天然生物材料促进高性能钙钛矿太阳能电池的进展

钙钛矿太阳能电池（PeSCs）因其高效率、低成本和简单的制备工艺而被认为是最有前途的光伏技术之一。PeSCs的能量转换效率和稳定性很大程度上取决于钙钛矿薄膜的质量和器件中的界面,它们是PeSCs非辐射复合损失的主要来源。天然生物材料具有丰富的资源、无毒和生物相容性等优点,在改善PeSCs的钙钛矿层和界面方面显示出巨大的潜力。本文综述了利用天然生物材料实现高性能PeSCs的最新进展。首先讨论天然生物材料在钙钛矿薄膜的形貌优化、缺陷钝化和能级调控方面的作用;同时,讨论利用天然生物材料优化钙钛矿和电荷传输层之间的界面,以及构建可拉伸、可生物相容和可生物降解的电极的策略;最后,展望PeSCs在天然生物材料方面的进一步发展。     

水填充太赫兹空芯布拉格光纤温度特性研究

空芯太赫兹(Terahertz,THz)光纤因其损耗低 和易集成功能材料等优点是当前 研究热点。液态水在太赫兹频段具有的独特性质使其在太赫兹辐射、传感和器件等方面具有 多种潜在应用。本文设计一种带有水缺陷层的太赫兹空芯布拉格光纤(hollow core Bragg fiber,HCBF),并采用有限元法分析了其温度特性。结果表明,设计的太赫兹光纤在0.34 THz到0.44 THz频段内存在明显的温度可调的吸收峰,且限制损耗随 着水温的升高而增加。 同时,光纤具有较高的核芯功率比,其值均大于98.6%。本文所研究 的水填充太赫兹光纤在 研究太赫兹与液体相互作用、太赫兹调控器件等领域具有潜在的应用价值。     

基于1 bit时间调制技术的功率控制方法

针对传统数控衰减器结构复杂、控制信号路数多的问题,提出了一种基于1 bit时间调制技术的功率控制方法. 通过对1 bit移相器0°和180°两种状态占空比的调节,该方法可以有效实现对输入信号基波功率的动态控制,利用带通滤波器抑制多余谐波后其可具备数控衰减器的功能. 还进一步讨论了调制信号时间精度对不同衰减量和不同调制频率的约束. 仿真和实验结果验证了所提功率控制方法的有效性. 相比于传统数字控制衰减器级联网络和多路控制信号的结构,本文方法只需一个调制模块和两路控制信号即可实现多种衰减状态可调的功能,因此具备结构简单的优势.     

中红外超强超短激光研究进展（特邀）

近年来,可调谐中红外新波段超强超短激光的出现与迅速发展,开辟了强场物理领域中迄今仍很少探索过的参量空间,为开拓超强超短激光与物质相互作用的新物理、新效应及新应用提供了新机遇。文中总结了中红外超强超短激光近年来的发展趋势与研究方向。针对光参量放大、光参量啁啾脉冲放大、中红外脉冲后压缩以及中红外新型光场调控技术4个研究方向,较全面地分析各自的国内外研究现状,并对未来中红外超强超短激光的发展趋势进行了展望。     

压接型IGBT内部栅极电压一致性影响因素及调控方法

压接型绝缘栅双极晶体管(IGBT)的驱动印制电路板(PCB)寄生参数不一致会引起瞬态过程中内部IGBT芯片栅极电压不一致,芯片不能同时开通,造成芯片的瞬态不均流.结合压接型IGBT驱动PCB结构及运行工况,建立了包含驱动源、芯片模型、驱动PCB的一体化电路模型,分析了栅极内电阻、栅射极电容以及驱动电阻对驱动电压一致性的影响.在此基础上提出了驱动PCB电感匹配、并联芯片数匹配以及集中电阻补偿的驱动PCB的调控方法,以实现对栅极电压一致性的有效调控.研究表明驱动电阻是造成芯片栅极电压不一致的主要因素.利用上述调控方法可将芯片开通时间的不均衡度由79.2％分别降低至2.86％、7.1％和7.5％,实验验证了所提出的驱动PCB调控方法的有效性.     

周期性压电分流阵列板带隙特性研究

将带有分流电路的压电片周期性地粘贴到薄板表面形成二维压电分流阵列结构,该结构不仅具有声子晶体的带隙特性,还可以通过分流电路实现带隙调控。该文运用有限元法计算了二维压电分流阵列结构的带隙特性,研究了含有谐振单元及负电容的混合电路中不同电路参数对带隙的影响。此外,通过调节电感及负电容,可以将布喇格带隙和局域共振带隙进行耦合,拓宽带隙,实现宽频振动控制。     

一种液控可调透明吸波结构

提出一种液控可调透明吸波结构。该结构由双方环频率选择表面结构、透明介质层和导电底板构成。介质层包括上下两层液体介质填充层,通过注入不同电参数的液体介质,实现吸波结构吸收率的调控;通过注入不同颜色的液体介质,实现结构表面颜色的变化;采用液体介质循环注入方式和流速控制,可调控结构表面温度。提出的结构有望应用于光学、红外和雷达多波段融合伪装装备,同时为背景自适应伪装奠定基础。本文主要研究注入液体介质对吸波性能的影响规律。仿真结果表明:改变液体介质注入模式和介质种类可以在4~18 GHz 频带内实现10 dB 以上反射率大幅动态调控,并且该吸波结构具有同时对光学和红外特性进行调控的潜力。     

从亚波长光栅到超构光栅:原理、设计及应用

随着纳米光子学的发展,光学结构如光学微腔、波导结构、光子晶体、亚波长光栅、超构表面等能够在微纳尺度实现对光的传输与调控,推动了光学集成化的发展。亚波长光栅由于其结构简单、成本低廉等特点得到了科学家们广泛的研究,应用在各种光学器件,逐渐形成了光栅分析模型的成熟理论体系。结合周期性结构耦合行为及超构表面中超构原子的散射调制特性,从亚波长光栅衍生出的超构光栅能够利用周期性布拉格散射提高调控光束的效率,从而避免了超构表面相位离散化带来的效率降低和能量损失。科学家们研究并设计了超构光栅,更多的物理现象及应用被探究和挖掘。文中对亚波长光栅以及超构光栅的基本理论、设计和应用进行了概述。从基本原理出发,论述了亚波长光栅和超构光栅的特性,综述了二者的理论设计及单元设计方法,并介绍了在生物传感、滤光片光谱调控和吸收薄膜等方面的应用。最后,展望了未来的发展方向。