平均折射率为零的光子晶体中缺陷模频率特性的实验研究

利用传输线技术制备了左手材料,将左手材料与正常材料交替排列组合成平均折射率为零的一维光子晶体.该光子晶体在特定频段具有光子带隙,带隙不随晶格尺度和入射角的变化而改变.通过掺杂技术破坏光子晶体的周期性,可在禁带中引入缺陷模,这种结构的光子晶体可用于实现滤波器小型化和超强耦合.研究表明,通过调节缺陷的厚度可以控制缺陷模的频率,这为调节频率提供了一种方法.实验与仿真结果相符. 关键词： 左手材料 复合左右手传输线 光子晶体     

Efficient and stable wireless power transfer based on the non-Hermitian physics

As one of the most attractive non-radiative power transfer mechanisms without cables,efficient magnetic resonance wireless power transfer(WPT)in the near field has been extensively developed in recent years,and promoted a variety of practical applications,such as mobile phones,medical implant devices and electric vehicles.However,the physical mechanism behind some key limitations of the resonance WPT,such as frequency splitting and size-dependent efficiency,is not very clear under the widely used circuit model.Here,we review the recently developed efficient and stable resonance WPT based on non-Hermitian physics,which starts from a completely different avenue(utilizing loss and gain)to introduce novel functionalities to the resonance WPT.From the perspective of non-Hermitian photonics,the coherent and incoherent effects compete and coexist in the WPT system,and the weak stable of energy transfer mainly comes from the broken phase associated with the phase transition of parity-time symmetry.Based on this basic physical framework,some optimization schemes are proposed,including using nonlinear effect,using bound states in the continuum,or resorting to the system with high-order parity-time symmetry.Moreover,the combination of non-Hermitian physics and topological photonics in multi-coil system also provides a versatile platform for long-range robust WPT with topological protection.Therefore,the non-Hermitian physics can not only exactly predict the main results of current WPT systems,but also provide new ways to solve the difficulties of previous designs.     

光子晶体耦合腔波导的色散特性

理论研究表明，在基于光子晶体的耦合腔波导中，杂质带的色散性质取决于相邻缺陷间局域电磁场的特性，而非缺陷间距离的大小.在第一布里渊区中出现的杂质带的反常色散实际上是能带折叠的结果.通过计算结构的有效折射率，证实了杂质带色散是正常色散. 关键词： 光子晶体 反常色散 耦合腔 杂质带     

空心Fe_3O_4纳米微球的制备及超顺磁性

采用水热控制合成法,以六水三氯化铁、柠檬酸三钠和尿素为原料,聚丙烯酰胺为稳定剂, 200?C下反应12 h制备得到了超顺磁性空心Fe_3O_4纳米微球.通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜对样品的结构和形貌进行表征,并采用振动样品磁强计测试了样品的磁性能.结果表明:所得样品为具有尖晶石结构的Fe_3O_4纳米微球,尺寸为160 nm左右,呈分等级结构,即整个微球由粒径约18 nm的初级晶粒自组装堆叠而成;室温下表现为典型的超顺磁性,且饱和磁化强度为73.3 emu/g (1 emu/g=1 A·m~2/kg),这种高饱和磁化强度可以由其初级晶粒晶化程度高且粒径较大以及这种特殊的二次自组装结构进行解释.这种Fe_3O_4纳米微球为疏松多孔的空心球状结构,具有粒径分布均匀、分散性良好和超顺磁性的特点,在药物靶向输运和肿瘤热疗中有潜在的应用.     

高光谱成像的纸币真伪鉴别研究

人民币是中华人民共和国的法定货币,人民币的真假直接关系到我国社会的和谐与稳定。百元钞票作为我国最大面额钞票,其真假的鉴定显得更为重要。以2005版的百元钞票为例,利用可见/近红外高光谱成像仪获取一张真钞与两张假钞正、背面高光谱影像数据,然后分别在百元钞票的正、背面选取4个特征点,以分析百元真假钞票在正、背面的光谱反射率差异。从真假钞正面四个特征位置的光谱反射率曲线可知,不同特征点处,真钞与假钞之间的有些图案的光谱反射率差异较大,有些图案的光谱反射率则差异并不显著。而不同批次的假钞,其不同位置的光谱反射率也存在较大的差异。对于真假钞背面的分析可知,不同特征点,在不同的波段,真钞与假钞以及假钞之间的光谱反射率同样有一定的差异。根据真钞与假钞正、背面8个特征点的光谱反射率曲线变化特征,选取500,660和870 nm三个波长的灰度图,观察到真钞与假钞在不同特征点的灰度图均表现出明显的差异。真钞在500 nm处的图像轮廓清晰,在660和870 nm两个波长,无论是正面或背面,真钞均有多处特征位置有异于假钞,因此可用660或870 nm区别百元真假钞。为了突出真钞与假钞之间的图像差异,利用基于波段运算得到百元真钞与假钞的灰度图。由图可知,在正、背面上,真钞在多个地方均区别于假钞。由真假钞正面的前12个主成分的灰度图可知,无论从真、假钞正面或是背面,每一主成分均有真钞显著区别于假钞的地方。根据真假钞正背面的纹理特征图可知,真钞的纹理特征显著区别于假钞。研究表明百元真钞与不同版本的假钞在可见/近红外光谱范围内光谱反射率差异显著,近红外特征波段、光谱运算、主成分分析、纹理特征等技术均可探寻到百元真假钞在正、背面存在的位置差异。由此可知,可见/近红外高光谱成像技术可实现不同版本百元真假钞的鉴定,并为假币的溯源提供了可能性和理论支持,此技术在公安实战中具有实际意义。     

海藻酸改性的中空SiO2微球的简易制备及应用

以CaCO3为模板,正硅酸四乙酯（TEOS）为硅源,用比较简单的方法制备了中空SiO2;然后将海藻酸钠嫁接在氨基化的中空SiO2表面;再利用海藻酸盐与钙离子的作用,在中空SiO2表面形成一个凝胶化层,制得海藻酸盐凝胶化的中空SiO2微球,粒径为1~2 μm。 采用FTIR、XRD、SEM、TEM和TGA等测试技术对微球进行表征。 此微球成功地用于柔红霉素的载负和缓释,最大载负率和载药量分别为55.6%和27.8%;缓释结果表明,海藻酸盐凝胶化层的存在,能更有效控制柔红霉素缓慢的释放,这种凝胶化载体对药效强、毒性较大的药物有潜在的临床应用前景。     

High-Efficiency Bistable Switching Based on One-Dimensional Photonic Crystals with Single-Negative Materials

We study theoretically the nonlinear responses of one-dimensional photonic crystals （PCs） composed of alternating two kinds of single-negative （permittivity-negative and permeability-negative） materials embedded with a Kerrtype nonlinear defect layer. In conventional PCs, it is difficult to realize a bistable switching with both low threshold and quick response time. However, in PCs with single-negative materials, by changing the ratio of the thicknesses of the two types of layers, with the decreasing size of the structure, the switching response time is shortened and the threshold intensity decreases simultaneously.     

一维掺杂光子晶体嵌入负介电常数材料和负磁导率材料的性质(英文)

对一维掺杂光子晶体嵌入负介电常数材料和负磁导率材料中缺陷模的透射性质进行了研究.利用转移矩阵方法,分别计算了负介电常数材料和负磁导率材料的反射相位谱和一维掺杂光子晶体的透射相位谱.研究发现,在特定条件下,负介电常数材料和负磁导率材料的反射相位以及一维掺杂光子晶体的往返透射相位之和是0或者2π的整数倍.这样的研究结果表明,在满足一定的条件下,一维掺杂的光子晶体嵌入负介电常数材料和负磁导率材料中后,无论杂质的厚度多大,在光子带隙中仅出现一个缺陷模.而且,由于负介电常数材料和负磁导率材料性质的限制,单个缺陷模的品质因子会大大提高.     

Compact Wavelength Division Multiplexer Based on Microstrip Resonator Containing Effective Zero-Index Media

A compact wavelength division multiplexer （WDM） based on a microstrip resonator containing effective zero-index media is proposed. Both numerical simulations and microwave experiments demonstrate the crosstalk suppression phenomenon in this WDM. By properly adjusting the values of lumped elements, it is convenient to achieve crosstalk suppression over 10dB. Therefore, this compact WDM is promising for applications in modern microwave communication systems for its compact device volume and unique capability to suppress the crosstalk between WDM channels.     

算术－几何平均不等式的初等证法

算术－几何平均不等式的初等证法江海涛（马鞍山高级职业学校２４３００１）在中学数学课本中，任意ｎ个正实数的算术—几何平均不等式，是通过不完全归纳推理给出的，没有进行严格的证明．而学有余力的同学，经常向老师提出此不等式的证明问题．该不等式证法虽多，但常见...