左手材料中通过改变层间距实现谐振频率的移动(英文)

为了研究周期性结构的左手材料中层间距和频率的关系,分别制作了层间距分别为3.08mm,2.93mm,2.73mm和2.33mm的棱镜形样品。用网络分析仪HP8720ES测量了电磁波通过样品折射后的强度和频率的关系图。同时还模拟了层间距为3.23mm,3.13mm,3.03mm,2.93mm和2.73mm的样品,得到了相应的频率和电磁波强度的关系曲线。实验和模拟结果一致,即:随着层间距的减小,谐振频率从高频向低频移动。     

左手介质对谐振腔谐振频率的影响

在谐振腔设计过程中, 谐振腔的品质因数以及谐振频率都是需要考虑的关键因素. 传统的方法是通过减小谐振腔的尺寸或者利用高次模来提高谐振腔的谐振频率, 但是由于两种方法都有其局限性, 导致设计结果并不理想. 通过理论计算与模拟仿真相结合的方法, 对影响谐振腔谐振频率的因素进行分析, 得出了填充介质的材料属性与谐振腔谐振频率的关系. 理论计算显示: 当用“左手介质”作为谐振腔的填充物质时, 可以在不改变谐振腔尺寸的基础上提高谐振频率. 高频结构仿真器(high frequency structure simulator)的仿真数据也证明了以上结果, 从而得出谐振腔的谐振频率可以不受谐振腔尺寸的限制. 相较于传统理论而言, 研究结论有进一步的发展, 为探索和设计新颖的谐振腔提供了理论依据.     

由同时具有磁谐振和电谐振结构组成的左手材料

为了在同一结构中同时实现负介电常数和负磁导率(双负),采用一种“巨”字形结构,利用丝网印刷技术在氧化铝基板上进行加工制作,并通过仿真和实验测试证实了这种结构的“双负”特性. 与利用磁谐振器和电谐振器组阵实现左手材料的方法相比,这种单一结构可以同时实现负介电常数和负磁导率,制作方便,等效电路简单,双负频段较宽. 利用丝网印刷技术进行样品的制作,工艺简单,成本低廉. 关键词： 左手材料 磁谐振 电谐振     

基于矩形谐振环的新型复合周期结构左手材料研究

通过实验及仿真研究了基于矩形谐振环的新型三角形和三矩形开口谐振环金属线复合周期结构左手材料.仿真研究了以金属铜三角谐振环和三矩形谐振环（SRRs）为基本单元的周期结构负磁导率材料,结果显示两种谐振环均能产生很好的谐振效果,即能产生负磁导率;设计、制作并实验和仿真研究了三角谐振环和三矩形谐振环金属线复合周期结构左手材料,实验结果分别在9.5—13.3GHz和9.8—12.5GHz出现良好的负折射效应,与仿真结果具有较好的一致性.该研究对新型周期结构左手材料的研究、设计和研制具有重要的科学意义和应用前景. 关键词： 左手材料 负折射 三角形谐振环 三矩形谐振环     

一种基于金属开口谐振环和杆阵列的左手材料宽带吸收器

用数值仿真在微波X波段研究了金属开口谐振环和杆阵列这一最基本的谐振结构.通过合理的参数调节,这种结构在10.91GHz附近可以表现出高达98%的吸收率,并且半高峰宽达到3.5GHz.用散射参量提取法计算其有效电磁参数,发现在谐振频率附近其介电常数、磁导率和折射率的实部均为负值.相比于传统的左手材料,这种结构的电磁参数在谐振区域均具有较大的虚部,是形成高吸收率的根本原因.本文的左手材料吸收器在电磁加热、电磁隐身等领域具有许多潜在的应用.     

左手材料纤芯双包层光纤的传输特性

对纤芯为左手材料,内包层和外包层都为右手材料的双包层光纤进行了分析.在弱导情况下,且不考虑介质损耗,由亥姆霍兹方程出发,得到了HE、EH、TE和TM导模的色散方程,并在远离截止条件下,对其进行简化.所有的TE和TM模都是简并的.分别讨论了内包层折射率和厚度对该左手材料光纤最低阶导模的影响,画出了各自的色散曲线,并和右手材料光纤导模相应色散曲线进行了比较,发现左手材料光纤的低阶导模具有反常的色散特性.     

基于三角谐振环的新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料性质研究

通过实验及仿真研究了三角谐振环组合新型六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料.仿真研究了以金属铜三角开口谐振环（SRRs）为基本单元的周期结构负磁导率材料,与闭口环（CSRRs）结果对比发现三角开口谐振环能产生很好的谐振效果即能产生负磁导率,并且多层单元仿真发现多个谐振环耦合能提高谐振频率并加宽谐振频段;设计、制作并实验和仿真研究了三角开口环为基本单元的六边形谐振环金属线复合周期结构左手材料,仿真结果在98GHz附近出现良好负折射效应,实验验证在93—108 GHz出现良好负折射效应,与仿真结果具有良好的一致性.该研究对新型周期结构左手材料的研究、设计和研制具有重要的科学意义和应用前景. 关键词： 左手材料 三角环组成的六边形谐振环 负折射     

基于双环开口谐振环对的平面周期结构左手超材料

通过理论分析和实验仿真,研究了用双环开口谐振环对（double split-ring resonator pairs,DSRRP）实现平面左手超材料的原理,用等效电路理论解释并描述了其负介电常数和负磁导率的产生机理,并对DSRRP在3维左手超材料设计的应用进行了探索性研究.结果表明,DSRRP可以实现小尺寸的平面左手超材料,此外,DSRRP还可以作为用以实现3维左手超材料负磁导率的3维各向异性磁超材料. 关键词： 双环开口谐振环对 平面左手超材料 3维磁超材料     

探测结构材料应力的频率谐振技术

设计和建造大型磁体系统(包括常温和低温超导磁体)是目前核聚变工程中重要的问题之一。而磁体研制的核心问题都与强大机械力的存在有关。因此开展对磁体及结构材料应力的研究工作就显得特别重要。 近年来开始应用声学方法研究磁体中与力有关的问题(例如用声发射技术探测超导磁体的工作情况),已取得了有希望的结果。我们对低温与超导磁体中常用结构材料进行过声发射实验研究,也对目前尚存在争论的“磁体猝灭的声发射预测”问题进行了实验研     

太赫兹波段谐振频率可调的开口谐振环结构

开口谐振环(SRRs) 结构可以激励磁谐振, 实现负的磁导率. 提出在SRRs两环间隙内引入相对交错的金属短线, 并研究了金属短线对谐振频率的影响. 结果表明: 随着金属短线数目的增多, 谐振频率显著降低, 同时金属短线的结构参数如长度、宽度及间距也会对谐振频率产生影响. 最后验证了金属短线的引入对减小器件尺寸有明显作用, 且不因介质基底的存在而受到影响. 新型磁谐振单元可为今后超材料的设计及实际应用提供新的参考. 关键词： 左手材料 开口谐振环 太赫兹 小型化     

光波在左手材料中全折射的理论分析

根据菲涅尔公式,从理论上证明了只有在左右手系两种介质中光波才能发生全折射现象,给出了产生全折射时介质折射率应满足的条件n1=－n2,μ1=－μ2.对n2=－1的负折射率平板的成像进行了分析讨论,此负折射率平板具有透镜的作用.     

左手材料复合双棱镜内部界面的古斯-汉森位移

设计了一种左手材料复合双棱镜,由两块各向同性左手材料棱镜与夹在其间的、其界面与光轴成一定的角度的单轴各向异性左手材料平板构成.研究了发生在其内部界面上的古斯-汉森位移.分析了发生折射的条件和古斯-汉森位移的符号.研究发现,反射波与透射波有相同的古斯-汉森位移,透射波的古斯-汉森位移随着薄层厚度的增加而振荡,整体上呈增加趋势;在透射共振点,透射波的古斯-汉森位移达到极大值,且极大值可达入射波波长的数十倍;发现入射角和光轴与界面的角度对透射波的古斯-汉森位移有很大影响.最后简单地探讨了这种双棱镜的潜在应用.     

Resonant Cavities for Frequency Tunable Gyrotrons

In this paper we present, discuss and compare several concepts based on both well-known and novel ideas for tunable gyrotron cavities. Although theoretical and design considerations are presented and discussed together the main focus is on the underlying principles and feasibility of different approaches rather than on their specific implementations. Illustrative examples are provided for configurations and frequency range appropriate for gyrotrons used as radiation sources for NMR spectroscopy with signal enhancement through DNP.     

左手性介质平板透镜系统的赛德尔像差特性

根据初级像差理论广泛研究了由左手性介质构造的平板透镜系统的赛德尔像差特性.由初级像差加和定理推导了适合于这种系统的赛德尔和数公式,并指出了寻找消赛德尔像差的平板透镜系统的方法.作为两个特例,分别讨论了消赛德尔像差的左手性介质单透镜和双胶合透镜系统.     

光波在左手材料中的菲涅尔公式和布儒斯特定律

根据Maxwell的电磁场理论,推导出单色平面光波入射到介电常量和磁导率分别为ε1、μ1和ε2、μ2的两种介质时的菲涅耳公式和反射率及透射率的普适表达形式.对于ε2<0 和,μ2<0的左手材料,普适菲涅耳公式同样适用.研究了光从右手材料入射到左手材料时反射和折射的特性,给出了反射光为全偏光时布儒斯特角应满足的条件,此条件说明,在左手材料中布儒斯特角不但与折射率有关而且与磁导率有关.     

Scattering Characteristics of Dielectric Periodic Structure Composed of Left-handed Materials with Arbitrary Oblique Incidence

Scattering characteristics of monolayer and multilayer dielectric periodic structure composed of left-handed materials (LH-DPS) with plane wave arbitrary oblique incidence are carefully analyzed using a method which combines multimode network theory with the rigorous mode matching method. Our analysis results reveal that the arbitrary oblique incident angles and relative position between different LH-DPS have great effects to the scattering characteristics of LH-DPS which different from the situation of dielectric periodic structure composed of right-handed materials (RH-DPS). The reasons why the reflection characteristics of the LH-DPS are totally different from those of the RH-DPS with arbitrary oblique incidence are also given. The present quantitive investigation provides guidelines for the design of the monolayer and multilayer dielectric frequency selective surfaces for millimeter wave applications.     

Improving Locking Accuracy of Resonant Optical Gyroscope by Laser and Acoustooptic Frequency Shifter Jointed Pound-Drever-Hall Technique

ABSTRACT

A laser and acoustooptic frequency shifter jointed Pound-Drever-Hall technique is designed to lock the resonant optical gyroscope. Utilizing direct digital synthesizer (DDS) technology and temperature control in the driver, the frequency-shift precision of the acoustooptic frequency shifter higher than 1 Hz is obtained. Experiments show that compared with locking by tuning the laser only, the zero-bias stability of the gyroscope is improved. In this locking scheme, there are few additional devices, the tuning of the laser and the acoustooptic frequency shifter share a common Pound-Drever-Hall locking system, and the demodulation and the locking algorithms are simple.     

Narrow transmittance peaks in a multilayered microsphere with a quasiperiodic left-handed stack

We studied the photon spectrum in coated microspheres with alternating quasiperiodic layers having left-handed (LH) materials included. It is found that the band gap (spectral zone of nearly zero transmittancy) in such a system is strongly enhanced. At an increase of the quasiperiodicity parameter γ, the boundaries of the spectral band gaps acquire the intended shape. When γ exceeds the inverse golden mean value, a structure with extremely narrow separated resonant peaks with nearly complete transmittance arises. At increased γ, such resonances migrate to the center of the band gap. This effect allows creating optical filters with extremely narrow passbands.     

铷原子频标磁致频移相关问题研究

长期稳定度是评价铷原子频标性能的一项关键指标．物理系统内部静磁场（C场）稳定性引起的磁致频移与铷频标长期稳定度有关．利用⁸⁷Rb原子基态磁敏跃迁频率与轴向外加磁场的线性关系,测量了铷频标物理系统内部磁场强度,并计算了铷频标物理系统磁屏蔽筒轴向磁屏蔽因子约为3 828．实验结果表明磁屏蔽筒有效地降低了地磁场日波动对铷频标物理系统内部C场的影响,使磁致频移控制在合理范围内．