微纳光学结构与太赫兹辐射产生技术的研究进展

太赫兹(THz)技术在基础研究与产业应用中具有重要研究意义,但其广泛应用仍受限于高效、紧凑的THz源,特别是0.5～2.0 THz波段.目前,人们已经采用了多种技术产生THz辐射,基于光学的方法是其中最重要的手段.首先,针对THz脉冲波及连续波,基于光电导效应及非线性光学差频的THz辐射产生机理,总结了近年来微纳光学结...     

非线性科学中的对称性研究及其应用

自1990年宁波大学非线性科学课题组完成非线性系统对称性约化的第1个对称性专题研究以来, 宁波大学的非线性科学研究,特别是非线性系统的对称性研究成为一个特色, 引起了同行的广泛关注. 宁波大学非线性科学团队在对称性研究方面的主要进展有: 递推算子的因式化和逆递推算子及逆对称和逆可积梯队、形式级数对称法、非局域对称及其局域化、达布变换和非局域对称、条件对称和分离变量法、对称群直接法、群不变非线性系统分类、超对称和玻色化、留数对称、从对称性到达布变换、非局域对称的对称性约化和相容Riccati展开法、完备对称和可积性、大气和海洋系统中的对称性应用、离散对称和多地物理学、局域对称和非局域对称的对偶及可积系统的正梯队和负梯队的对偶等.     

玻色化方法在超对称可积系统的应用

利用玻色化方法可以避免超对称可积系统中反对易费米场带来的计算困难. 本文以N=1超对称mKdVB系统为例, 利用玻色化方法, 将其转化为只有玻色场的耦合系统. 应用标准的WTC方法, 证明了该耦合系统具有Painlevé性质. 运用Painlevé截断方法, 可以得到玻色化后超对称mKdVB系统的非局域对称. 为了求解与非局域对称相关的Lie第一性原理, 引入新的场将玻色化后系统拓展为更大的系统. 通过引入新的场, 该非局域对称局域化为Lie点对称. 因此, 可以利用Lie点对称约化方法研究拓展后的系统, 得到超对称mKdVB系统的孤子与其他孤波相互作用解.     

两种反常积分敛散性的判别方法

介绍了两种判别反常积分敛散性的判别方法.     

跨尺度光热超构材料：机理、调控与应用（特邀）

超构材料多自由度、多物理场调控与功能集成是近年来物态调控与纳米前沿领域共同的研究热点。光与微纳结构相互作用研究使得人们对光的调控能力不断增强,也逐渐拓展到光-热、光-化学、光-机械等多物理场且多功能集成调控的领域,具有重要的科学意义和应用前景,而后者也对超构材料的制造加工提出了更高要求。以金属等离激元光热超构材料为例,总结近年来三维自组装跨尺度超构材料光热调控的研究现状、调控机理及其潜在的应用领域,并在此基础上总结目前存在的问题,对未来发展方向进行展望。     

银纳米粒子修饰半导体薄膜SERS基底的仿真研究

设计了一种银纳米粒子（Ag NPs）修饰的半导体薄膜锗（Ge）表面增强拉曼散射（SERS）基底。利用时域有限差分（FDTD）方法仿真分析了该SERS基底的消光光谱、局域电场和SERS特性,考察了Ag NPs半径和Ge薄膜厚度对SERS基底拉曼散射信号增强的影响。对比分析了硅（Si）、砷化镓（GaAs）、砷化铟（InAs）和Ge薄膜对SERS基底拉曼散射信号增强的影响。研究发现：Ag NPs半径和半导体介电常数都会影响SERS基底拉曼散射信号的增强。通过计算发现,在半导体薄膜厚度为10 nm时,Ag NPs/Ge薄膜SERS基底在633 nm入射光激发下产生的增强因子（EF）高达7.02×10～7,对拉曼散射信号的增强作用最佳。     

液晶填充一维阶梯型Double-period结构局域模的调控特性

利用传输矩阵法研究了向列相液晶填充一维阶梯型Double-period第4代准周期结构局域模的电场方向、外界温度调控特性。通过改变电场方向和外界温度,研究该结构透射谱的调控特性。结果表明:温度一定时,液晶的有效折射率都随着夹角θ的增大而逐渐减小,局域模波长随夹角θ的增大而发生蓝移;当夹角θ接近54°时,向列相液晶的有效折射率与温度呈现近正比线性关系;夹角θ小于54°时,向列相液晶的有效折射率随温度升高而逐渐减小,局域模波长随外界温度(300~378.15K)的升高而发生蓝移;夹角θ大于54°时,随温度升高,向列相液晶的有效折射率先减小后增大,局域模波长先发生蓝移再发生红移。无论是外界温度升高还是电场方向夹角的增大,局域模的调控量始终是减小的,且局域模的调控量与液晶有效折射率差值成正比线性关系。更多还原     

金、银纳米结构中的非局域吸收特性

采用时域有限差分方法（FDTD）研究金、银纳米结构的非局域吸收。对金属材料的Drude-Lorentz模型进行离散差分,详细推导各项迭代系数。研究一维、二维、三维金、银纳米结构的吸收特性。讨论一维分层纳米薄膜吸收率与材料的关系。结果表明：非局域分层介质板仍然符合等效介质理论。在一维、二维情况下,金、银纳米结构的非局域吸收峰只与纳米尺度相关而与材料无关。三维纳米结构的非局域吸收特性不仅与纳米尺度相关还与材料特性相关。三维纳米结构尺度更小,非局域效应表现也更为明显,吸收峰的蓝移也更大。因此,三维纳米颗粒有望在纳米材料以及纳米器件的研究中发挥更大的作用。     

普适的基于能量的分块局域激发态聚类算法

在普适的基于能量的分块(GEBF)方法的框架下,大体系的局域激发(LE)能可通过一系列活性子体系激发能的线性组合近似得到,从而有效降低了计算的时间标度.然而,在体系的局域激发具有多个激发态的情形下,如何有效识别所有活性子体系的激发特征并将其组合是一个挑战.提出了一种基于局域激发态聚类的算法.该方案基于空穴-电子分析和基于密度的聚类(DBSCAN)机器学习算法,可以自动地聚合不同子体系中最相似的激发态并组合得到相应的局域激发态能量或激发能.结合该算法改进的LE-GEBF方法在荧光分子衍生物、荧光染料-水团簇及绿色荧光蛋白模型体系的计算中均获得了令人满意的结果.该算法有望大大提升LE-GEBF方法在计算局域激发时的稳定性和准确性,并可以有效处理吸收光谱具有多重峰的大体系.     

三角缺口正三角形纳米结构的共振模式

设计了一个三角缺口三角形破缺纳米结构,它是从正三角形底边切掉一个三角切片所构成.应用离散偶极子近似方法研究了其消光光谱及表面电场分布.结果发现,该破缺纳米结构的消光光谱中出现了具有Fano共振的线形.分析表明,这个Fano共振线形是由绑定与反绑定混合表面等离激元模式相互作用所致.研究了三角缺口三角形纳米结构的结构参数对Fano共振的影响.