基于Si3N4/SiNx/Si3N4三明治结构的偏振无关1×2多模干涉型解复用器的设计

提出一种基于Si3N4/SiNx/Si3N4三明治结构多模干涉波导的偏振无关1×2解复用器,用于分离1310和1550 nm两个波长.通过合理选择三明治结构中间层SiNx的折射率,可以调节同一波长两个正交偏振态的拍长相等,实现偏振无关;根据多模干涉原理,通过合理选择多模干涉波导的长度与宽度,可以使两个波长的输出像点分别成正像和反像,实现解复用功能.运用三维有限时域差分法进行建模仿真,对结构参数进行优化,并对器件关键结构参数的制作容差进行了分析.结果表明:该器件多模干涉波导的尺寸为4.6μm×227.7μm,插入损耗低至0.18dB,输出波导间的串扰低至–25.7dB, 3dB带宽可达60 nm.另外,本文提出的器件采用Si3N4/SiO2平台,可有效减小波导尺寸,提高集成度,不仅实现了偏振无关,而且结构紧凑、损耗低,在未来的集成光路中具有潜在的应用价值.     

四唑及其衍生物的理论研究 2: 氯代四唑负离子的从头算

用从头计算法, 取6-21G基组, 在MP2水平上, 计算研究了1H-和2H-四唑一氯取代物三种负离子的全优化几何构型和电子结构, 比较讨论了它们的芳香性和稳定性。发现三者均取平面构型, 其芳香性和稳定性次序为: 5-氯四唑负离子>2-氯四唑负离子>1-氯四唑负离子。预示了形成金属配合物时5-氯四唑作为配体的重要性和配位方式。     

硝胺及其甲基衍生物的从头计算研究 I: 平衡几何构型的全优化

我们用移植的TEXAS梯度法从头计算程序, 选取STO-4-21G基组, 对硝胺、甲硝胺和二甲硝胺等分子的平衡几何构型进行了全优化计算。其C-N, N-H和C-H等键长的计算结果以4-21G基组的标准校正值校正之后, 所得理论预测值与实验数据良好相符, 对N-N,N-O键长以及键角、两面角等构型参数, 对照计算和实验结果进行了讨论。     

高性能近红外聚合物超透镜的逆向设计

传统的光学透镜存在体积较大、聚焦效率低、焦点半峰全宽较大以及在高数值孔径的透镜中性能表现不佳等问题。而光学超表面凭借其自身的亚波长结构,具有强大的操控光相位的能力。相比于传统透镜,超透镜具有尺寸小、厚度薄以及聚焦性能好等优点。本文提出一种基于目标优先算法的逆向设计方法,设计了一种基于低折射率聚合物材料的超透镜结构。其在传播方向上的厚度仅为3.2μm,在1550 nm的工作波长下,数值孔径为0.82,聚焦效率为72%。较传统设计方法而言,该方法具有计算复杂度低和设计效率高等优点。设计的器件可采用高精度微纳打印技术实现批量化的快速制造。考虑到超透镜在制备过程中存在制造容差,进一步讨论了超透镜轮廓偏移以及三维旋转操作对所设计的二维超透镜的影响。     

锥头弹丸撞击下FRP层合板的侵彻与穿透的理论研究

 研究了锥头弹丸撞击下FRP层合板的侵彻和穿透性能,在局部化破坏模式假定的基础上改进了Wen提出的能量简化分析模型。改进模型仍假设弹体在侵彻过程中表面所受靶体的平均压力由靶体材料弹塑性变形所引起的静态阻力和速度效应引起的动阻力两部分组成,认为侵彻过程中靶体对弹体的阻力不再是一个常数,而是侵彻速度的函数。并由此推导出了锥头弹丸在侵彻和贯穿过程中的侵彻深度、残余速度和弹道极限速度的公式。理论预测与实验结果符合得很好。     

平头弹丸撞击下薄金属靶板Wen-Jones模型的进一步研究(英文)

针对平头弹丸穿透固支圆形金属薄靶问题,对Wen-Jones模型进行了推广应用。根据前人的研究成果,提出了等效应变失效准则,以预测金属薄靶的穿透。与实验数据的对比表明,新模型的预测结果与有关低碳钢和铝合金的实验结果相吻合。尽管新模型与WenJones模型采用的破坏准则不同,但是两者的预测结果相近。分析发现,当靶板材料的延性足够大时,Wen-Jones模型可看作是新模型的一种特殊情况。     

TATB/聚三氟氯乙烯复合材料力学性能的MD模拟

用分子动力学(MD)方法,对聚三氟氯乙烯(PCTFE)在1,3,5 三氨基 2,4,6 三硝基苯(TATB)晶体表 面的行为进行模拟计算,求得结合能和静态力学性能(弹性系数、模量和泊松比).发现以氢键为主的分子间相互 作用相当强.TATB基氟聚合物粘结炸药(PolymerBondedExplosive,PBX)较TATB单体炸药的力学性能改变很 大,拉伸模量、体积模量和剪切模量均减小,表明刚性减弱,弹性增强,力学性能显著改善.     

碳化硅基上3UCVD淀积二氧化硅及其C-V性能测试

利用3UCVD技术在p型4H-SiC上制备了栅氧化层，其正的氧化物电荷密度仅有1.6×10¹¹cm^-2,这一结果优于传统的热氧化工艺.为检验氧化层质量所做的高频C-V测试采用了正面接地的新的测试结构，克服了常规测试结构的缺点. 关键词： 淀积 高频C-V测试 二氧化硅 碳化硅     

面向实用化的片上光阱传感单元

提出并实现了一种片式光阱传感单元.利用基片上的V型槽保证双光纤光阱的对准,利用压电元件振动使微球与基片脱离,实现了空气环境中对10μm微球的捕获,捕获后的微球位置稳定性达到0.12μm.在此基础上,设计制作了可预置少量微球的封闭微型腔,实现了光阱传感结构的微型化和集成化,解决了光阱中单微球的高效可重复起振难题,为实现实用化的光阱传感器奠定了基础.     

纳米TiO_2粒子静电吸附引发剂及其原位锚固丙烯酸丁酯聚合

调节体系酸碱度使分散于水分散液中的纳米TiO2粒子表面带负电,进而通过静电作用高效稳定吸附上偶氮盐类引发剂2,2′-偶氮二异丁脒二氯化氢(AIBA).实验发现引发剂在TiO2粒子表面的静电吸附存在一个稳定吸附上限,其值在pH=10的体系中为0.084mmol/g(相对于TiO2的量).进一步通过原位乳液聚合在TiO2粒子表面就地引发丙烯酸丁酯(BA)的锚固聚合,制备得到了PBA/TiO2复合乳胶.对聚合动力学和聚合产物的观察发现,吸附引发剂在其中起到重大作用,只有当引发剂用量略低于稳定吸附上限时,反应过程稳定性和聚合产物分散性才较好.此时聚合反应阻聚期短、反应速率快、单体转化率高、实验重现性好.热重分析(TGA)和红外光谱分析(FTIR)结合抽提实验证实,通过原位乳液聚合可在TiO2粒子表面锚固上13.5%的不可抽提PBA聚合物.动态激光粒度分析(DLS)发现,原位锚固改性对TiO2粒子软团聚体具有稳定的解团聚作用,可有效提高纳米TiO2粒子在体系中的分散性和分散稳定性.这一化学改性作用与超声分散所带来的物理性的可逆解软团聚作用有着本质区别.