亚波长

摘要： 光学超构表面是一种由亚波长纳米结构阵列组成的人工二维结构,其高效、灵活的特性迅速成为调控复杂光场的优秀媒质。基于低损耗材料的光学介质超构表面具有效率高、设计灵活等优点,在光通信、全息成像/显示与信息加密等领域具有重要应用前景。然而,传统极化不敏感的超构表面工作模式单一、效率低下,无法将多功能集成在单个的样品上,信息容量受到了极大限制。

摘要： 提出了FP(Fabry-Pérot)通道和泡沫铝的亚波长复合吸声结构,兼顾低频和宽带的良好吸声,平均吸声系数达90%。建立了该复合吸声结构的压力-热黏性声学有限元数值分析模型,阻抗管试验结果验证了从设计的截止频率366 Hz开始具有良好的吸声特性;基于有限元分析方法,讨论了FP通道的截止频率公比、吸声面积比、通道数量和泡沫铝板厚度对吸声性能的影响,并与其他复合结构进行吸声性能对比。结果表明,该复合吸声结构在噪声控制领域中有应用价值。

摘要： 亚波长薄膜堆栈超构材料,作为超构材料领域一个特殊的组成部分,因其具有亚波长厚度、无需复杂光刻加工以及可低成本大面积制备等诸多优点,吸引了人们越来越多的关注。本文聚焦回顾近些年亚波长薄膜堆栈超构材料相关研究进展,首先简要回顾了多层薄膜堆栈体系的基础理论研究方法,侧重介绍了亚波长薄膜堆栈超构材料的新理论新设计;接着,着重介绍了基于亚波长薄膜堆栈超构材料的若干典型应用,具体包括结构色调控、光致发光增强、窄带红外光源、红外伪装以及其他一些有趣应用;最后,探讨并展望了亚波长薄膜堆栈超构材料领域未来的发展方向以及其可能遇到的问题挑战。

摘要： 本文针对基于特异性材料的圆极化微带天线结构复杂度高的问题,根据微带天线圆极化理论,提出了采用加载材料微扰的单点馈电圆极化亚波长微带天线,该天线体积小、结构简单,且具有优良的宽角轴比特性,解决了现有亚波长圆极化微带天线馈电网络复杂度高的问题,期望本文的研究能为相关人员提供参考。

摘要： 目前,超材料研究不断向工程化应用推进,在物理机理与效应、设计理论与方法、加工制备与测试等方面取得了突飞猛进的发展.但是,传统的超材料设计主要依赖人工设计和优化,面对大规模的工程化应用设计时,无法实现数量庞大的超材料结构单元的快速整体设计.近几年,涵盖传统启发式算法和神经网络算法的智能算法在超材料设计中所占的比重逐步上升,基于智能算法设计超材料能够打破传统设计方法在不同基材体系、不同频段以及不同性能指标下设计的局限性,展现出快速设计和架构创新的独特优势.该文综述了包括遗传算法、Hopfield网络算法和深度学习在内的几种典型智能算法在超材料设计中的应用,包括正向设计方法和逆向设计方法.基于智能算法能够实现不同性能指标的频率选择表面、多机理复合吸波超材料、平板聚焦超表面以及异常反射超表面的快速设计,为推动超材料技术的工程化应用提供必要设计手段支撑.

摘要： 由于光存在衍射极限,因此传统方法不能实现亚波长尺度下的激光激射.为了打破这一衍射极限,本文设计了金属-介电层-半导体堆叠结构来实现深亚波长尺度下的激光激射,并讨论了相关结构对模式传播的影响.结构设计上,采用低介电常数金属银作为衬底、10?nm厚的LiF作为介电层、具有六边形截面的半导体纳米线ZnO作为高介电常数层,采用有限差分本征模和时域有限差分方法对所设计的结构进行光学仿真模拟.首先,通过改变ZnO纳米线的直径,使用有限本征模方法分析介电层中的光学模式,得到4种模式分布.然后,通过这4种光学模式在不同纳米线直径下的有效折射率和损耗计算了对应的波导传输距离以及激射阈值增益.最后,采用三维时域有限差分方法仿真分析纳米线稳态激光发射过程中各模式的电场分布.结果表明:在纳米线和金属衬底之间的介电层上存在混合等离子体模式和混合电模式,对于直径低于75?nm的ZnO纳米线,没有有效的物理光学模式,即混合等离子体模式和混合电模式都被切断,当ZnO纳米线的直径大于75?nm时,混合等离子体模式可以有效存在,而混合电模式在ZnO纳米线的直径达到120?nm之后才出现.虽然混合等离子体模式可以更好地限制在介电层中,但是它们的模式损耗太大,传播距离相对较小.此外,与混合等离子体模式相比,混合电模式的传播距离更长.在给定微米线的直径(D?=?240?μm)下,混合电模式传播距离超过50?μm.综上可知,在深亚波长尺度下利用混合泄漏模式可以打破光学衍射极限并实现激光激射.

摘要： 声学超构材料的概念起源于局域共振型声子晶体。作为一种新型复合人工结构材料,声学超构材料具备许多优异的特性,如相对于传统隔声材料可以灵活、精准地操控声波,采用小型化、轻质化的结构解决宽频带、低频隔声等问题。本文综述了声学超构材料在隔声方面的最新研究进展,从带隙理论和表征参数出发论述了声学超构材料隔声机理,重点介绍了相关代表性工作,包括Helmholtz式隔声超构材料、薄膜薄板式隔声超构材料、折叠卷曲空间式隔声超构材料以及组合式隔声超构材料的设计理念和方法,最后对这一新兴领域的应用进行了展望。

摘要： 超材料结构因具有精确操控电磁波/声波的相位、传播模式等特性而在军事隐形及伪装、通讯、国防安全及医学成像等方面有着重要的科学研究价值和广泛的应用前景,它的研究是近年国际学术界和工程界研究的热点之一.总体来说,国内外超材料结构的研究极大地促使超材料结构器件向轻薄化、宽频带及高性能的实用化方向发展,但制造技术与电磁、声学、物理、材料等学科的交叉亟待加强,需要加速探索超材料结构研究向大规模制造跨越的实现途径,推动其快速向应用化方向发展.本文梳理了增材制造工艺在超材料结构制造中的应用现状,讨论了超材料结构功能器件方面的研究进展,并对今后超材料结构研究的发展趋势进行了探讨和展望.%Metamaterial structure has important scientific research value and extensive application prospect in military stealth and camouflage, communication, security and medical imaging owing to the ability of manipulating the phase and propagation mode of electromagnetic wave and acoustic wave precisely. The research is one of the hotspots in the field of international academic and engineering. Generally speaking, the research on metamaterial structure in the world has greatly promoted its development of lightness, broadband, high performance and practicality. However, the interdisciplinary research of manufacturing technology and electromagnetics, acoustics, physics, materials and other disciplines should be further focused. It is necessary to accelerate the exploration of the way of manufacturing metamaterial structure in a large scale, and promote its rapid development towards application. In this paper, the application status of additive manufacturing technology in manufacturing metamaterial structure is summarized, and the research progress of metamaterial structure functional devices is discussed. We also discuss and prospect the future development trend about metamaterial structure.

摘要： 首先对由两种单负超材料组成的异质结的传输特性进行了研究,发现该异质结具有谐振腔功能和亚波长特性.然后对该亚波长谐振腔品质因数的增强进行了研究,发现当在由两种单负超材料组成的异质结界面处引入类电磁感应透明超材料原胞时,谐振腔的品质因数得到大幅增强,从而获得了一种具有高品质因数特点的亚波长谐振腔.该谐振腔将有助于微波及更高频段元器件的小型化.

摘要： 本文研究了玻璃（折射率n=1.52）表面周期性台阶结构的宽外波段抗反射特性。利用等效媒质理论，对单台阶和二台阶结构进行了参数设计，并用严格耦合波理论对设计的台阶结构进行了入射光波长、入射角的反射效率、反射级次特性分析计算。研究结果表明：当亚波长纳米结构的周期低于周期阈值时，随着入射波长的增加只有零级衍射；台阶层数的增加，可提高红外抗反射入射波长和入射角的范围。

摘要： 本文分析了一种利用等离子波的新型亚波长槽形波导结构,该结构横向上利用金属-介质-金属(MIM)结构激励出等离子波来限制场,在纵向上用三层介质波导结构来限制场。采用全矢量有限差分方法分析了该结构的内在特性,异质金属墙结构可以大大减少损耗,在芯层尺寸结构200nm×800nm时,其传播长度可以达到35.8μm,而横向模式尺寸为200nm,两者之比超过170。该结构在纵向上有较强的场限制特性,为小尺寸高度集成光学器件提供了一种新的结构。

摘要： 本文提出一种由电负媒质(ENG)和磁负媒质(MNG)材料组合填充的矩形谐振腔,通过理论分析,发现它与传统的谐振腔相比,可以存在全新的谐振模式,这种模式具有亚波长谐振特性,可以有效减小谐振腔尺寸.本文还同时分析了该谐振腔的稳定性和Q值.通过合适的参数选择,可以得到具有可接受的稳定性和较高Q值的亚波长谐振腔.

摘要： 当光栅周期小于所使用的波长时,亚微米的表面微结构可以具有减反射作用.本文报导率了理论研究和制作技术,成功地制作了周期为400nm等的超微细结构,测量结果与理论值具有良好的一致性.

摘要： 公开了一种光伏电池和在光伏电池的光伏半导体基板上形成电极格栅的方法。在一个实施例中，所述光伏电池包含：光伏半导体基板；背电极，其电连接到所述基板的背表面；以及前电极，其电连接到所述基板的前表面。所述基板、所述背电极和所述前电极形成用于在所述基板吸收光时产生电流的电路。所述前电极包含界定众多孔的金属格栅。这些孔可为周期性的、非周期性的、或部分周期性的。所述前电极可通过以下步骤形成：将纳米球沉积在所述基板上；在所述纳米球周围在所述基板上形成金属层；以及去除所述纳米球，从而使界定众多孔的电极格栅存留在所述基板上。

摘要： 本发明涉及一类亚细胞区域靶向性、长波长、双波长比率法Ca2+荧光探针的设计与合成，属于生物化学传感研究领域。该类探针的合成是以1，2－双(2－氨基苯氧基)乙烷－N，N，N’，N’－四乙酸乙酯为起始原料，首先合成了具有两个醛基活性基团的Ca2+受体(5，5’－dicarboxo－BAPTA)作为Ca2+荧光探针的关键中间体。然后在适宜的有机溶剂中与含活性甲基的底物进行缩合得到一系列可见光激发的Ca2+荧光探针，该类探针与Ca2+结合前后荧光激发及发射峰强度及位置均有变化，即可用双波长比率法对Ca2+进行测定。该类荧光探针进入细胞后，可对特定亚细胞区域进行靶向性标记。应用该类探针可在亚细胞水平实现胞内Ca2+含量、时空分布变化情况的实时动态检测，从而为细胞钙信号转导研究提供有效的手段。

摘要： 本发明公开了一种基于亚波长二元衍射光栅的波长分离器的实现方法，该波长分离器由三个亚波长二元衍射光栅和一块纯石英玻璃片组合实现：一个结构为凹字型，材料为SI

摘要： 本发明涉及亚波长体光栅偏振合束方法、亚波长体光栅及其设计方法，步骤如下：根据模式法分析并分别计算亚波长体光栅中传输的两个TE和两个TM模式之间的相位差；结合亚波长体光栅的衍射方程，调整所述相位差，控制TE和TM偏振入射光通过亚波长体光栅产生的衍射级次的能量分布，以得到所述亚波长体光栅的周期、厚度和占空比，使得波长相同的TE和TM偏振入射光分别只产生一个衍射级次，且衍射方向相同；根据得到的参数制备所述亚波长体光栅；将波长相同的TE和TM偏振光入射到所述亚波长体光栅上实现合束。本发明通过仅调整亚波长体光栅周期、厚度和占空比，就能在紫外、可见光和近红外等波段实现任意波长激光的偏振合束。

摘要： 一种亚波长抗反射结构的制作方法，该制作方法利用化学氧化还原反应制备的金属层在快速退火时金属层会发生自凝聚现象，然后金属层形成纳米结构的金属粒子；再利用金属粒子作为干法刻蚀的掩模进行干法刻蚀，最后形成亚波长的抗反射结构。本发明的制作方法，可以制作高效的亚波长抗反射纳米结构；具有广角宽谱的抗反射效果；采用湿法制作金属掩模降低了生产设备成本，同时工艺方法成本低廉，制作简单，并可实现大面积的制作。

摘要： 本发明涉及一种亚波长天线，其特征在于，包括谐振器和金属衬底，所述谐振器设置于所述金属衬底上，所述谐振器为设有开口的C形环。本发明还涉及一种波长可控的超透镜，包括若干所述的亚波长天线，若干所述亚波长天线基于振幅相位分布物理模型进行空间排列，若干所述亚波长天线的C形环具有不同的开口角度和半径。本发明还涉及一种超透镜设计方法。本发明通过空间排列不同结构参数的全金属亚波长天线，实现了波长操控的动态可切换和变焦超透镜。

摘要： 本发明公开了一种基于亚波长二元衍射光栅的波长分离器的实现方法，该波长分离器由三个亚波长二元衍射光栅和一块纯石英玻璃片组合实现：一个结构为凹字型，材料为SI

摘要： 本发明公开了一种基于亚波长双曲材料的高灵敏度Goos‑位移气体传感器及制备方法。本发明是以银和二氧化钛组成的双曲超材料为基础，获得了在双曲超材料表面Goos‑位移的强度和方向特性，除了增强G‑H位移的强度外，还通过调整入射波长直接改变其方向，同时，根据临界波长特性，随着填充因子和背景介电常数的增加(减少)临界波长蓝移(红移)。结合Goos‑位移的强度和方向特性，在入射区背景介质处充入氦气，设计出灵敏度高达1.59×109nm/RIU的气体传感器，便于空气质量的检测。

摘要： 本发明公开一种闪耀亚波长光栅耦合器，设置在光波导层上，所述光栅耦合器包括若干个光栅周期，每个光栅周期由亚波长光栅结构区域、平面波导区域组成；亚波长光栅结构区域内等间距的排列设置有若干个闪耀光栅孔，所述闪耀光栅孔均为连通光波导层顶部与底部的通孔，每个闪耀光栅孔内从顶部到底部设置有阶梯状结构；光波导层上设有耦合波导区域。本发明可以提升光栅耦合器的方向性。该光栅耦合器可以与切趾和聚焦等光栅结构耦合，进一步提升光栅耦合器的光场耦合效率，降低反射，减小器件尺寸，为实现高性能、低成本的波导光场耦合封装技术开辟了一条新的途径。

摘要： 本实用新型揭示了一种基于亚波长渐变微腔的多频段全向通风声学屏障及声学器件，所述声学屏障包括基板及位于基板上的若干微腔结构，所述微腔结构包括主体部及沿周向分布于主体部外侧的若干迷宫单元，迷宫单元内包括若干空气通道，所述迷宫单元的张角逐渐增大，相邻的迷宫单元之间空槽的张角相等。本实用新型利用张角渐变微腔结构的共振效应，在亚波长尺度下可以实现多频段乃至宽频的隔声效应，该声学屏障具有良好的隔声效果，且能够很好的保持空气流通，对于新一代声学器件的设计及应用具有重要意义。