负折射指数物质中金属线对电磁波的影响

构造两种结构负折射指数物质(NRM)，利用数值模拟计算两种结构的S参数.由于这种结构尺度比波长小，为精确利用有限积分技术(FIT)进行模拟.通过对这两种结构中金属线位置变化对金属谐振频率影响进行模拟，最后得出由于金属线与谐振环耦合，金属线对称破缺影响谐振环谐振频率和通带，并对等效负折射指数为负的频带产生影响. 关键词： 负折射率 左手物质 通带 金属线对称破缺     

基于平行金属双柱的太赫兹波二维左手材料

基于产生负介电常数的周期性金属线单元结构,利用平行金属双柱设计了具有双负通带的两种太赫兹波段二维左手材料。应用时域有限积分算法研究了二维左手材料的传输特性,仿真结果表明,在0.76THz附近,平行金属双柱的表面电荷振荡与反向平行电流引发了电磁谐振,出现良好的负折射效应。在0.75～0.78THz之间同时具有负等效磁导率和负等效介电常数,双负通带带宽约为0.03THz。进一步研究了金属双柱间距、长度及基板厚度等结构参数对双负通带带宽的影响。研究结果为太赫兹波段左手材料的设计和研制提供了参考。     

一种结构简单的二维左手材料设计及仿真研究

基于产生负介电常数的周期性金属线单元结构,讨论了金属线长度和宽度的变化对负介电常数的影响.在入射波的波矢k方向上放置两个单元结构,使两单元中的金属线响应入射波的磁场产生负磁导率,就可得到一维左手材料.若保持电边界条件的位置不变而调换波端口和磁边界条件位置,即入射波的波矢k转过90°角,两单元结构同样具有左手特性,从而可实现二维左手材料.     

一种新型左手材料的设计和特性研究

通过对左手材料的理论分析,设计了一种宽频带左手材料结构单元.该结构单元由一个矩形闭合环和十字型结构构成的谐振器和金属线组合而成.这种新结构中的谐振器实现负磁导率,金属线实现负介电常量,经过合理的设计,可以在某一频段内使得磁导率和介电常量同时为负,即具有负的有效折射率和正的波阻抗.数值仿真结果表明:在其工作频段内存在一个通带并且在17.6～29.0 GHz频率范围内折射率实部为负,而虚部接近于零;同时在该频率范围内波阻抗实部大于零,从而说明了该左手材料具有左手特性.除此之外,相对左手带宽达到48.9％,远远优于传统的左手材料.     

一种新型左手材料的设计和特性研究

通过对左手材料的理论分析,设计了一种宽频带左手材料结构单元.该结构单元由一个矩形闭合环和十字型结构构成的谐振器和金属线组合而成.这种新结构中的谐振器实现负磁导率,金属线实现负介电常量,经过合理的设计,可以在某一频段内使得磁导率和介电常量同时为负,即具有负的有效折射率和正的波阻抗.数值仿真结果表明:在其工作频段内存在一个通带并且在17.6～29.0GHz频率范围内折射率实部为负,而虚部接近于零;同时在该频率范围内波阻抗实部大于零,从而说明了该左手材料具有左手特性.除此之外,相对左手带宽达到48.9%,远远优于传统的左手材料.     

TE10矩形波导中填充金属线阵和铁氧体合成的新型左手媒质

在TE₁₀矩形波导中填充金属线阵和铁氧体合成了一种新型的左手媒质结构.分别使用了转移函数矩阵方法以及全波仿真工具Ansoft HFSS对所提出的结构进行了分析.结果表明,在横向磁化铁氧体等效磁导率实部为负的频段范围内,该合成结构呈现左手通带特性并伴随着后向波的传播现象.由于横向磁化铁氧体的等效磁导率为负的频段范围可调,故所提出的结构具有左手通带范围可调的特性. 关键词： 左手媒质 10矩形波导')" href="#">TE₁₀矩形波导 金属线阵 铁氧体     

垂直入射条件下厚金属环结构的负磁导率与左手材料行为

用矩形波导法实验研究了微波垂直入射于具有一定厚度的金属铜圆环结构的微波电磁响应行为.结果表明，当金属铜环的厚度增加到一定值时，在中心频率为145GHz处出现透射禁带，并且相位在透射禁带处发生跃变.采用双各向异性媒质理论计算了铜圆环结构的磁导率随频率变化关系，在透射禁带处磁导率为负.对厚金属圆环与金属线一一对应组合的样品，微波沿环面垂直入射时测量到左手透射通带和相位超前，通带带宽达到15GHz，强度为-21dB.     

同时实现介电常数和磁导率为负的H型结构单元左手材料

基于用一种结构同时实现材料介电常数和磁导率为负的思想，提出了H型结构单元左手材料模型.采用矩形波导法测试表明，H型结构单元在微波频率范围出现左手透射峰，并且可以由参数t对左手特性区域进行调控.同时利用相位法、棱镜折射法和散射参量法从实验和理论证明了在左手透射峰区域材料的折射率为负值，介电常数和磁导率亦同时为负.相对由金属开口谐振环与金属线两种结构组合实现的左手材料，H型结构集磁谐振与电谐振于一体，结构简单、制备方便，对微波器件左手材料表现出更多的优越性.     

垂直入射条件下厚金属环结构的负磁导率与左手材料行为

用矩形波导法实验研究了微波垂直入射于具有一定厚度的金属铜圆环结构的微波电磁响应行为.结果表明,当金属铜环的厚度增加到一定值时,在中心频率为145GHz处出现透射禁带,并且相位在透射禁带处发生跃变.采用双各向异性媒质理论计算了铜圆环结构的磁导率随频率变化关系,在透射禁带处磁导率为负.对厚金属圆环与金属线一一对应组合的样品,微波沿环面垂直入射时测量到左手透射通带和相位超前,通带带宽达到15GHz,强度为-21dB. 关键词： 负磁导率 垂直入射     

基于蘑菇型结构的双入射超宽带复合媒质材料设计与分析

通过设计一定的单元结构, 可以实现超宽带人工电磁材料. 基于蘑菇型金属结构, 提出了一种同时具有左右手通带无缝结合的超宽带双入射型复合媒质材料结构单元. 该结构由嵌入到介质板的两个反向对称的蘑菇型金属结构组成, 能够同时引发电谐振和磁谐振而得到左手通带. 通过利用CST软件仿真、等效电磁参数提取、折射率计算以及建立等效磁谐振电路模型等方法, 分析验证了该结构的双入射特性和左手特性. 仿真结果表明, 在电磁波垂直于介质板和平行于介质板入射两种情况下, 在X波段均表现出左手通带特性, 并具有1 GHz以上的左手带宽. 当电磁波垂直于介质板入射时, 在7.2 GHz-9.3 GHz频段为右手通带, 在9.3 GHz-11 GHz频段为左手通带; 当电磁波平行于介质板入射时, 在7.0 GHz-9.0 GHz频段为右手通带, 在9.0 GHz-10 GHz频段为左手通带. 在两种情况下分别于9.3 GHz与9.0 GHz处得到了零折射率, 从而构造了一种正-零-负复合媒质材料, 实现了具有3 GHz带宽的双入射超宽带平衡结构.     

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     

Thermally tunable narrow-bandpass filter based on a linearly chirped fiber Bragg grating

We propose a new method for the development of a tunable optical bandpass filter (TOBF) based on a linearly chirped fiber Bragg grating (LCFBG). A NiCr wire heater is used to heat the LCFBG at a small point to introduce a narrow passband within the stop band of the LCFBG. The central wavelength of the passband is tuned by scanning the wire heater along the LCFBG. As an example demonstrating the effectiveness of the proposed method, we demonstrate a TOBF with a very small 3-dB bandwidth of approximately 7 pm, a tuning range of 16.4 nm, and a rejection ratio of more than 25 dB. Compared with previously reported tunable-fiber-based bandpass filters, this method provides the advantages of a large tuning range, continuous tunability, a switchable passband, a simple tuning mechanism, low cost, and narrow bandwidth.     

基于斜三角开口对环的宽带低耗左手材料

本文将磁谐振环-金属线共面结构与磁谐振环相结合, 提出了一种基于斜三角开口对环结构的新型宽频带低耗左手材料结构. 该结构能产生两个磁谐振, 实现两个双负频段. 研究表明, 调节单元尺寸可使两个双负频段移动重合形成一个宽频带. 理论分析、仿真和测试结果均表明, 本文提出的新形结构在9.3—13.2 GHz频段同时具有负的磁导率和负的介电常数, 相对带宽34.7%, 损耗性能系数347.9, 实现了宽带低耗左手材料. 其研究结果对多频段、宽带低耗左手材料的设计具有重要的指导意义.     

Frequency selective surface with a flat topped passband

Two frequency selective surface (FSS) configurations with flat topped passband are presented in this paper.One configuration is single layer FSS with λ/4 thickness dielectric loaded on both sides, and the other is double layers FSS. Based on the modal matching method, the frequency response properties including angle effect and polarization effect of both FSS configurations are analyzed, and the plots of the frequency versus transmission coefficient are obtained for different incident angles and polarizations. It is shown that the structure with the single layer FSS embedded centrally in the λ/2 thickness dielectric has a wider flat top bandwidth of 6.8 GHz than that of the double layers FSS of 3 GHz. In addition, the fabrication of single layer is relatively easier than the double layers FSS.     

MGTI型不等带宽interleaver的输出光谱特性分析

用两面镜级联的GT腔代替Michelson干涉仪的两面全反射镜,通过MGTI中的GT腔镜面反射率、腔长、干涉仪臂长差等结构参量的选择,得出了宽口和窄口输出谱3 dB处带宽比分别为1.69、1.83、2.13和2.14的四组不等带宽、隔离度高、通带平坦且周期不等的输出光谱,并系统分析了这些结构参量对输出光谱特性的影响.模拟结果表明：可用此类MGTI结构设计出不同带宽比的不等带宽interleaver;输出光谱的平坦特性由GT腔镜面反射率决定,镜面反射率主要影响输出谱的通带带宽与隔离度,且对两者的影响程度不同;选择适当的GT腔腔长和臂长差可得到不同的光谱周期.     

基于微米颗粒填充的粉末低通滤波器仿真

粉末滤波器是一种可应用于超导量子计算等低温实验系统的低通滤波器, 随着频率的升高滤波器会对信号产生急剧的有效衰减, 粉末滤波器的填充材料、 中心导线长度、 线径和结构等参数会对它的频率响应特性产生影响. 本文利用 CST 微波工作室基于微米颗粒填充的方式, 首次对不同中心导线结构的粉末滤波器性能进行三维仿真研究, 仿真结果与实测结果对比后的定性一致性, 说明仿真方法的可行性和准确性. 仿真方法的提出可以有效地加快滤波器结构的迭代速度, 从而降低研发周期和成本, 方便可应用于超导量子计算的新一代粉末滤波器的开发.     

Metamaterial composed of wire pairs exhibiting dual band negative refraction

The design of the metamaterial that can exhibit negative refraction at two frequency bands is presented. The components of this metamaterial are cut wire pairs and continuous wires. The cut wire pairs structure in our sample can achieve the magnetic resonance at two frequency bands by appropriately designing the cut wire dimension. Through numerical simulation, the transmission property of the proposed dual band negative index metamaterial is investigated and its result shows that with the introduction of continuous wires, the stop bands for cut wire pairs (permeability μ<0) and the frequency band for continuous wires (permittivity ε<0) components would overlap and lead to the appearance of pass bands near the two magnetic resonance frequency bands. Its electromagnetic properties are then retrieved to demonstrate that the dual band left-hand behavior can be obtained in our sample structure. It is believed that our approach will be effective to make this kind of dual band negative refractive metamaterial based on the multiple magnetic resonances work at optical frequency.     

Temperature evolution of spin relaxation in a NiFe/Cu lateral spin valve

Temperature dependence of spin relaxation process in a Cu wire has been studied by means of nonlocal spin-valve measurements. The spin-diffusion length of the Cu wire is found to take maximum at the characteristic temperature, below which the spin-diffusion length is reduced. The mechanism of the reduction can be explained by considering the spin-flip scattering due to the oxidized surface of the Cu wire. The thickness dependence of the characteristic temperature supports the interpretation with the surface oxidation.     

谐振频率可调的环状开口谐振器结构及其效应

理论和实验研究表明，开口谐振环(SRRs)中可以激励磁谐振从而实现负磁导率.通过在SRRs结构中引入与其开口边平行的金属短杆设计并制备了新的磁谐振单元，采用波导法系统研究了短杆对SRRs和左手材料的微波透射特性以及左手效应的影响.实验和数值模拟表明：金属短杆和SRRs开口边形成附加电容，导致SRRs开口电容增大从而引起谐振频率降低.随短杆长度l和短杆与SRRs间距d的增大，SRRs谐振频率也随之减小和增加.短杆的加入不影响SRRs的负磁导率特性，改变短杆与SRRs间距d< 关键词： 开口谐振环 金属短杆 调控 左手材料