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与成熟的近红外波段设计相比,3~5μm波长范围内较低的光子能量对于超导纳米线单光子探测器(SNSPD)宽带光吸收特性设计提出了更高的要求。为此,提出了一种中红外波段SNSPD宽带光吸收特性设计方法。以加载SiO2/Au反射腔的超窄纳米线结构SNSPD为例,在通过优化上下腔3层介质层厚度实现2个目标波长处阻抗匹配的基础上,引入介质层总厚度与谐振波长之比作为评价每个谐振波长处带宽特性的指标,更好地取得了阻抗匹配精度与带宽特性之间的平衡,从而达到了双宽带耦合谐振以拓展总体吸收带宽的目的。数值结果表明,所提SNSPD在2928~4856 nm波长范围内对电场分量平行于纳米线的入射光能够吸收至少50%。 相似文献
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具有超导绝缘相变特性的纳米多孔超导薄膜在红外光电探测领域有着潜在的应用价值,而其在红外波段的宽带光响应特性研究目前尚未见报道.为此,本文以纳米多孔氮化铌(NbN)薄膜为主要对象,研究了其在780—5000nm的近、中红外波长范围内的光响应特性.首先,采用Drude模型拟合的方法,不仅将对实验数据拟合的精度提高了约17%,而且得到了中红外波段的NbN光学参数;进而,采用时域有限差分法分析了加载纳米多孔NbN薄膜的背面对光器件的光响应特性,并给出了能够将纳米多孔薄膜简化为均匀薄膜的Bruggeman等效模型,从而可以将纳米多孔NbN薄膜光响应特性的仿真维度由三维降为一维;最后,基于等效模型和传输矩阵法,对加载纳米多孔NbN薄膜的背面对光器件在近、中红外波段内的光吸收特性进行了优化设计.结果表明:一方面,使用Bruggeman等效模型简化设计过程并不会影响最终结果的正确性;另一方面,仅仅是加载较为简单的光学腔,即可使得探测器的薄膜光吸收率在近、中红外宽带设计时均大于82%,在近红外双波长设计时均大于93.7%,并且多孔薄膜结构具有天然的极化不敏感特性. 相似文献
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蜂窝结构是多功能吸波材料中广泛应用的结构,但与均匀平板相比,其几何结构复杂,分析设计较为困难.通过分析蜂窝结构的周期性并建立仿真模型,在雷达工作频段(2 ~ 18GHz)内,研究了蜂窝结构等效介电常数变化规律并对宽频带内Hashin-Shtrikman (HS)模型和强扰动理论(Strong Fluctuation Theory,sFr)模型的准确性进行了分析.结果表明:蜂窝结构的等效介电常数与入射波频率及其单元尺寸紧密相关,而等效模型并不能完全反映这种变化趋势;各组分材料的电磁参数也会在一定程度上影响等效电磁参数的色散特性和等效模型的准确性:蜂窝结构的横向等效介电常数并非是完全相等的,但两者差异较小;SFT模型则近似于HS下界模型. 相似文献
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提出了一种基于强扰动理论的宽频带内蜂窝结构的等效电磁模型.在雷达工作频段2~18 GHz范围内,通过传输反射法提取了蜂窝结构的等效电磁参数,进而对基于强扰动理论的等效模型进行了修正,建立了宽频带内蜂窝结构的等效电磁模型,并在不同情况下详细分析了等效模型的准确性.仿真结果表明:在蜂窝孔径较小时,所提出的等效模型能够较为准确地预测蜂窝结构的等效电磁参数,对于较大的蜂窝孔径,等效模型依然能够准确预测频率较低时的等效电磁参数,而随着频率的升高,蜂窝结构等效电磁参数随频率的变化趋势较低频时发生改变,需要进一步修正强扰动理论中的相关项部分. 相似文献
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使用等效模型可以大大简化蜂窝吸波结构的设计复杂度,但等效模型的误差会对设计的结果产生影响。基于单轴各向异性介质中的电波传播理论和粒子群优化算法,通过定义更符合实际的随频率变化的相对误差,对不同情况下Hashin鄄Shtrikman(HS)模型的误差对蜂窝吸波结构优化设计结果的影响进行研究。结果表明,HS 模型的误差会在一定程度上影响蜂窝吸波结构的优化结果,特别是当电磁波斜入射时,由于纵向传播常数受到横向等效模型误差的影响较大,而受到纵向等效模型的影响较小,所以优化结果也主要受到横向等效模型误差的影响。 相似文献