Numerical Investigation of Surface Plasmons Associated Subwavelength Optical Single-Pass Effect

Surface plasmons （SPs） associated optical single-pass effect has been investigated in novel subwavelength metallic structures, including single slit and grating structures. With influence of SPs, these metallic structures can enhance transmission in incident direction and suppress it in the opposite direction, exhibiting a single-pass effect. The finite difference time domain method is employed to study the influences of structure parameters on far-field transmission, near-field electric field distribution and extinction ratio of the single-pass transmission effect. A maximal extinction ratio of 47.83dB is achieved in the grating structure.     

碳纳米材料修饰阳极电极对微生物燃料电池传感器水体毒性检测灵敏度的影响

微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC)传感器检测水体毒性灵敏度偏低是阻碍其实际应用的瓶颈之一。本研究利用多壁碳纳米管(MWNT)和导电炭黑(GCB)修饰石墨毡(GF),作为阳极电极启动MFC传感器。考察了碳纳米材料修饰阳极电极对MFC传感器电化学性能及水体毒性检测灵敏度的影响。结果表明,GCB和MWNT修饰的电极比未修饰的电极内阻小,MFC的功率输出由大到小的顺序为:GCB/GF-MFC(2.63 W/m~2)MWNT/GF-MFC(2.56 W/m~2)GF-MFC(2.09 W/m~2)。以3,5-二氯苯酚(DCP)作为模型毒物进行毒性检测实验,10 mg/L DCP对3个MFC毒性传感器的平均抑制率为:MWNT/GF-MFC(31.8%)GCB/GF-MFC(26.3%)GF-MFC(20.1%),碳纳米材料修饰阳极电极组装MFC的毒性检测灵敏度均有所提高,MWNT/GF-MFC灵敏度最高。本研究对MFC型传感器在水污染预警中的实际应用研究提供了参考。     

PPESK/PES共混物热性能及动态机械性能研究

采用熔融共混法制备了不同重量比例的新型含二氮杂萘酮结构聚芳醚砜酮(PPESK)与聚醚砜(PES)共混物.利用热失重(TGA)及动态热机械仪(DMTA)对该共混物的热性能及动态机械性能进行了研究.研究结果表明,在氮气氛围中,PPESK热分解分为两步反应进行,反应级数n=1,说明PPESK在氮气氛围中的热分解反应类型与β(升温速率)无关而与材料物性有关;采用Ozawa方法得出在15%热失重前,热分解活化能的平均值为240 kJ/mol;随着升温速率的提高,PPESK热降解速率有减缓趋势.在280℃以前,PPESK储能模量值随温度变化较小,保持在较高值,温度在280~330℃之间,储能模量值降低幅度突变.另外,PPESK中加入PES会降低其储能模量值及其热稳定性.     

侧链型偶氮聚合物液晶在不同温度条件下的光致取向

在高于和低于玻璃化转变温度 (Tg)的温度范围内 ,研究了聚甲基丙烯酸 ( 6 [4 ( 4 氰基偶氮苯 )苯氧基 ]己酯 ) (Poly( 6 [4 ( 4 cyanophenylazo)phenoxy]hexylmethacrylate) (PM6ABCN) )聚合物膜的光致取向行为 .实验结果表明 ,在温度低于Tg 时 ,实验温度对取向速率没有影响 ;高于Tg 温度时 ,取向的速率随温度升高而变大 ,取向过程的表观活化能为 3 2 76kJ mol.通过对Tg 温度以下的光致取向进行分析 ,对光致取向过程提出了一个新的微相模型 ,微相内的温度能够达到Tg 以上 ,而实验中控制的样品宏观温度不变 ;高于Tg 温度时的光致取向过程受到宏观温度的控制 ,其表观活化能远远小于热致的各向同性相I(Isotropicphase,I)到向列相N(Nematicphase,N)相转变表观活化能 ( 3 40 2kJ mol) ,表明光致取向过程对温度的依赖性较小     

金属-介质-金属渔网超表面结构调控的荧光辐射：空间选择性激发和双增强

增强荧光辐射在生物成像、高灵敏探测、集成光源等方面都具有重要的应用价值.金属纳米颗粒的周围或者金属纳米结构的间隙都可以产生强的电磁场,相应的,这些结构附近的局域态密度也被极大地增强.虽然增强荧光辐射已经在多种金属纳米颗粒和颗粒对中被证明,但是利用金属纳米结构对荧光分子的吸收和辐射过程同时进行调制仍然是一个有挑战的问题.本文研究了金属-介质-金属超表面对荧光辐射的调控,其中局域表面等离激元(LSP)和磁等离激元(MPP)分別与于分子的吸收和辐射过程发中耦合相互作用.对于吸收过程,LSP的耦合作用使得可以通过旋转泵浦激光的偏振态来实现荧光分子的空间选择激发.此外,MPP模式的偏振依赖特性使得矩形渔网结构中的荧光分子的辐射波长和偏振态也受到调控.实验观测结果经过了时域有限差分模拟的验证.本文报道的纳米结构在光辐射器件和纳米尺度集成光源等方面都具有潜在的应用价值.     

Identifying the closeness of eigenstates in quantum many-body systems

We propose a quantity called modulus fidelity to measure the closeness of two quantum pure states. We use it to investigate the closeness of eigenstates in one-dimensional hard-core bosons. When the system is integrable, eigenstates close to their neighbor or not, which leads to a large fluctuation in the distribution of modulus fidelity. When the system becomes chaos, the fluctuation is reduced dramatically, which indicates all eigenstates become close to each other. It is also found that two kind of closeness, i.e., closeness of eigenstates and closeness of eigenvalues, are not correlated at integrability but correlated at chaos. We also propose that the closeness of eigenstates is the underlying mechanism of eigenstate thermalization hypothesis(ETH) which explains the thermalization in quantum many-body systems.     

表面等离激元结构光照明显微成像技术研究进展

结构光照明显微成像技术(SIM)因其高分辨、宽场、快速成像的优势,在生物医学成像领域发挥了不可估量的作用.结构光照明显微成像技术与动态可控的亚波长表面等离激元条纹相结合,可以在不借助非线性效应的情况下,将传统SIM的分辨率从2倍于衍射极限频率提升到3 4倍,此外还有抑制背景噪声、提升信噪比的能力,在近表面的生物医学成像应用中有重要价值.本文介绍了表面等离激元结构光照明显微成像技术的原理,并总结了近几年国内外的相关研究进展.     

衰荡光谱法测量OH自由基的理论研究

提出了一种用衰荡光谱法测量对流层OH自由基的新方法,并从理论上推 导出OH自由基浓度与衰荡时间的关系,讨论了该方法的可行性和灵敏度,分析了各种干扰因 素对测量的影响,认为该方法与传统测量OH自由基的方法相比优势较为明显。     

Active modulation of plasmonic signal with a subwavelength metal/nonlinear dielectric material/metal structure

<正>Light propagation through a metal/nonlinear dielectric material/metal(M-NL-M) structure is numerically studied.The design parameters of the M-NL-M structure are found with the waveguide theory so that the structure only supports the symmetric surface plasmon polaritons(SPP(0)) mode and the antisymmetric surface plasmon polaritons(SPP(1)) mode.The coupling between the two modes within the M-NL-M structure is exploited.Through controlling the propagation constants of the two modes with the intensity-dependent dielectric constant of the nonlinear Kerr material,an effective all-optical control of plasmonic signal modulator can be realized with this M-NL-M structure.     

左手性材料研究进展

综述了左手性材料的理论与实验研究方面取得的最新进展．采用电磁理论分析了左手性介质的基本性质；阐述了用左手性介质制作的平板透镜进行实现超衍射分辨率成像的机理；介绍了在人工构造左手性材料方面所取得的实验进展．