星载张力索网天线结构混合变量的多目标优化

以纵向拉索调整力大小和可调整的纵向拉索数目为设计变量,可调整的纵向拉索数目最少和网状反射面的均方根误差最小为目标函数,应力和频率为约束条件,建立了大型空间网状可展开天线的形面调整的多目标优化数学模型,并用遗传算法进行了优化求解。优化结果表明:该方法在提高天线表面精度的同时,能有效地减少可调整的纵向拉索数目,降低了工程人员在网面调整中的繁杂劳动。并且,网面调整的总次数也远少于实际工程中的调整,对工程应用具有一定的指导意义。     

双层金属纳米光栅的TE偏振光异常透射特性

根据在亚波长金属光栅表面添加电介质会引起TE偏振光的透射异常性, 应用严格耦合波理论和时域有限差分方法, 研究了双层金属纳米光栅在TE偏振光入射时产生的异常透射现象. 利用等效折射率方法建立了双层金属光栅的等效模型, 得到了TE偏振光透射率与聚合物的折射率、厚度以及金属层厚度的变化关系. 确认了结构中聚合物是透射异常出现的必要条件, TE偏振光以波导电磁模式在其中传播, 并认为类Fabry-Perot腔谐振是透射峰值产生的主要原因.     

一种天线分子与卟啉染料自组装在染料敏化太阳能电池中的应用

以卟啉分子H2-pTCPP作为基础染料,通过配位自组装的方法将天线分子S3修饰到染料结构中。结果表明经天线分子修饰后染料敏化太阳能电池器件的整体性能得到了极大的改善。天线效应有效地提高了器件的光子捕获能力,光电流得到了显著的提高,并且电荷复合行为也得到了明显的抑制。基于H2-pTCPP的电池器件显示了1.18%的转换效率,而经过天线分子修饰后的Mn-pTCPP+S3显示了2.64%的转换效率,性能提高了1.2倍。     

Theoretical study of photon emission from single quantum dot emitter coupled to surface plasmons

Motivated by the recent pioneering advances on nanoscale plasmonics and also nanophotonics technology based on the surface plasmons (SPs), in this work, we give a master equation model in the Lindblad form and investigate the quantum optical properties of single quantum dot (QD) emitter coupled to the SPs of a metallic nanowire. Our main results demonstrate the QD luminescence results of photon emission show three distinctive regimes depending on the distance between QD and metallic nanowire, which elucidates a crossover passing from being metallic dissipative for much smaller emitter-nanowire distances to surface plasmon (SP) emission for larger separations at the vicinity of plasmonic metallic nanowire. Besides, our results also indicate that, for both the resonant case and the detuning case, through measuring QD emitter luminescence spectra and second-order correlation functions, the information about the QD emitter coupling to the SPs of the dissipative metallic nanowire can be extracted. This theoretical study will serve as an introduction to understanding the nanoplasmonic imaging spectroscopy and pave a new way to realize the quantum information devices.     

一维金属光栅的光学反射吸收

利用RCWA(rigid coupled-wave analysis)方法研究了一维金属光栅的反射特性,考察了 瑞利反常、表面等离激元驻波共振和几何共振三种共振吸收机理,分析了这三种机理的相互作用,如表面等离激元驻波共振和几何共振可以形成混合模式. 在反射式复合金属光栅中,确认了第四种共振形式,即相位共振. 数值计算表明相位共振对光学吸收的影响有两种形式: 当光栅周期大于一个波长时,相位共振导致尖锐的吸收峰,峰位在几何共振吸收峰一侧;当光栅周期小于一个波长时,相位共振导致混合模式的共振吸收峰发生劈裂. 对一维金属光栅反射特性的研究增加了对金属光栅共振吸收模式及其相互作用的认识. 关键词： 一维金属光栅 瑞利反常 表面等离激元 相位共振     

微带阵列天线的时域散射特性

本文用时域有限差分方法(FDTD)研究了微带阵列天线的时域散射场,分析了入射脉冲极化方向不同以及入射方向不同时的散射场的分布情况;讨论了时域散射场的时域波形以及频谱与微带阵列天线结构的关系;用散射场分离算法讨论了地板对于微带贴片阵列散射场的影响.研究发现,有限大地板的微带阵列天线的散射场主要是由地板的边沿电流产生的,同时微带贴片阵列的谐振频率与入射脉冲的极化方向有关,因此不同的极化方向对应于不同的散射频谱. 关键词： 时域散射 微带天线 FDTD     

电化学沉积金属铜的分形枝晶生长控制与性能

 以CuSO_{4/sub>为前驱体,HCl为添加剂,采用电化学沉积方法,在室温条件下制得了μm级、面心立方结构分形铜的枝状晶体,研究了铜离子浓度、硫酸浓度、电流密度、沉积时间、氯离子浓度等实验参数对分形枝状铜晶体尺寸、结构的影响。结果表明：硫酸的浓度对铜沉积物结构无明显影响;随着Cu^{2+/sup>浓度的不断增大,铜沉积物的分形效果越来越明显;增大电流密度（0.4～1.6 A·cm-2/sup>）,铜沉积物由致密向多分枝的开放型转变;延长沉积时间（大于等于5 min）,可获得含大量次级分枝铜的晶体;适当增加盐酸用量（0.05～0.20 mol/L）,铜沉积物枝晶尺寸显著减小。最后讨论了分形枝晶铜在碱性条件下氧化甲醇的电化学性能。}}     

用于抛物柱面空间功率合成天线的功分喇叭阵列

 提出了一种用于偏馈抛物柱面反射天线的功分喇叭。由于改善了口面上的电磁分布,该功分喇叭可以让馈源阵列的栅瓣电平抑制到－28 dB。用FEKO进行仿真发现,与传统用角锥喇叭阵列作为馈源的抛物柱面反射天线相比,使用功分喇叭直线阵列可以使空间功率合成天线的效率从68%提高到80%,同时天线的增益也能增加0.7 dB。     

非匹配负载对宽带脉冲产生器谐振特性的影响

 宽带脉冲产生器的谐振特性决定了产生电磁脉冲的频谱,分析了带耦合器的同轴1/4波长谐振器在负载为非完全匹配天线时,天线反射对谐振特性的影响。通过建立级联二端口微波网络分析模型,将非匹配负载的反射系数计入等效耦合器反射系数中,得到了输出脉冲及辐射场频谱与负载反射系数的关系式。数值模拟了包括谐振器、耦合器和天线在内的整个宽带脉冲辐射系统,得到的辐射场频谱与理论预期相符。由于负载反射的影响,在中心频率两侧产生了两个副峰,在高功率实验中也观察到了该现象。     

Frequency dispersive complex permittivity and permeability of ferromagnetic metallic granular composite at microwave frequencies

We experimentally studied the frequency dependent complex permittivity ε and permeability μ of composite composed of carbonyl iron powder (CIP) and epoxy resin in the frequency range 1-18 GHz. We found that the intrinsic ε and μ of CIP extracted from the measured ε and μ of composites follow the classical Maxwell equations and the Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) equation, respectively. The dependences of ε and μ of composites on the volume fraction of CIP (vf_CIP) were investigated using the two-exponent phenomenological percolation equation (TEPPE). We found that the TEPPE can fit the experimental results very well. Comparing the results of percolation parameters derived by experimental data at different frequencies, we show that the TEPPE is frequency independent for the composites at microwave frequencies. The results also show that the ε and μ spectrums of composites with definite vf_CIP can be correctly calculated by combining the TEPPE with the theoretical models of intrinsic ε and μ.