Optical pulse shaper with integrated slab waveguide for arbitrary waveform generation using optical gradient force

Integrated optical pulse shaper opens up possibilities for realizing the ultra high-speed and ultra wide-band linear signal processing with compact size and low power consumption. We propose a silicon monolithic integrated optical pulse shaper using optical gradient force, which is based on the eight-path finite impulse response. A cantilever structure is fabricated in one arm of the Mach–Zehnder interferometer（MZI） to act as an amplitude modulator. The phase shift feature of waveguide is analyzed with the optical pump power, and five typical waveforms are demonstrated with the manipulation of optical force. Unlike other pulse shaper schemes based on thermo–optic effect or electro–optic effect, our scheme is based on a new degree of freedom manipulation, i.e., optical force, so no microelectrodes are required on the silicon chip,which can reduce the complexity of fabrication. Besides, the chip structure is suitable for commercial silicon on an insulator（SOI） wafer, which has a top silicon layer of about 220 nm in thickness.     

平板折叠桌的设计模型

根据折叠桌的运动特征,选取折叠桌的四分之一为研究对象,建立任意角度下桌脚点的运动变化模型。考虑到产品稳固性、加工便利性和节约用材三方面对加工参数的影响,对折叠桌进行受力分析,得到多目标组合优化模型,用以确定出折叠桌的最优设计参数。针对用户提出的桌面形状要求,建立桌脚曲线的参数方程。作为模型推广,以椭圆状折叠桌为例,运用Matlab画出了桌脚边缘线在折叠过程中的动态变化示意图。同时,又深入研究Robert van Embricqs的滑动折叠桌,建立了新的桌脚曲线参数方程。最后,运用Matlab对多种形状折叠桌进行仿真,编写多目标优化算法,得出了最优加工参数,并进行了算法描述。     

石墨烯嵌锂的拉曼成像

锂离子电池由于具有高能量密度,高循环寿命,低自放电率的优势,成为当前使用最为广泛的储能器件。层状材料是极为常用的负极材料,其微观嵌锂行为的研究对提高电池的能量密度和循环寿命有重要意义。本工作发展了一种新的平板微电池结构,可用于研究锂离子在各类二维层状纳米材料中的嵌锂行为。我们用机械剥离的单片少层石墨烯为正极,热蒸镀的锂金属为负极,构成石墨烯电池,用恒电压放电的方法进行嵌锂测试。采用拉曼成像技术收集石墨烯G峰信号的空间分布,实现对锂的嵌入过程的显微观测。发现了锂在石墨烯中沿层间扩散迁移,以及石墨烯断层对锂扩散的阻碍作用。这些结果有助于理解放电时锂在石墨烯电极中扩散过程,并且这项研究开发的平板微电池结构可用于多种材料的电化学过程中的微观过程表征,同时可实现与光学、电学、电子显微学等多种表征手段的兼容,具有较好的应用前景。     

高超声速平板边界层流动显示的试验研究

本文在高超声速脉冲式风洞内对基于纳米示踪的平面激光散射技术(nano-based planar laser scattering, NPLS)的应用进行了探索, 并在此基础上对平板边界层流动结构的精细测量进行了研究. 试验来流Ma=7.3, 总压4.8 MPa, 总温680 K. 通过时序的分析和调试, 对各分系统实现了高精度的同步控制; 定量的粒子注入及混合, 实现了粒子的均匀撒播, 对主流获得了均匀的显示效果; 对于边界层流动, 获得了精细的瞬态流动结构图像, 显示了层流到湍流的转捩过程, 并分析了其时空演化特性.     

全印刷工艺制备聚合物OLED显示屏

详细探讨采用全印刷工艺,制备聚合物OLED显示屏的工艺流程和技术难点的克服。通过喷墨打印纳米银电子墨水制备金属阴极,完全避免了高温及真空工艺的使用。在显示屏制备过程中,我们成功研发由水/醇溶性共轭聚合物聚[9,9-二辛基芴-9,9-双(N,N-二甲基胺丙基)芴],与一种可固化的环氧树脂粘合剂共混形成的多功能缓冲层。此多功能缓冲层,一方面保护有机功能层,避免纳米阴电子墨水的侵蚀,另一方面提供必需的电子注入功能,使高功函银阴极可以有效地注入电子。通过研究表面能优化打印阴极的成型形貌,并克服工艺难点,所制得的96×3×64分辨率的单色和全彩色聚合物OLED显示屏无坏点/坏线,红、绿、蓝电流效率分别为0.62、4.38、0.93cd/A,色坐标分别为(0.63,0.37)、(0.39,0.57)、(0.18,0.16)。     

Ⅱ-Ⅵ族化合物薄膜电致发光

电致发光薄膜是平板显示器的重要材料之一,我们从研究ZnS:Mn,Cu直流电致发光薄膜的大面积稳定发光开始,首次将稀土离子引进直流电致发光薄膜,实现了各色的直流电致发光,并研究其激发机理、过热电子的能量分布、稀土离子的碰撞截面和稀土离子发光中心在晶格中的位置等。在国内首先研制成功ZnS:Mn交流电致发光薄膜计算机终端显示器,并扩大面积到640×480像素(对角线10英寸)。为了实现彩色化显示,研制出稀土离子掺杂的各色交流电致发光薄膜。研究不同稀土离子在薄膜中的浓度猝灭,以便提高薄膜的发光亮度。在致力于实现彩色的过程中,首要的任务是提高蓝色电致发光薄膜的亮度和探索新的蓝色电致发光薄膜材料:从ZnS:TmF₃到CaS:TmF₃,发光亮度有了很大的提高;使SrS:Ce薄膜蓝色电致发光的亮度超过1000cd/m²;同时探索纳米Si和非晶Si/SiO₂超晶格结构的蓝色电致发光。成功地实现了ZnS:Mn/SrS:Ce白色电致发光和SrS:HoF₃三基色线谱发射的白色电致发光,发光亮度也超过1000cd/m²。     

转移矩阵法在负折射率介质材料平板波导中的应用研究

利用严格电磁理论,推导出了适用于负折射率介质材料光波导的转移矩阵,分析讨论了转移矩阵的性质和应用.利用转移矩阵方法,推导出导波层为负折射率介质材料、覆盖层和衬底为右手材料的三层对称介质光波导的本征色散方程.用图解法研究了负折射率介质波导中TE波的异常色散特性.在负折射材料介质波导中没有零阶模,最低阶为1阶模,并且有截止频率,只有波导参量满足一定条件的时候才会存在,导模的横向波数可以为实数和纯虚数,而正折射率介质波导导模的横向波数只能为实数.     

以平板电脑为终端的“互联网+”教学模式在物理习题课中的应用

首先,总结了目前物理习题课中的平板电脑教学模式,并分析了各自的应用范围及优缺点:以"爱学"等系统平台为媒介发布习题的模式主要适用于选择题等客观题型;教师批改与学生互批的模式可应用于非选择题等主观题型.其次,对物理习题课中新的平板电脑教学模式进行了探索,以适应复杂的课堂环境和多样的学情,提出了建立快慢题库和关键语句弹窗式提醒的构想.最后,分别从系统题库发送作业和从学生自有资料布置作业两种角度对物理习题课中平板电脑的应用流程进行了模拟.旨在因材施教,借助平台优势,让教学的每一环节都变得高效.     

平行平板横向剪切干涉仪装调误差的矫正方法研究

对平行平板双光路横向剪切干涉仪的装调进行了研究,提出了一种矫正两个平行平板之间角度误差的方法.输出激光的波前采用Zernike多项式拟合,经过理论推导,发现两个方向差分波前求解出的倾斜像散之差与平行平板的角度误差存在线性关系,利用两个方向倾斜像散之差来矫正两个平行平板之间的角度误差.在平行平板横向剪切干涉仪的装调过程中使两个方向差分波前的倾斜像散之差为零即可以使两个方向的平行平板之间的角度误差值为零.进一步地从实验上证明了这个线性关系,对于所用的实验系统,当离焦像差为-3.224 7±0.001 8,两个方向差分波前的倾斜像散之差波动范围为±2.0×10^-3时,平行平板的角度误差可以控制在8.82″之内,高阶像差对平行平板的角度误差调节精度的影响约为1.63″.该方法具有装调简单、精确度高,易于流程化操作的优点.     

关于左手性介质几何光学的研究(一)

根据几何光学中的费马原理和完善成像原理研究了光线经过正负折射率界面时的传播特性,推导了单负折射率完善成像的曲面方程,讨论了单块负折射率透镜成像特性的一些缺陷及改进方案,依此指出了最短时间原理的适用范围的局限性和利用左手性介质制作光学器件的优越性,为进一步研究左手性介质的光学特性和相关光学器件设计提供了理论基础.