二维圆柱形光子晶体的完全禁带研究

用平面波展开法研究了二维圆柱形光子晶体的完全禁带与填充比、介电常数比之间的关系. 研究发现,并非介电常数比越大,完全禁带宽度就越大,而是有一个峰值. 关键词： 二维光子晶体 完全禁带 平面波展开法     

窄禁带半导体的非线性极化率和光学双稳性

本文改进了半导体两带模型,计算了窄禁带半导体的非线性极化率.运用所求得的极化率,研究了InSb的光学双稳性,所得到的稳态曲线、临界开关光强与入射光频率的关系以及动态特性都与实验结果有较好的符合.     

风成海面的极化辐射

采用几何光学模型和统计的方法研究了风成海面的极化辐射特性.本文假设海面由一系列随 机分布的小镜面组成，海面对电磁波的散射可看作镜面的反射，风成海面的辐射是小镜面辐 射的统计平均.计算了前三个Stokes 参数，结果表明辐射亮温随方位的变化关系为余弦函数 ，周期为π；辐射亮温随方位角的变化幅度为几个Κ.风成海面的极化辐射特性提供了利用 被动微波遥感手段反演海洋风场的途径. 关键词： 极化 辐射 亮温 风成海面     

对称平面特异材料中的类Fano谐振(英文)

从理论和实验上研究了一种具有C3对称性的平面特异材料中的类Fano谐振模式。该平面特异材料由互补劈裂开口环谐振器(CSRRs)周期排列而成,每个原胞包含3个缝隙,具有三度旋转对称性。当水平偏振的电磁波入射到该结构时,具有高品质因子的类Fano谐振模式可以被激励,透过率频谱上表现为尖锐的谐振峰。该类Fano谐振由单元内3个CSRR局域模式的平面内耦合形成的对称态和反对称态耦合产生,在传感器、滤波器方面有广阔的应用前景。     

基于传输线的特异材料

特异材料(metamaterials)是指自然界中不存在的具有奇异电磁特性的人工结构,通常指的是介电常数和磁导率同时为负值的左手材料(left\\|handed materials).自从2002年利用传输线制备左手材料的思想被提出后,人们对基于传输线的特异材料进行了大量的研究.文章着重概述了近年来人们所提出的几种典型的传输线特异材料的结构、制备方法、实现左手性的原理以及各自的特点.     

基于传输线的特异材料

特异材料（metamaterials）是指自然界中不存在的具有奇异电磁特性的人工结构，通常指的是介电常数和磁导率同时为负值的左手材料（left-handed materials）。自从2002年利用传输线制备左手材料的思想被提出后，人们对基于传输线的特异材料进行了大量的研究。文章着重概述了近年来人们所提出的几种典型的传输线特异材料的结构、制备方法、实现左手性的原理以及各自的特点。     

具有极化选择特性的超材料频率选择表面的设计

基于超材料结构的设计理论,通过长金属线周期阵列和具有Lorentz谐振形式等效介电常数的金属短线的组合可频率选通特性.由不同周期排布和结构尺寸的长金属线和金属短线组合而成的频率选择表面具有不同频段的选通特性.文章提出了双层及单面两种具有极化选择特性的频率选择表面,两种结构均可实现对特定频段TE及TM波选通.具有极化选择特性的超材料频率选择表面的设计为极化滤波器以及极化波产生器的设计提供了借鉴. 关键词： 频率选择表面 超材料 极化选择     

超强激光驱动的辐射反作用力效应与极化粒子加速

光强超过10~(22) W/cm~2的极端超强激光将光与物质的相互作用推进到辐射主导区域,激发高能伽马光子辐射,产生明显的辐射反作用力效应.辐射反作用力可以显著影响强场中带电粒子的动力学行为,并从根本上改变了极端强场区域的激光等离子体相互作用规律.如何理解和验证辐射反作用力效应是强场物理研究的核心内容之一.本文结合该方向的国内外研究进展,论述了辐射反作用力的经典形式与强场量子电动力学的理论计算与模拟方法,详细讨论了单粒子在强场中的反射、量子随机辐射、自旋-辐射耦合等效应,介绍了激光等离子体相互作用中的电子冷却、辐射俘获、高效伽马辐射等机制,并给出了目前辐射反作用力效应的实验验证方法与进展.针对自旋在强场量子电动力学方面的效应,介绍了激光加速产生极化粒子源的方法.     

基于特异材料的非完美透镜成像

There is widespread and strong interest in trying to fabricate a metamaterial in which both the permittivity and permeability are equal to -1 in order to achieve sub-wavelength imaging. Several metamaterial constructs have been proposed with varying degrees of success because of inherent losses, limited bandwidth and scattering from the abstracted circuit elements constituting the artificial material itself. A further limitation is the need to capture evanescent components from the object to be imaged that ...     

低频和高频区域内大禁带的二维各向异性光子晶体

采用一种改进的平面波展开法,运用一种有效的设计二维各向异性光子晶体的方法,在低频和高频区域内获得了具有较大禁带的两种二维光子晶体.低频区域内,找到具有最大禁带宽度的光子晶体的禁带宽度为Δω=0076(2πca),中心频率为0769(2πca)(这里的a为晶格常量).高频区域内,找到的光子晶体的最大禁带宽度为Δω=01(2πcα),中心频率为1653(2πca).同时在低频区域内,发现一种很简单的正方网格结构,它的禁带宽度为Δω=00574(2πca),禁带宽度与禁带的中心频率之比为Δωωc=11782%. 关键词： 光子晶体 平面波展开法 各向异性材料 完全禁带     

Elastic waves propagation in thin plate metamaterials and evidence of low frequency pseudo and local resonance bandgaps

A comprehensive numerical simulation study on elastic wave propagation for a novel engineered thin plate metamaterial structural system is presented. To enhance the accuracy of model, a mesh convergence study is validated. The wave dispersion spectra with bandgaps for three types of structures are presented. Based on local resonance phenomena, the low frequency pseudo and local resonance bandgaps are reported. Highlights are also included for the Bragg scattering induced directional bandgaps. The effects of material and geometric parameters on bandgaps are discussed. The finite element based frequency response study further validates the reported bandgaps. The conclusions provide a new perspective for designs and applications of thin plate metamaterials for subwavelength wave manipulation including seismic shielding of civil infrastructures.     

不同预淀积层银膜表面等离子激元波的辐射效率

测量了棱镜／ＬＢ膜／银膜／空气，棱镜／银膜／空气，棱镜／银膜／空气三种结构在衰减全反射条件下激发的表面等离子激元波由于银膜－空气界面粗糙度而散射以空气中的辐射效率，同时，由散射光强分布计算出表面度粗糙度参数随横向相关长度σ和表面波纹深度δ，再由σ和δ计算出理论辐射效率，理论与实验结果相符合。     

Analysis of the Nonselective Spectra of Photostimulated Electron Emission from the Surface of Irradiated Dielectrics

The methodological aspects of PSEE spectroscopy of the surface of irradiated dielectrics have been considered. A generalized method for processing the nonselective photostimulated electron emission (PSEE) spectra taking into account the effects of radiation electrification and structural disordering is proposed and has been substantiated. The procedure of separation of the emission contribution of discrete radiation centers providing, in the stationary approach, estimation of a number of parameters and the concentration of emission-active defects of the surface layer of the material has been described. The potentialities of the method have been demonstrated with the example of Be₂SiO₄ phenacite crystals and crystalline and glassy SiO₂. Diamagnetic oxygen-deficient centers, body and surface E'-centers, as well as hole O ₁ ⁰ -centers on nonbridging oxygen atoms have been registered. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 72, No. 3, pp. 381–385, May–June, 2005.     

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     

ZnO纳米颗粒中的表面态发射特性研究

研究了不同粒径ZnO纳米颗粒样品(17～300nm)的时间光谱,通过对各粒径样品时间积分光谱的谱带结构进行高斯拟合解迭,发现光子能量位于ZnO谱带低能侧的高斯拟合成份Xc3的荧光中心波长随粒径的减小而红移,同时发光带的寿命也随之缩短.基于ZnO谱带低能侧的高斯拟合峰发光带强烈依赖于ZnO样品粒径的谱带特性,提出了与ZnO禁带内的表面态能级有关,同时研究表明,表面态在尺寸降到一定程度的纳米体系中起着重要的作用.     

Dust in Plasma II. Effects of Secondary Electrons: Ionization and Surface Emission

In this second paper, the effect of secondary electrons on the charge and potential of a dust particle immersed in plasma has been studied. The processes of electron‐induced ionization and those of photo‐electron and secondary electron emission from the particle surface as a function of primary electron temperature have been taken into account. Starting from temperatures as low as 6 eV in an Ar plasma, ionization produces an extra ion flux to the dust surface comparable to that of the ion charge exchange effect. For what concerns the surface emission, results show that a transition from negative to positive dust charge/potential takes place, and that the transition regime is characterized by a non‐monotonic behavior of the electric potential around the particle. In the case of photoelectric emission, the dust charge and potential are monotonic decreasing functions of the electron temperature, while in the case of emission induced by primary electrons a minimum charge/potential is reached before they grow towards positive values. In no case multiple dust charge states have been observed due to the presence of the potential well attached to the particle surface. (© 2014 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

表面等离激元对氮化硅薄膜中Tb3+离子荧光寿命的影响

利用等离子增强化学气相沉积和离子注入方法,制备了铽掺杂的氮化硅薄膜,然后利用磁控溅射和热处理工艺在薄膜上沉积了不同颗粒尺寸的银薄膜来研究表面等离激元共振对铽离子荧光寿命的影响.实验结果表明氮化硅中Tb³⁺离子的光致荧光最强峰在547 nm,而银薄膜的存在会明显降低稀土离子Tb³⁺的荧光寿命,其寿命的改变是由于银薄膜的表面等离激元改变了电磁场的分布,从而影响了系统的局域光模密度(PMD),理论计算的结果也验证了这一点.     

Al/ZnO:Al薄膜结构的荧光增强效应

利用物理气相沉积设备制备了Al/ZnO:Al薄膜样品,研究了该薄膜结构的发光特性。结果表明,在ZnO:Al薄膜表面镀一层Al岛薄膜可以增强其带边荧光,同时在475 nm附近产生蓝光峰。通过在Al岛薄膜和ZnO:Al薄膜之间引入一层5 nm的Ta₂O₅绝缘层可以使ZnO:Al薄膜的带边荧光和蓝光显著增强,并随着Ta₂O₅绝缘层厚度的增大而减弱。通过对Al/ZnO:Al样品进行退火处理可以使带边荧光和蓝光峰分别增强9倍和83倍。基于局域表面等离子体共振理论,计算了Al/ZnO:Al纳米结构的光学散射和吸收截面曲线。实验结果与理论计算相一致。     

一维无序结构光子晶体的能带特性研究

通过引入结构参数a，深入研究了具有无序结构的一维二元光子晶体的能带特性。研究发现，无序结构有效拓宽了光子带隙，与均匀结构相比，拓宽率达到200％以上；无序一维光子晶体表现出从可见到红外很宽区域的高反射特性。本文还计算和分析了入射角和无序度D对光子晶体带隙的影响。