反射率,其消光比高达10~6.  相似文献   

19.
A new interferometric method is proposed, using white light fringes of equal chromatic order to determine simultaneously the following paramcters:
  1. The refractive index of a thin dielectric film, and hence its dispersion.
  2. The film thickness.
  3. The correct value of the order of interference.
  4. The phase shift occuring due to reflection at the dielectric/metal interface. In the present work, doubly silvered zinc sulphide (ZnS) thin dielectric film was used as an example in applying the proposed method.
  相似文献   

20.
A polarization-selective beam splitter is presented based on a reflective surface-relief two-layer grating with a metal slab. The grating is composed of two dielectric layers and a metal slab on the substrate. For TE polarization, efficiencies of 97.58% can be diffracted into the reflective −1st order. For TM polarization, two-port output of 47.55% and 47.11% can be split into the 0th order and the −1st order, respectively. Such a polarization-selective beam splitter can be fulfilled by one grating in reflection. The grating depths of two layers are optimized by using rigorous coupled-wave analysis with the given duty cycle of 0.6 and period of 1100 nm. The performance for different incident conditions is investigated when the incident wavelength and angle deviate from the central wavelength and the Bragg angle, respectively. For TM polarization, good uniformity can still be achieved within the given incident wavelength and angle regions. For TE polarization, the reflective polarization-selective beam splitter can have merits of wideband for different incident wavelengths.  相似文献   

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