三角阵列超材料的声传播特性

为了使声波产生不同于传统天然声学材料的反常传输特性,采用COMSOL有限元方法模拟了声波在局域共振型声子晶体中的传播特性,给出了二维三组元局域共振型声子晶体的振动机制,并以原胞为基础构建了三角形阵列的声学超材料模型,探究声波与该模型内原胞间的局域共振特性。仿真结果表明,从三角阵列模型底边入射的平面点状及线状激励声源在受到模型的调控后都会重新在顶角处汇聚成焦点;通过入射由三角阵列构成的矩形模型能实现点源的低损耗搬移效果;将两至三个相同的三角阵列组合成平行四边形和梯形模型后会产生平面声波的变向传输。模拟结果显示,此种以原胞为基础的三角形声学超材料阵列模型,在共振频率下会产生反常声学现象,并且随着模型构造的改变,其共振特性也会随之变化,产生不同的反常声学现象。研究结果可为声隐身、声探测及声波低损耗定向传输等研究提供新思路。     

基于COMSOL的声表面波声场调控仿真

声表面波(SAW)如今被广泛应用于微流控技术,为了满足多尺度、多功能的微流控需要,在压电基底材料不变的情况下,利用COMSOL有限元软件仿真探究了声学微结构对SAW芯片的声场调控特性,实现了SAW芯片表面声场强度的增益及声场区域的调控.     

光子晶体形变传感器原理

当光子晶体材料承受外载荷时,必然会引起形变,并改变其组成材料的空间排列方式,从而导致其光带隙性能的改变。而外载荷与光带隙性能之间的对应关系,计算表明,压力的大小与禁带起始波长、截止波长和禁带宽之间呈简单的线性对应关系,通过测量光带隙性能而制造出感知外载荷的传感器。外载荷也可以是温度载荷,对含耦合缺陷的不对称结构光子晶体的研究发现,其缺陷模频率附近的反射率接近于1,而缺陷模频率附近反射光的相移随频率迅速改变;当缺陷层为折射率的温度敏感材料时,温度的极微小变化就能使处于缺陷模频率的反射光相移发生很显著变化。根据这一原理,设计了高灵敏高分辨率的相位温度传感器。     

基于声光效应的可调谐光子晶体的研究

利用传输矩阵法研究了一维异质双周期光子晶体的光子带隙随超声波变化的特性.首先,光子晶体的介电常数随超声波的传播出现周期性变化;然后,光波入射到此光子晶体时产生声光效应,采用Matlab软件模拟仿真并分析了该结构光子晶体的光子禁带的位置、宽度与超声波强度及频率的关系.结果表明:光子晶体禁带的位置、宽度可以通过控制超声波的强度和频率实现实时调制.这个结果为基于声光效应的可调谐光子晶体器件的研究提供了理论依据.     

A Simple Model for Measuring Refractive Index of a Liquid Based upon Fresnel Equations

Due to many experimental data required and a lot of calculations involved, it is very complex and cumbersome to model prism-based liquid-refractive-index-measuring methods. We develop a new method of mathematical modelling for measuring refractive index of a liquid based upon the Fresnel formula and prism internal reflection at an incident angle less than the critical angle. With this method, only two different concentrations measurements for a kind of solution can lead to the determination of computational model. Measurements are performed to examine the validity of the theoretical model. Experimental results indicate the feasibility of the theoretical model with an error of 1%. The method is also capable of measuring even smaller changes in the optical refractive index of the material on a metal surface by the surface plasma resonance sensing techniques.     

基于声子晶体的点声源的完美成像分析

基于声子晶体的负折射效应以及多重散射理论,研究了实现点声源完美成像的方法及过程,并利用有限元法在COMSOL软件中给吸收体设定与激光照射一样的激励源,进行了模拟探究,得到完美成像的仿真结果.     

光在激活光纤中的传输

本文推导了连续光及宽脉冲在激活光纤中的运动方程,采用激活物质极化的量子理论,在零级近似及一级近似情况下,对其运动方程进行了求解,并讨论了激活物质对脉冲群速度的影响,定量地描述了连续光及宽脉冲的振幅与位相及群速度在激活光纤中的变化行为。     

异质三周期光子晶体的光子带隙特性

利用传输矩阵法研究了由TiO₂和SiO₂两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性,发现该结构能在波长为200~ 2 000 nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙,并且波长越大,带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与入射角度、介质层数及介质层厚度的关系,发现该结构形成的光子带隙的大小和位置对介质层的循环周期数不敏感,但对入射角度和介质层的厚度很敏感。     

基于管状声学超透镜的近场点声源成像研究

在局域共振型声子晶体和负折射理论的相关基础上,结合声透镜发展现状和声成像的需要,提出了一种新型的管状声学超透镜结构并建立了模型;通过层多散射法分析了该透镜内声波的传输过程,然后利用COMSOL Multiphysics软件模拟了近场点声源通过不同厚度的管状声学超透镜后的声波传输和聚焦情况,得到了透射率和反射率的关系曲线,确定了最佳成像效果时透镜的厚度;在此厚度下,观察到入射波和出射波的波形基本接近,弥散现象很弱,很好的验证了该透镜可以实现对近场点声源的高分辨率成像.     

多量子斜阱构造及相应激子峰红移

文章研究了利用应变超晶格多量子阱材料中压电场来构造多量子斜阱，给出了斜率的定量描述，讨论了过临界厚度时的应变及压电场的大小，提出了可以通过调制压电场的方法到与外场调制量子斜阱中激子峰红移量同样的效果。