Design and verification of a broadband highly-efficient plasmonic circulator

Circulators play a significant role in radar and microwave communication systems.This paper proposes a broadband and highly efficient plasmonic circulator,which consists of spoof surface plasmon polaritons(SSPPs)waveguides and ferrite disks to support non-reciprocal mode coupling.The simulated performance of symmetrically designed circulator shows that it has an insertion loss of roughly 0.5 dB while the isolation and return loss is more than 12 dB in the frequency range of 6.0 GHz–10.0 GHz(relative bandwidth of 50%).Equivalent circuit model has been proposed to explain the operating mechanism of the plasmonic circulator.The equivalent circuit model,numerical simulations,and experimental results are consistent with each other,which demonstrates the good performance of the proposed plasmonic circulator.     

准晶体结构光纤表面等离子体共振传感器特性研究

光纤表面等离子体共振传感器在高灵敏度传感和在线实时监测等领域具有重要意义. 设计了一种六重准晶体结构环形通道光纤表面等离子体共振传感器, 基于有限元法对该传感器的传感特性进行了数值模拟. 研究了光纤各结构参量对传感器特性的影响规律. 研究结果表明: 待测液折射率的有效监测范围为1.25–1.331, 最高灵敏度可达26400 nm·RIU^-1, 传感器具有损耗谱杂峰少、探测范围广、灵敏度高、设计灵活性高和光路可弯曲等特点, 在生化检测、公共安全、环境污染监测以及高灵敏度传感等领域具有广泛的应用前景.     

基于复合超构表面的宽带圆极化双功能器件设计

多功能器件的设计是推动新一代电磁系统发展的重要力量,而超构表面因其对电磁波的幅度、相位和极化等特性的灵活调控在多功能器件领域备受关注.传统的多功能超构表面是利用各向异性单元对相互正交的线极化波具有不同响应的特性,从而设计出适用于线极化的多功能器件.本文提出了一种缝隙加载的环I形复合超构表面单元,通过单元臂长和旋转角度的调整实现了对圆极化电磁波传输和几何相位的独立控制.利用上述两种相位的共同作用,打破了左旋和右旋圆极化电磁波操控中存在的固有关系,为圆极化双功能器件的设计提供了新的思路.在此基础上,利用复合超构表面分别设计了异面偏折器和定向/涡旋光束产生器,实验结果表明,本文设计的两种反射型圆极化双功能器件在9—13 GHz的宽频带范围内均能良好工作.     

O-(4-喹唑啉)羟肟酸硫代酯(酰胺)类化合物的合成及生物活性

用差示扫描量热分析研究了间规聚苯乙烯（ｓＰＳ）的非等温结晶及其动力学，并分别用Ｏｚａｗａ和Ｊｅｚｉｏｒｎｙ两种方法来处理ｓＰＳ的非等温结晶数据．结果表明，在２５～４０℃／ｍｉｎ的冷却速率范围内，ｓＰＳ的半结晶时间随冷却速率增大而呈指数式下降，ｓＰＳ非等温结晶过程遵循Ｏｚａｗａ动力学方程，但不符合Ｊｅｚｉｏｒｎｙ方法中的Ａｖｒａｍｉ动力学方程．所得到的ｓＰＳ非等温结晶Ａｖｒａｍｉ指数ｎ在３６～４１之间，高于等温结晶时的ｎ值     

横向爆震射流起爆爆震过程的数值模拟

对氢气/空气化学恰当比混合物中横向喷射的爆震射流在爆震室中起爆爆震波的过程和机理进行了数值模拟,并探讨了爆震射流位置和填充速度对其的影响。结果表明:爆震波分叉传播后会发生衍射并衰减,但随后可在联焰管壁面产生高温高压区域,引发二次起爆。且联焰管距离爆震室推力壁越小,其形成的壁面效应越有助于爆震形成;填充速度越大,爆震波形成位置越靠前。     

新型全固态准晶体结构大模场光纤特性研究

大模场单模光纤在高功率激光器、高功率光传输和高灵敏度传感器等领域具有重要意义.设计了一种新型超低损耗大模场单模光纤,包层空气孔由掺氟硅玻璃棒代替,掺氟硅玻璃棒排列呈六重准晶体结构.基于有限元法对光纤的传输特性进行了数值模拟.研究了光纤结构参量变化对模式特性和有效模场面积的影响.结果表明:波长在1064 nm处,有效模场面积高达5197μm2,基模的限制性损耗低于10-5dB/km,解决了大模场与低损耗之间的冲突;在1064—2000 nm波段内,基模与二阶模的限制性损耗相差7个量级,实现单模传输;半径为10 cm时,弯曲损耗小于0.01 dB/m,具有良好的低弯曲损耗特性.此光纤能够提高光纤热损伤阈值,减少接续损耗,全固态结构有效避免了空气孔塌陷,简化制备工艺,对高功率激光传输、光纤激光器和光纤放大器的发展具有重要意义.     

超薄宽带平面聚焦超表面及其在高增益天线中的应用

针对相位梯度超表面在灵活操控电磁波与提高天线增益中的潜在应用,提出一种新型的宽带超表面单元,实现了在较宽频带范围内操控电磁波波前与提高天线增益.本文首先设计了一种圆环十字形对称单元来控制反射波的相移量,单元厚度为1 mm,尺寸为0.3λ_0(λ_0=20 mm),工作频段15—18 GHz,而后验证了由该单元组成的相位梯度超表面在15—18 GHz范围内对电磁波的奇异反射与聚焦特性.最后将设计的反射聚焦超表面应用于提高天线增益中,仿真与测试结果均表明,天线最高增益在15—18 GHz内平均增加了11 d B且-1 dB增益带宽为15—18 GHz(相对带宽为18.2%).由于厚度薄、重量轻、频带宽,设计的该单元拓展了相位梯度超表面在微波领域的应用,有望为高增益天线的实现提供新的方法.     

单层超薄高效圆极化超表面透镜

针对超表面在透镜方面的应用, 本文设计了一种交叉极化透射聚焦超表面, 实现了将圆极化波转化为交叉极化波的同时聚焦电磁波的功能. 设计了一款旋转型单元, 单元为一层且厚度仅为1.5 mm, 分析了旋转型单元提供不同相移的原理并设计了相邻单元相移差为60°的相位梯度超表面, 在中心频率f=15 GHz附近发生奇异折射, 折射角与理论计算结果一致, 验证了设计单元的有效性, 基于该单元设计了尺寸为90 m mm×90 mm、单元数为15×15 的透射型聚焦超表面, 在中心频率f=15 GHz附近, 左旋圆极化平面波照射时, 透射波聚焦于L=40 mm 的实焦点且透射波为照射波的交叉极化波. 该超表面透镜效率高、厚度薄且为单层, 易于加工, 相对于传统透镜, 优势明显, 在操控电磁波、改善透镜性能方面有潜在应用价值.     

矩阵的满秩正交分解

旨在给出矩阵一种新分解(满秩正交分解).分解简单易求,且与矩阵的奇异值分解有类似的性质和应用.