微波感应直流电压现象的实验研究

本义报道了微波感应直流电压现象(或称逆交流约瑟夫逊效应)的某些实验研究。实验中采用的样品为具有良好迦滞的Nb-NbO_x-Pb谐振型隧道结;结与微波的耦合采用磁耦合方式,微波工作频率为x频带.在零电流偏置时,结的直流电压可锁定在一系列量子化电压值中的某一个。实验观测到2K时单结最大电压为0.6mV,电流台阶高度为200μA。实验结果与逆交流约瑟夫逊效应理论相符,并进一步支持了磁耦合的观点。     

小面积Pb合金隧道结中的准粒子射频感应台阶

我们用8mm波段的电磁波辐照小面积Pb合金超导隧道结,在能隙电压附近观察到了光子辅助的准粒子隧道效应所引起的感应台阶。本文报道了有关的测试方法、实验结果和主要结论,并简要地叙述了一种波导-悬置带线-隧道结的新的微波耦合结构。     

磁场对微波感应台阶高度的影响

本文提出了微波感应台阶现象的改进理论。在此基础上,详细研究了外磁场和微波功率对微波感应台阶高度的影响。理论预言和已有的实验事实是符台的。     

约瑟夫森隧道结微波感应效应的实验和理论研究

在实验中观察到半波长约瑟夫森隧道结微波感应阶梯高度随微波电压振幅近似地按贝塞耳函数的二次方变化,并且奇数号码阶梯有时不出现,对于上述现象本文做了理论解释。     

热噪声对约瑟夫森结I-V特性及微波感应台阶的影响研究

采用数值仿真的方法研究了热噪声对约瑟夫森结I-V特性及微波感应台阶的影响。研究表明,热噪声导致约瑟夫森结的I-V特性曲线呈现"圆拱化",也使得微波感应台阶高度减小。得出了取不同约瑟夫森结临界电流和结电阻时,热噪声对台阶的影响规律     

在Josephson隧道结中磁场对微波感应台阶高度影响的讨论

对吴杭生等人的计算公式做了适当的简化.可减小数值计算的工作量.不通过数值计算,直接估计了磁场能使偶数标号台阶高度增大的上限标号n、对2e/h测量中用加磁场来增大台阶高度是否有意义的问题做了讨论.     

关于微波感应直流电压现象的理论

在一个开路(即未和直流电源相联)的约瑟夫逊隧道结上以微波辐照,隧道结的两端便出现一定的直流电压。这就是微波感应电压现象。 文献[1]报道了Chen等人的实验结果。他们采用尺寸很小的Pb-PbOx-Pb结。隧道结的结平面面积约10~(-6)cm~2;结电阻为1Ω;临界电流I_c(在1.4K时)为1.1mA.在10GHz的微波辐照下,结两端出现的直流电压V_n是断续的,和微波频率υ在如下关系:     

一种直接和微带传输线耦合的谐振型Josephson隧道结

找们设计制作了一种简化的直接和微带线耦合的谐振型Josephson隧道结.低温实验的结果表明它具有良好的耦合性能.运用20mW以下的微波功率能使单结输出最大结电压达到9mV左右.耦合效率达到3％左右.而且具有输出稳定,抗干扰能力强的优点.这种器件适用于我国建立Josephson电压基准的工作.     

矩形孔缝耦合特性实验研究

 对矩形孔缝在微波频率为2～18GHz范围内的耦合系数进行了实验研究；建立了实验方法和实验装置。实验结果表明：对于矩形孔缝，当入射电场方向垂直于孔缝长边时，在微波波长约等于2倍孔缝长度时，发生共振效应，在该频率附近一定带宽内耦合系数最大，并且在共振频率处存在着场增强效应。     

随机耦合模型在高功率微波效应中的应用

分析了微波混沌腔体系统中关键部位感应电压的统计问题,介绍了随机耦合模型在高功率微波效应研究中的计算方法和应用,并以计算机机箱为实验系统,开展了电磁波耦合入计算机机箱腔体的电磁干扰问题研究,对其电路板上关键部位感应电压的统计计算和实验结果进行了比较,其结果基本一致。随机耦合模型在波混沌系统中感应电压的统计探讨为高功率微波效应、电磁兼容等研究提供了一种新的思路。     

微波场中Josephson结的微波发射与吸收研究

采用数值仿真方法,研究微波场中约瑟夫森结微波感应台阶处的功率特性。发现微波场中约瑟夫森结不止吸收辐射,也发射辐射的情况。得到微波辐照和结电阻对功率吸收和发射的影响规律。结果表明,处于发射功率的状态对应的偏置电流范围占整个台阶总电流范围的比例可以趋于50%。这一发现对约瑟夫森结理论和应用研究具有重要的意义。     

基于严格耦合波理论的周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质分析

采用严格耦合波理论,数值计算了不同参量下周期性极化铌酸锂晶体的电光衍射性质.研究表明:周期性极化铌酸锂晶体的周期性畴反转结构在电场的作用下相当于折射率衍射光栅,衍射性质和晶体的几何结构、周期、施加电场和入射角密切相关.以布喇格角度入射并满足布喇格衍射条件时,0级衍射光能量随施加电场的增大周期性地转化到-1级的衍射光中,最大转化效率达100%,增大周期性极化铌酸锂晶体的长度可以有效地降低转换电压值;以布喇格角度入射但光传输不满足布喇格衍射条件时,0级衍射光和-1级衍射光不能进行100%的能量转换,同时调制的周期性受到破坏.以布喇格角的倍数角入射时,0级光能量可以转化到相应的其他较高衍射级次,其中奇倍数衍射级的最大转换效率可达100%.研究结果为基于PPLN的集成电光器件设计提供有价值的参考.     

多铁异质结构中逆磁电耦合效应的研究进展

电场调控磁性能够有效降低功耗,在未来低功耗多功能器件等方面具有巨大的潜在应用前景.铁磁/铁电多铁异质结构是实现电场调控磁性的有效途径,其中室温、磁电耦合效应大的应变媒介磁电耦合是最为活跃的研究领域之一.本文简要介绍在以Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))_(0.7)Ti_(0.3)O_3为铁电材料的多铁异质结构中通过应变媒介磁电耦合效应对磁性、磁化翻转及磁性隧道结调控的研究进展.首先讨论了多铁异质结构中电场对磁性的调控;之后介绍了电场调控磁化翻转的研究进展及理论上实现的途径;然后简述了电场对磁性隧道结调控的相关结果;最后在此基础上,对多铁异质结构中电场调控磁性及磁性器件进行了总结和展望.     

微波孔缝线性耦合函数研究

 讨论了微波脉冲通过孔缝线性耦合进入腔体内的研究方法。给出了线性耦合的物理基础,定义了耦合函数，并导出了耦合函数随入射电场极化方向变化的公式。简要描述了数值求解孔缝线性耦合的时域有限差分方法以及修正算法。给出了以矢量网络分析仪HP8510C为主要设备测量耦合函数的实验方法。通过耦合函数的研究，观察到了共振效应和增强效应等现象，给出了微波孔缝耦合发生共振的普适公式。分析了测量探头对耦合函数测量的影响，验证了耦合函数随入射电场方向变化的公式。理论、数值和实验结果符合得较好。     

微波孔缝线性耦合函数研究

讨论了微波脉冲通过孔缝线性耦合进入腔体内的研究方法。给出了线性耦合的物理基础,定义了耦合函数，并导出了耦合函数随入射电场极化方向变化的公式。简要描述了数值求解孔缝线性耦合的时域有限差分方法以及修正算法。给出了以矢量网络分析仪HP8510C为主要设备测量耦合函数的实验方法。通过耦合函数的研究，观察到了共振效应和增强效应等现象，给出了微波孔缝耦合发生共振的普适公式。分析了测量探头对耦合函数测量的影响，验证了耦合函数随入射电场方向变化的公式。理论、数值和实验结果符合得较好。     

电子回流对高功率无箔二极管效率的影响

基于单电子在电磁场中的运动理论, 对某过模微波器件, 用无箔二极管通过分析其导引螺旋管磁场和电子发射区电场的分布与相互关系, 证明了电子回流与电子束传输效率密切相关。效率实验研究表明: 对大尺寸导引磁场, 不同半径薄环阴极发射电子束电功率有较大区别; 如果电子束半径小于50mm, 二极管效率大于95%;如果电子束半径大于90mm, 二极管效率小于75%。     

分段共振耦合RFQ的调谐与测量

对一长度为3m的分段共振耦合RFQ冷模进行了多次调谐和测量,得到了RF电场平整度好于4%的场分布;解决了分段共振耦合RFQ调谐时耦合单元处RF电场分布出现的台阶问题;确定了分段共振耦合RFQ的调谐步骤.     

利用二维光子晶体提高波的耦合效率

通过多重散射方法数值模拟研究和实验测量表明利用二维光子晶体可以提高波的耦合效率.研究发现,高的波耦合效率通常发生在光子禁带的边沿和其它非禁带区的某些频率处.当光子晶体的晶格常数接近于所传输的波的波长时,会出现很高耦合效率的共振耦合现象.利用二维光子晶体的情况下的波耦合效率最高可以达到不利用二维光子晶体时的1.89倍.这种现象在光集成器件中尤其有用.     

SrTiO3基片上Tl-2212双晶约瑟夫森结的动态特性及噪声影响研究

在SrTiO₃（STO）基片上制作了Tl-2212双晶约瑟夫森结,并对其进行了微波辐照下的I-V特性测试,观察到了夏皮罗台阶,符合约瑟夫森电压-频率关系.利用数值仿真对约瑟夫森结建立了RCSJ模型,仿真结果与实验数据符合较好,利用此模型深入研究了噪声对结动态特性的影响,解释了噪声影响下结的微波感应台阶幅度减小和极小值展宽现象,提出了有效噪声温度为工作温度和外部噪声的等效温度之和. 关键词： RCSJ模型 噪声 Tl-2212双晶约瑟夫森结     

平板型感应耦合等离子体源的线圈配置对功率耦合效率的影响

基于感应耦合等离子体的变压器模型，分析了感应耦合等离子体的功率耦合效率与线圈配置(几何尺寸、电学参量)及等离子体基本参量(等离子体电子密度、电子-中性粒子有效碰撞频率)之间的关系；然后，改变平板型线圈的匝数从而改变了线圈的几何尺寸、电学参量，并且测量出了不同的线圈所对应的功率耦合效率.实验结果表明，线圈的电感量是能否实现放电的决定性因素；而功率耦合效率则与感应线圈的Q值、放电参量(气压、功率)等密切相关，射频输入功率的增加、放电气压的上升都会导致感应耦合等离子体耦合效率的提高，这与感应耦合等离子体的变压器模型预测结果是符合的. 然而，变压器模型给出的提高线圈Q值可导致耦合效率增强的预测结果仅适用于同等电感量的线圈条件. 本文对于单线圈的感应耦合等离子体源的研究为线圈的优化设计甚至大面积的多线圈感应耦合等离子体源研制提供了理论依据. 关键词： 感应耦合等离子体 功率耦合效率 变压器模型