THz波在金属镀层空芯波导中传输的理论和实验研究

本文基于微扰法求得不同金属镀层空心圆波导中各模式的损耗系数,对金属镀层空芯波导中THz波传输损耗随金属材料、波导结构等参数的变化关系进行了数值模拟.根据数值分析结果,优化设计并拉制了内径为1.1 mm的镀银空芯波导,实验测得当THz波的频率为2.5 THz时,传输损耗为8.6 dB/m,实现了THz波短距离的有效传输. 关键词： 太赫兹波 金属空芯波导 传输损耗     

Fe离子注入ZnO生成超顺磁纳米颗粒

过渡族元素掺杂ZnO生成稀磁半导体, 成为近期国际材料科学研究的热点. 在本文中, 研究Fe离子注入ZnO单晶的结构和磁性变化, 目标是建立磁性和结构的对应关系, 澄清铁磁性的来源. 采用卢瑟福背散射/沟道技术 (RBS/Channelling)、同步辐射X射线衍射 (SR-XRD)和超导量子干涉仪 (SQUID), 研究注入温度和退火对样品的晶格损伤、结构及磁性的影响. 研究表明: 样品注入区损伤随注入温度升高而降低; 低温253 K注入样品中, SR-XRD未检测到新相, Fe离子分布于Zn位, ZnO (0002) 峰右侧肩峰可能属于Zn_1-xFe_xO, 5 K下测试样品不具有铁磁性; 623 K注入和823 K真空退火 (253 K注入) 样品中形成α和γ相金属Fe, 5 K下样品具有明显的剩磁和矫顽力, 零场冷却和场冷却 (ZFC/FC) 曲线和300 K下的磁滞回线显示纳米Fe颗粒具有超顺磁性. Fe离子注入ZnO的磁性源于第二相α-Fe和γ-Fe. 关键词： 离子注入 ZnO 同步辐射X射线衍射 超顺磁性     

应用于扫描探针显微镜的石英音叉机械模型研究

石英音叉作为力传感器广泛地应用于各种扫描探针显微镜,主要涉及石英音叉的同相振动和反相振动两种振动模式.通过实验方法和有限元仿真方法对石英音叉的两种振动模式进行研究,发现石英音叉的双臂之间以及双臂与音叉的基部之间都存在耦合作用,双臂之间的耦合使音叉的反相共振频率升高,双臂与基部之间的耦合使音叉的同相共振频率降低.针对两种振动模式的动态特性建立了石英音叉的机械模型并进行合理简化.简化模型是一个四弹簧三质点系统,计算了简化模型的参数.通过一个音叉臂等效质量变化与音叉反相共振频率变化之间的定量关系证明了简化机械模 关键词： 扫描探针显微镜 石英音叉 振动模式 机械模型     

三类构型激光脉冲压缩器光栅拼接误差容限比较

建立了包含拼接光栅的三类典型构型(双程Z型、X型及菱型)激光脉冲压缩器的理论模型. 利用光线追迹法计算压缩器引入的相位变化,结合傅里叶变换的方法仿真分析并比较了各压缩器相应的光栅拼接误差容限. 以远场焦斑峰值能量下降到理想值的0.9倍为限确定了三类压缩器光栅拼接误差容限,明确了不同构型激光脉冲压缩器对拼接误差的敏感程度. 这对脉冲压缩器的选型和设计具有指导意义. 关键词： 光栅拼接 脉冲压缩 误差容限 光线追迹     

第一性原理研究Fe掺杂SnO2材料的光电性质

采用基于第一性原理的线性缀加平面波(FP-LAPW)方法,研究Fe掺杂SnO₂材料电子结构和光学性质,包括电子态密度、能带结构、介电函数和其他一些光学图谱. 研究结果表明,掺Fe后材料均属于直接跃迁半导体,且呈现半金属性;随掺杂浓度增加,费米能级进入价带,带隙逐渐减小,Fe原子之间耦合作用增强;通过掺杂能够在一定程度上改变成键性质,使其具有金属键性质. 光学谱线(吸收谱、消光系数等)与介电函数虚部谱线相对应,均发生蓝移,各峰值与电子跃迁吸收有关,从理论上指出光学性质和电子结构的内在联系. 关键词： 能带结构 态密度 光学性质 介电函数     

第一性原理研究In,N共掺杂SnO2材料的光电性质

采用全电势线性缀加平面波(FP-LAPW)的方法,基于密度泛函理论第一性原理结合广义梯度近似(GGA),运用Wien2k软件计算了In, N两种元素共掺杂SnO₂材料的电子态密度和光学性质. 研究表明,共掺杂结构在自旋向下和向上两方向上都出现细的局域能级,两者态密度分布不对称;带隙内自旋向下方向上产生局域能级,共掺化合物表现出半金属性;能带结构显示两种共掺杂化合物仍为直接禁带半导体,价带顶随着N浓度的增加发生向低能方向移动,带隙明显增宽;共掺下的介电函数虚部主介电峰只在8.58 eV 关键词： 电子结构 态密度 能带结构 光学性质     

全谱拟合法研究聚丙烯腈基碳纤维形成过程中晶态结构演变

通过全谱拟合法对碳纤维制备过程中不同阶段纤维的XRD谱图进行处理,得到不同阶段纤维的微观结构参数,研究了聚丙烯腈(PAN)基碳纤维制备过程中晶态结构的演变.全谱拟合法基于晶体衍射的严格物理理论,拟合目标为整个衍射谱,并不是个别衍射峰,所得结果具有更高的可信度.研究结果表明:PAN原丝中的高分子链沿纤维轴高度取向,表观晶粒尺寸为6.5 nm左右;经过预氧化处理,纤维中的有序结构遭到破坏,表观晶粒尺寸锐减.纤维中逐渐形成梯形结构并沿纤维轴取向,从而形成新的有序结构;经过碳化处理后,环状梯形结构转变为碳的层状结 关键词： 碳纤维 晶体结构 XRD 全谱拟合法     

The 2-D growth of gold on single-layer graphene/Ru(0001): Enhancement of CO adsorption

The growth and morphology of two-dimensional (2-D) gold islands on a single-layer graphene supported on Ru(0001) have been studied by scanning tunneling microscopy (STM). Our findings show that gold exhibits 2-D structures up to a gold dosage of 0.75 equivalent monolayers, and that these 2-D gold islands are thermally stable at room temperature. Parallel polarization modulation infrared reflection absorption spectroscopic (PM-IRAS) and high resolution electron energy loss spectroscopic (HREELS) studies indicate that carbon monoxide (CO) adsorbs on these 2-D gold islands at 85 K, showing a characteristic CO stretching feature at 2095 cm^? 1 for a saturation coverage of CO. The red shift of the CO stretching frequency compared to that on charge neutral gold is consistent with electron transfer from graphene to gold, i.e., an electron-rich gold overlayer. Preliminary data obtained by dosing molecular oxygen onto this CO pre-covered surface suggest that the 2-D gold islands catalyze the oxidation of CO.     

220 μJ monolithic single-frequency Q-switched fiber laser at 2 μm by using highly Tm-doped germanate fibers

We report a unique all fiber-based single-frequency Q-switched laser in a monolithic master oscillator power amplifier configuration at ~1920 nm by using highly Tm-doped germanate fibers for the first time. The actively Q-switched fiber laser seed was achieved by using a piezo to press the fiber in the fiber Bragg grating cavity and modulate the fiber birefringence, enabling Q-switching with pulse width and repetition rate tunability. A single-mode polarization maintaining large core 25 μm highly Tm-doped germanate fiber was used in the power amplifier stage. For 80 ns pulses with 20 kHz repetition rate, we achieved 220 μJ pulse energy, which corresponds to a peak power of 2.75 kW with transform-limited linewidth.     

Ultrahigh sensitivity electric field detection with a liquid electro-optical film

In this Letter, an electro-optical probe configuration with polar molecule liquids as the sensing film is proposed to improve the voltage sensitivity. This method exhibited increases in intrinsic sensitivities better than 0.1 mV/√Hz, 2 orders of magnitude larger than the normal method using a GaAs probe in the same measurement system. Based on the mechanism of orientation polarization, the electro-optic coefficient was measured to be 250 pm/V by the Teng-Man method at a modulation field of 100 Hz. This technology will be promising in applications of low-frequency field detection.