光频三维各向同性左手超材料结构单元模型的仿真设计

基于树枝结构单元思想,提出了光频三维各向同性左手超材料球刺结构单元模型.采用金属的Drude原理,运用等效媒质理论,仿真研究了结构的电磁响应特性.在晶格间距与工作波长的比值满足等效媒质理论要求的前提下,通过调节结构单元的几何参数,发现它能在光波段出现介电常数和磁导率同时为负值的区域,实现折射率小于零的左手超材料响应特性.该模型结构简单,具有各向同性特点.研究结果为采用"由下向上"方法制备光波段的三维左手超材料指出了新的途径. 关键词： 球刺模型 光波段 三维 各向同性     

可见光波段超材料的平面聚焦效应

基于超材料双鱼网结构物理模型,设计了树枝状结构+树枝状结构、树枝状结构+银膜和树枝状结构+氧化铟锡玻璃三种可见光波段超材料复合结构.采用双模板辅助化学电沉积方法,制备出金属银树枝状结构阵列和银膜,分别实现了这三种复合结构.透射和反射实验表明,三种复合结构具有类似的行为.比较发现,树枝状结构+氧化铟锡玻璃复合结构具有损耗低和平面聚焦效应明显的优点.通过调节实验条件,分别制备出能够实现平面聚焦的红绿蓝三种可见光波段超材料. 关键词： 超材料 银树枝状结构 可见光 平面聚焦     

基于树枝结构单元的超材料宽带微波吸收器

本文设计并制作了一种基于树枝结构单元的超材料宽带微波吸收器.该超材料吸收器采用夹层结构,由按六边形密集排布的金属树枝阵列、双层介质基板和金属薄膜组成.通过调节树枝单元的几何参数和金属树枝阵列的排布方式,可以出现三个吸收峰,实现三频工作.通过调节三个吸收峰工作的频率形成宽频吸收,采用夹层结构提高吸收效率,从而对垂直入射到超材料表面的微波实现高吸收.实验表明吸收器的反射曲线从9.79 GHz到11.72 GHz出现了反射率小于10%的较宽吸收带,透射曲线恒等于0,吸收率大于90%的带宽为1.93 GHz.这种 关键词： 树枝状结构 夹层结构 吸收效率 吸收带宽     

表面活性剂对水热合成Gd_2O_3:Eu~(3+)性能的影响

以碳酸氢铵作为沉淀剂,分别以聚乙二醇-1000(PEG-1000)、十二烷基磺酸钠(DSASS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、乙二醇(EG)为表面活性剂,采用水热法制得了棒状Gd2O3:Eu3+微晶。用XRD、SEM、荧光光谱仪等分别对样品的物相结构、微观形貌和发光性能进行了研究。结果表明:采用不同的表面活性剂所得前驱物经800℃下焙烧均得到了纯立方相的Gd2O3:Eu3+微晶,颗粒基本呈棒状,分散性较好,但长径比不同。以PEG-1000为表面活性剂所得样品尺寸不均一,尺寸分布范围较宽;以DSASS、CTAB、EG为表面活性剂所得样品直径较小、长度较短,且尺寸分布范围较窄。棒状Gd2O3:Eu3+微晶主发射峰位置均在613 nm,属于5D0→7F2跃迁,呈红光发射;激发光谱中电荷迁移态发生了红移,主激发峰位于261 nm。表面活性剂种类对发射峰和激发峰强度影响较大,由强到弱的顺序为:PEG-1000>DSASS>CTAB>EG。     

C波段超材料基板高增益微带天线

针对普通微带天线增益较低的缺点,在普通微带天线上引入带有双面树枝状结构的新型负磁导率材料作为天线的基板,设计了中心工作频率为5.28 GHz的微带天线,对此天线的性能进行了研究.结果表明,通过引入负磁导率材料,天线的性能有了显著的改善,侧向辐射减弱,前向辐射增强,相对于普通微带天线,负磁导率材料微带天线的增益最大提高了2.47 dB,E面方向图的半功率波束宽度收缩了21.93°.     

一步法制备明胶-阿拉伯树胶电子墨水微胶囊

采用硬脂酸对TiO2纳米颗粒进行表面改性处理,以明胶-阿拉伯树胶为壁材,通过 一步复凝聚法制备了白色电子墨水微胶囊.傅立叶变换红外光谱仪及动态光散射仪分析表明,改性后的TiO2在四氯乙烯中具有良好的分散性.对分散体系进行微胶囊化处理后,颗粒能够均匀而稳定地分布在微胶囊内.调节明胶-阿拉伯胶用量、滴酸速度及浓度等,获得了无粘连、囊壁光滑、厚度可控的微胶囊.在10 V/靘的直流电场作用下,胶囊内改性TiO2纳米颗粒表现出良好的电场响应可逆移动特征.     

新型稀土发光材料Sr3-xMgSi3O10:Tb3+x的合成及性质

采用凝胶-燃烧法,在活性炭弱还原气氛下合成了新型荧光粉Sr3-xMgSi3O10: Tb3+x,通过热分析仪、红外光谱、X射线粉末衍射、X射线能量色散谱仪及荧光分光光度计等对产物的形成过程、结构、组成及发光性质进行了分析和表征.结果表明:干凝胶起火燃烧得前驱物,经900 ℃还原热处理即可得目标产物,其晶体结构与Sr2MgSi2O7相似,同属四方晶系.Sr3-xMgSi3O10: Tb3+x的激发光谱为一位于200～300 nm的宽带,主激发峰在249 nm左右;发射光谱由491 nm, 544 nm, 586 nm, 624 nm等一系列窄带发射峰组成,归属于Tb3+的5D4到7FJ (J=6,5,4,3)的跃迁.主发射峰位于544 nm,对应于Tb3+的5D4→7F5的能级跃迁,导致一种黄绿光发射.研究发现:还原温度及Tb3+掺杂浓度对发光强度有着重要的影响,并对浓度猝灭机制进行了探讨.     

左手材料的反射特性与负折射率行为

利用平板波导法研究了不同入射角度下周期排列开口谐振环负磁导率材料、周期排列金属杆负介电常数材料以及左手材料微波反射特性，并利用劈尖法研究了左手材料的负折射特性.实验结果表明：负磁导率材料反射率曲线形成反射峰，其对应的反射峰频率与材料的谐振频率一致；负介电常数材料反射率接近0dB；左手材料出现单个反射较小的反射峰，其峰值反射率随入射角度的增大而变大，即反射能力增强，且反射峰与透射峰有相对频移.劈尖法测量还表明，左手材料在9800MHz频率附近出现负折射现象，其折射率n为-0.796. 关键词： 左手材料 反射 负折射率     

光波段多频负折射率超材料

从光波段圆孔形双鱼网结构的负折射材料模型出发,采用基于有限积分技术的CST软件系统研究了原胞结构的改变对负折射行为的影响.数值仿真结果表明,对原胞结构做微小调节也可获得负折射率频带的增大效应.将双鱼网结构改为阶梯形孔洞和半球形孔洞结构,可以在更多的频段里出现负折射率,并且谐振频率发生了一定的红移.半球形孔洞的双鱼网结构可以方便地用化学模板法制备,这为从实验上实现红外及可见光波段的多频负折射材料提供了一种简单可行的方法. 关键词： 负折射率 多频段 双鱼网结构     

Numerical Study of Low-Loss Cross Left-Handed Metamaterials at Visible Frequency

We present a numerical study of left-handed metamaterials （LHMs） composed of double cross pairs at visible frequency. The S-parameter retrieval method is adopted to confirm the negative refractive characteristic of this design. Compared with fishnet LHMs~ the proposed cross LHMs have a much lower loss, which will greatly facilitate practical applications. It is also found that, with the same size of resonant cells, the cross LHMs have a higher frequency than fishnet LHMs, which is explained using a simple effective LC circuit model.