基于石墨烯纳米条波导边耦合矩形腔的等离子体诱导透明效应

为了减小器件尺寸、实现超快速响应和动态可调谐,研究了基于石墨烯纳米条波导边耦合矩形腔的单波段和双波段的等离子体诱导透明(PIT)效应,通过耦合模式理论和时域有限差分法从数值计算和模拟仿真两方面分析了模型的慢光特性.通过调节石墨烯矩形腔的化学势,同时实现了单波段、双波段PIT模型的谐振波长和透射峰值的可调谐性.当石墨烯的化学势增加时,各个波段PIT窗口的谐振波长逐渐减小,发生蓝移.此外,通过动态调谐石墨烯矩形腔的谐振波长,当石墨烯矩形腔的化学势为0.41—0.44 eV时,单PIT系统的群折射率控制在79.2—28.3之间,可调谐带宽为477 nm;当石墨烯矩形腔1, 2, 3的化学势分别为0.39—0.42 eV, 0.40—0.43 eV, 0.41—0.44 eV时,双PIT系统的群折射率控制在143.2—108.6之间.并且,整个系统的尺寸小于0.5μm~2.研究结果对于超快速、超紧凑型和动态可调谐的光传感、光滤波、慢光和光存储器件的设计和制作具有一定的参考意义.     

极化子效应对ZnS/CdSe核壳量子点光吸收系数的影响

在有效质量近似下,利用量子力学密度矩阵理论,从理论上研究了考虑极化子效应后核壳量子点中线性、三阶非线性以及总的光吸收系数在不同条件下随入射光能量变化的关系。通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光吸收系数的影响。结果表明,极化子效应对光吸收系数有很大影响,不同声子模式对光吸收系数影响大小不同。考虑电子-LO声子后,光吸收系数被大大提高。另外,入射光强和弛豫时间对系统的吸收系数也有很大影响。     

Dynamically tunable multiband plasmon-induced transparency effect based on graphene nanoribbon waveguide coupled with rectangle cavities system

A dynamically tunable multiband plasmon-induced transparency (PIT) effect in a series of rectangle cavities coupled with a graphene nanoribbon waveguide system is investigated theoretically and numerically by tuning the Fermi level of the graphene rectangle cavity. A single-PIT effect is realized using two different methods: one is the direct destructive interference between bright and dark modes, and the other is the indirect coupling through a graphene nanoribbon waveguide. Moreover, dual-PIT effect is obtained by three rectangle cavities side-coupled with a graphene nanoribbon waveguide. Results show that the magnitude of the dual-PIT window can be controlled between 0.21 and 0.74, and the corresponding group index is controlled between 143.2 and 108.6. Furthermore, the triple-PIT effect is achieved by the combination of bright-dark mode coupling and the cavities side-coupled with waveguide mechanism. Thus, sharp PIT windows can be formed, a high transmission is maintained between 0.51 and 0.74, and the corresponding group index is controlled between 161.4 and 115.8. Compared with previously proposed graphene-based PIT effects, the size of the introduced structure is less than 0.5 μm². Particularly, the slow light effect is crucial in the current research. Therefore, a novel approach is introduced toward the realization of optical sensors, optical filters, and slow light and light storage devices with ultra-compact, multiband, and dynamic tunable.     

取样光纤光栅的多层薄膜分析新方法

将取样光纤光栅看成一个多层薄膜体系,每层膜用界面传输矩阵和膜层传输矩阵表示,将每层的传输矩阵相乘后得到取样光纤光栅的反射谱。数值计算结果表明:取样光纤光栅的总长度、折射率调制深度、占空比、取样周期和啁啾系数等参数都会影响反射谱的峰值和带宽。该模型的精度满足设计要求。     

基于双矩形腔边耦合波导的等离子体诱导透明效应

为了降低功耗、实现超快速响应,设计了一种基于双矩形腔边耦合等离子体波导系统,并研究了其等离子体诱导透明效应.采用光学Kerr效应超快调控石墨烯-Ag复合材料波导结构,实现1 ps量级的超快响应时间.动态调控等离子体波导的传输相移,当泵浦光强为5.83 MW/cm^2时,等离子体诱导透明系统能够实现透射光谱π相移,这是因为基于石墨烯-Ag复合材料结构等离子体波导具有大的等效光学Kerr非线性系数,表面等离子体激元局域光场和等离子体诱导透明效应慢光对光学Kerr效应产生了协同增强作用,大大降低了系统获得透射光谱π相移的泵浦光强.等离子体诱导透明效应透明窗口的可调谐带宽为40 nm,系统的群延时控制在0.15 ps到0.85 ps之间,并且光波通过间接耦合或者相位耦合机制实现了等离子体诱导透明效应相移倍增效应.耦合模式理论计算结果很好地吻合了时域有限差分法仿真模拟结果,研究结果对于低功耗、超快速非线性响应和紧凑型光子器件的设计和制作具有一定的参考意义.     

RHIC能区Au+Au碰撞中带电粒子直接流与超子整体极化的计算与分析

非对心的相对论重离子碰撞中,不参与碰撞的核子会对参与碰撞的核子产生纵向拖拽,形成一个相对于纵向倾斜的夸克胶子等离子体(QGP)火球.同时,对撞的原子核可将巨大的轨道角动量沉积于QGP中,使其中的部分子沿系统总角动量方向发生自旋极化.在光学Glauber模型基础上,本文构建了倾斜的三维QGP初态条件,并结合3+1维黏滞流体力学模型CLVisc,研究了重离子碰撞的末态带电粒子的直接流和Λ/■超子的整体极化.计算表明,倾斜的初态条件与流体力学模型的结合能够较好地描述RHIC-STAR实验上观测到的直接流与超子整体自旋极化的数据.这为人们利用这些观测量进一步约束重离子碰撞产生的核物质的初始几何与运动学状态提供了理论依据.     

基于激光诱导击穿光谱对钛元素自吸收效应的分析

为了减小谱线自吸收效应对样品物质中元素定量分析带来的干扰，提高激光诱导击穿光谱技术(LIBS)对钢铁中微量元素的检测准确度和精度，以攀钢生铁标准样品作为研究对象，选取Fe(Ⅰ)438.4 nm、Fe(Ⅰ)347.6 nm作为内标线，以原子线Ti(Ⅰ)506.5 nm、离子线Ti(Ⅱ)334.9 nm作为分析线，对Ti元素谱线的自吸收效应进行校正，分别建立内定标曲线，并建立了相应的量化模型。先通过指数函数拟合定标曲线来表征自吸收效应，然后对自吸收效应进行校正。自吸收校正后，Ti两组定标曲线的决定系数R²分别从0.882增加到0.994、0.881增加到0.917,分别提高了12.7%和4.0%。定量分析时，2^#和5^#样品用于验证，结果显示两验证样品中Ti预测浓度的相对误差都降低到了10%以内，预测浓度的相对误差分别减少了72.01%、97.10%,测量精度得到明显提高，并且自吸收校正后的预测浓度近似于等于标准浓度。实验表明，通过指数函数拟合定标曲线的方式来量化自吸收效应，并对其进行校正的方法可以提升对Ti的分析精度，方法为...     

A method for generating double-ring-shaped vector beams

We propose a method for generating double-ring-shaped vector beams. A step phase introduced by a spatial light modulator(SLM) first makes the incident laser beam have a nodal cycle. This phase is dynamic in nature because it depends on the optical length. Then a Pancharatnam–Berry phase(PBP) optical element is used to manipulate the local polarization of the optical field by modulating the geometric phase. The experimental results show that this scheme can effectively create double-ring-shaped vector beams. It provides much greater flexibility to manipulate the phase and polarization by simultaneously modulating the dynamic and the geometric phases.     

便携式激光诱导击穿光谱结合小波变换去背景算法定量分析钢铁中Mn元素

针对工业现场和野外恶劣环境下快速检测的需求,设计并搭建了基于光纤激光器的便携式激光诱导击穿光谱实验系统.采用迭代小波变换去背景算法对光纤激光器的高重复频率造成的高的连续背景干扰进行消除.对比了去背景前后攀钢生铁样品中的Mn元素的谱线,发现Mn元素的4条特征谱线的定标曲线决定系数分别由0.988、0.985、0.982和0.992提高到了0.994、0.994、0.994和0.995;采用留一交叉验证得到的均方根误差分别从0.123、0.146、0.101和0.083,降低到了0.072、0.085、0.062和0.073.结果表明,采用该迭代的小波变换去背景算法,能够有效地去除连续背景干扰,提高回归模型的准确性,进而提高激光诱导击穿光谱定量分析的准确度.