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基于遗传算法的多频段太赫兹类电磁诱导透明超材料传感器的优化设计
1
作者
葛宏义
贾志远
+5 位作者
蒋玉英
张元
吴旭阳
季晓迪
孙振雨
崔光远
《量子电子学报》
北大核心
2025年第3期369-380,共12页
超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性...
超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性。针对以上问题,本工作采用遗传算法,设计并优化了一种具有类EIT效应的超材料传感器,通过三维电磁场仿真计算与遗传算法的结合实现参数的自动优化。结果表明,使用遗传算法优化结构参数可以减少大量重复的人工操作,提高了设计效率。设计的传感器在0.3~1.5 THz频率范围内产生了三个类EIT透明窗口,通过衬底刻蚀的方法增强了电场与待测分析物的耦合,显著提高了传感器的灵敏度。此外,为验证所设计的EIT超材料作为生物传感器的潜力,还对农药分析物进行了模拟传感。结果表明该传感器能够通过共振频移辨别不同折射率的物质,并且具有多点特征匹配的优势,在传感检测领域具有广阔的发展前景。
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关键词
光电子学
太赫兹超材料
类电磁诱导透明
多频段
高灵敏度
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职称材料
类电磁诱导透明效应在硅基微环谐振腔中的实现与优化
被引量：
8
2
作者
王永华
韦丽萍
+4 位作者
臧俊斌
崔丹凤
李艳娜
刘耀英
薛晨阳
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期28-32,共5页
为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到...
为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到了类电磁诱导透明效应.分析了两环间不同间距对类电磁诱导透明效应的影响,结果表明:工艺中单环Q值达到5.1×104,类电磁诱导透明效应透明峰的带宽约为500MHz.
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关键词
集成光学
硅基光波导
热氧化退火
垂直光栅耦合
类电磁诱导透明
微环谐振腔
绝缘体上硅
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职称材料
题名
基于遗传算法的多频段太赫兹类电磁诱导透明超材料传感器的优化设计
1
作者
葛宏义
贾志远
蒋玉英
张元
吴旭阳
季晓迪
孙振雨
崔光远
机构
河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室
河南工业大学河南省粮食光电探测与控制重点实验室
河南工业大学信息科学与工程学院
河南工业大学人工智能与大数据学院
出处
《量子电子学报》
北大核心
2025年第3期369-380,共12页
基金
国家自然科学基金(62271191,61975053)
河南省自然科学基金(222300420040)
+1 种基金
河南省重点科技计划项目(222102110246,222103810072)
河南省高校科技创新人才计划项目(23HASTIT024,22HASTIT017)。
文摘
超材料的类电磁诱导透明(EIT)效应提供了一种独特的方法来增强光与物质的相互作用,在高灵敏传感方面显示出巨大的应用潜力。然而,传统的太赫兹超材料优化方法主要依赖于研究者的经验,如何快速优化并实现多频段的高灵敏度仍然具有挑战性。针对以上问题,本工作采用遗传算法,设计并优化了一种具有类EIT效应的超材料传感器,通过三维电磁场仿真计算与遗传算法的结合实现参数的自动优化。结果表明,使用遗传算法优化结构参数可以减少大量重复的人工操作,提高了设计效率。设计的传感器在0.3~1.5 THz频率范围内产生了三个类EIT透明窗口,通过衬底刻蚀的方法增强了电场与待测分析物的耦合,显著提高了传感器的灵敏度。此外,为验证所设计的EIT超材料作为生物传感器的潜力,还对农药分析物进行了模拟传感。结果表明该传感器能够通过共振频移辨别不同折射率的物质,并且具有多点特征匹配的优势,在传感检测领域具有广阔的发展前景。
关键词
光电子学
太赫兹超材料
类电磁诱导透明
多频段
高灵敏度
Keywords
optoelectronics
terahertz metamaterial
likely electromagnetically induced transparency
multi-frequency bands
high sensitivity
分类号
TN247 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
类电磁诱导透明效应在硅基微环谐振腔中的实现与优化
被引量：
8
2
作者
王永华
韦丽萍
臧俊斌
崔丹凤
李艳娜
刘耀英
薛晨阳
机构
中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室
中北大学朔州校区
中北大学电子测试技术国家重点实验室
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期28-32,共5页
基金
国家自然科学基金(No.61076111)
山西省科技厅(No.2011011013-2)资助
文摘
为在硅基光波导上实现类电磁诱导透明效应,设计并加工了基于绝缘体上硅的串联双环结构.通过300℃到1 200℃热氧化退火、缓冲刻蚀液湿法腐蚀以及1 000℃高温氮气退火等波导结构的后期处理,利用垂直光栅耦合的方式输入及输出信号,观测到了类电磁诱导透明效应.分析了两环间不同间距对类电磁诱导透明效应的影响,结果表明:工艺中单环Q值达到5.1×104,类电磁诱导透明效应透明峰的带宽约为500MHz.
关键词
集成光学
硅基光波导
热氧化退火
垂直光栅耦合
类电磁诱导透明
微环谐振腔
绝缘体上硅
Keywords
Integrated optics
Optical waveguides
Oxidizing annealing
Vertical grating coupling
Electromagnetically Induced Transparency
Ring resonator
Silicon-on-insulator
分类号
TN252 [电子电信—物理电子学]
在线阅读
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于遗传算法的多频段太赫兹类电磁诱导透明超材料传感器的优化设计
葛宏义
贾志远
蒋玉英
张元
吴旭阳
季晓迪
孙振雨
崔光远
《量子电子学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
类电磁诱导透明效应在硅基微环谐振腔中的实现与优化
王永华
韦丽萍
臧俊斌
崔丹凤
李艳娜
刘耀英
薛晨阳
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
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