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高能光源吸收器轮廓度误差评定方法研究
1
作者 韩圆颖 董岚 +12 位作者 王铜 卢尚 闫路平 张露彦 刘晓阳 闫皓月 门玲鸰 王小龙 李波 梁静 马娜 何振强 柯志勇 《计量学报》 北大核心 2025年第9期1324-1330,共7页
对高能同步辐射光源储存环光子吸收器的轮廓度误差评定方法进行了研究,选取一种合适的数据配准方法来实现轮廓度误差的高精度求解。利用采样点归一化方法和模型匹配方法,对56个光子吸收器在三坐标测量机下的实测数据进行处理,实现设计... 对高能同步辐射光源储存环光子吸收器的轮廓度误差评定方法进行了研究,选取一种合适的数据配准方法来实现轮廓度误差的高精度求解。利用采样点归一化方法和模型匹配方法,对56个光子吸收器在三坐标测量机下的实测数据进行处理,实现设计基准与测量基准的统一,消除位置误差,得到轮廓度误差e_p值,并对2种方法的可靠性进行了分析。结果表明模型匹配方法的轮廓度误差评定精度明显优于采样点归一化方法,且吸收器加工精度越差,2种方法下的轮廓度值差距越大;当吸收器加工精度较高时,即实测和理论点集间拟合偏差在0.1 mm之内,2种方法下的轮廓度值差值在0.02 mm之内。 展开更多
关键词 几何量计量 光子吸收器 三坐标测量机 轮廓度误差 归一化方法 模型匹配方法 数据配准
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1.55μm波段处高灵敏度光子晶体光纤设计
2
作者 马依拉木·木斯得克 阿布都克力木·阿布力孜 +1 位作者 任艳 姚建铨 《光通信技术》 北大核心 2025年第3期47-52,共6页
为了进一步提高光子晶体光纤(PCF)的灵敏度,设计了一种由圆形与矩形空气孔复合构成的PCF。该光纤由4层圆形空气孔包层和纤芯区5个矩形空气孔组成。基于全矢量有限元法设置完美匹配层边界条件,系统模拟分析了水、乙醇、苯3种分析物填充时... 为了进一步提高光子晶体光纤(PCF)的灵敏度,设计了一种由圆形与矩形空气孔复合构成的PCF。该光纤由4层圆形空气孔包层和纤芯区5个矩形空气孔组成。基于全矢量有限元法设置完美匹配层边界条件,系统模拟分析了水、乙醇、苯3种分析物填充时PCF的光学特性。研究结果表明,在1.55μm波长下,该PCF对3种分析物的灵敏度分别达到71.8%、74.5%、75.6%,较现有PCF提升了1.26~7.97倍、1.24~6.2倍、1.2~5.6倍,同时实现了10-3量级的高双折射和低于10-5dB/cm的低损耗特性。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 有限元法 灵敏度 双折射 限制损耗
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激光在水下信道中的后向散射特性研究
3
作者 葛文敏 陈宝康 徐敬 《电信科学》 北大核心 2025年第10期71-77,共7页
双向水下无线光通信(UWOC)系统中存在的后向散射光子会干扰正常的光通信信号,降低接收信号信噪比(SNR),甚至导致接收机内部探测器的光学饱和。因此,深入研究后向散射光子的功率空间分布特性和到达角分布规律对水下双向无线光通信系统具... 双向水下无线光通信(UWOC)系统中存在的后向散射光子会干扰正常的光通信信号,降低接收信号信噪比(SNR),甚至导致接收机内部探测器的光学饱和。因此,深入研究后向散射光子的功率空间分布特性和到达角分布规律对水下双向无线光通信系统具有重要意义。提出了一种改进的蒙特卡罗(MC)仿真方法,不直接增大探测器靶面面积,而通过统计面积更大的圆环内的光子特性来代替探测器靶面内的光子特性,可缩减仿真时间58%以上。仿真综合考虑了典型水质参数以及不同光源发散角下后向散射光功率分布和光子到达角分布情况,同时搭建了实验平台进行验证。仿真结果表明,光源发散角小于60°时,后向散射光功率分布以及光子到达角分布情况均没有明显区别。实验结果表明,随着氢氧化镁浓度上升,其后向散射光功率相对更高。光源发散角分别为3°和48°时,两者的后向散射光功率分布曲线基本重合,与仿真结果类似。通过仿真和实验方法证实了水体参数是影响后向散射光分布的主要因素,而光源发散角的改变对系统后向散射特性影响有限。该发现可为双向UWOC系统接收端设计提供参考。 展开更多
关键词 双向水下无线光通信 Monte Carlo方法 后向散射 光功率分布 光子到达角分布
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双光子纠缠增强型光纤陀螺的探索与设计
4
作者 孙浩冠 张昌昌 +1 位作者 汪立新 阮驰 《压电与声光》 北大核心 2025年第3期415-421,共7页
传统的光纤陀螺仪使用经典光作为光源,其经典干涉中的相位检测灵敏度因受到散粒噪声的限制而无法获得提升。为了提升光纤陀螺精度,基于量子纠缠光子对的关联特性,采用最大路径纠缠态2002态,可使光学干涉测量的相位检测灵敏度相对于散粒... 传统的光纤陀螺仪使用经典光作为光源,其经典干涉中的相位检测灵敏度因受到散粒噪声的限制而无法获得提升。为了提升光纤陀螺精度,基于量子纠缠光子对的关联特性,采用最大路径纠缠态2002态,可使光学干涉测量的相位检测灵敏度相对于散粒噪声极限提高√2倍,达到海森堡极限。设计并搭建了一套双光子纠缠增强光纤陀螺集成系统,包括高产率的纠缠光源,一套全光纤Sagnac干涉光路以及符合探测系统。在此集成系统上进行光纤环旋转实验,采集数据并绘制出转速与光子计数的完整干涉波。实验结果表明,该套系统能被用于双光子纠缠增强光纤陀螺的原理演示验证实验和相关功能测试实验。 展开更多
关键词 量子纠缠 单光子探测 符合计数方法 Sagnac效应 光纤陀螺
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一种面向光子计数器的改进加权迭代最小二乘法设计
5
作者 李凤 何建军 +1 位作者 杨圣红 郭小江 《现代电子技术》 北大核心 2025年第22期76-80,共5页
针对采用传统最小二乘法在拟合光子计数器数据时普遍存在偏差增大以及噪声干扰加剧的问题,提出一种基于线性参数的改进加权迭代最小二乘法(L-IWLS),旨在更精准、高效地处理光子计数数据。该方法不仅继承了传统最小二乘法在数据处理上的... 针对采用传统最小二乘法在拟合光子计数器数据时普遍存在偏差增大以及噪声干扰加剧的问题,提出一种基于线性参数的改进加权迭代最小二乘法(L-IWLS),旨在更精准、高效地处理光子计数数据。该方法不仅继承了传统最小二乘法在数据处理上的优势,还针对其不足进行了优化,引入了加权迭代机制,通过对每个数据点赋予不同的权重,有效降低了噪声对拟合结果的影响。同时,利用线性参数的特性提高了拟合的稳健性和准确性,从而更加适用于光子分布数据的拟合场景。实验结果表明,在统计模型参数为线性函数的场景下,L-IWLS方法相较于传统的最大似然估计(ML)以及标准的加权迭代最小二乘法(IWLS),展现出了更快的收敛速度。在实际应用中,L-IWLS能够更快地达到稳定的拟合结果,在偏差克服和适用性方面的优势显著,为光子计数数据的精确处理提供了一种新的、更为有效的数学工具。 展开更多
关键词 光子计数 最小二乘法 加权迭代 最大似然估计 光子分布 统计模型 最佳线性无偏估计
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磁场辅助法快捷制备Fe_(3)O_(4)@C光子晶体柔性复合薄膜
6
作者 王治强 张齐 +2 位作者 梁颖 王文欣 陈琦 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第1期49-58,共10页
本文采用垂直沉降法、自然沉降法、磁场辅助法将水热法合成的Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子排列成Fe_(3)O_(4)@C光子晶体薄膜。结果表明:垂直沉降法制备光子晶体薄膜耗时长,制得的薄膜不均匀,且薄膜只能贴合在特定基底材料上,难以分离;自然沉... 本文采用垂直沉降法、自然沉降法、磁场辅助法将水热法合成的Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子排列成Fe_(3)O_(4)@C光子晶体薄膜。结果表明:垂直沉降法制备光子晶体薄膜耗时长,制得的薄膜不均匀,且薄膜只能贴合在特定基底材料上,难以分离;自然沉降法相比垂直沉降法制得的光子晶体薄膜更均匀,但表面易存在不平整的现象,仍然易贴合在基底材料表面,强行分离会导致光子晶体薄膜破碎;磁场辅助法不仅能使Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子在更短时间内排列出鲜艳的结构色,还能使Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子在光固化聚氨酯丙烯酸酯内部排列形成周期性有序结构,使光子晶体不裸露在空气中,减少外界因素的干扰,提升光子晶体稳定性,制得厚度均匀、表面光滑的Fe_(3)O_(4)@C光子晶体柔性复合薄膜。对Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子进行超声处理对于获得色彩鲜艳的结构颜色至关重要,只有经过超声处理去除表面杂质的Fe_(3)O_(4)@C纳米粒子才能在磁场的辅助下排列形成周期性有序结构显现结构色。磁场辅助法一定程度上缩短了光子晶体柔性薄膜的制备时间,通过磁场辅助法制得的光子晶体柔性复合薄膜更均匀且表面光滑,也提升了光子晶体的稳定性,有利于促进光子晶体在安全防伪、伪装涂层、传感器、太阳能电池、生物医学等更多领域的应用。 展开更多
关键词 光子晶体 Fe_(3)O_(4)@C 纳米粒子 柔性薄膜 磁场辅助法 垂直沉降法 自然沉降法 结构色
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新型光子晶体波导多功能出射光集束器件
7
作者 柳泽坤 华昌洲 《红外与毫米波学报》 北大核心 2025年第4期569-576,共8页
基于二维三角晶格光子晶体,本文设计了一款新型二维光子晶体波导出射光集束的多功能器件,可以实现融合出射光集束和特定波长的高效滤波。该出射光集束结构类似于光栅结构,通过多通道之间的相互干涉原理使出射光呈集束状态,提高了出射光... 基于二维三角晶格光子晶体,本文设计了一款新型二维光子晶体波导出射光集束的多功能器件,可以实现融合出射光集束和特定波长的高效滤波。该出射光集束结构类似于光栅结构,通过多通道之间的相互干涉原理使出射光呈集束状态,提高了出射光的辐射效率和距离,利用时域有限差分法可得,在1.447μm的入射波长下具有高达450μm的有效传播距离。该结构设计对在范围1.435~1.465μm内的入射光具有很好的集束能力。同时,在波导两边还有两个六边形的耦合滤波结构,对于中心波长为1.490μm和1.510μm的入射光波,分别接近98.4%和97.3%的透射效率。该融合结构成功实现了滤波和集束功能。 展开更多
关键词 光子晶体波导 滤波功能 出射光集束 时域有限差分法
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Libera Photon在合肥光源同步光位置测量系统中的应用
8
作者 顾黎明 孙葆根 +4 位作者 杨永良 卢平 肖云云 王季刚 唐雷雷 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期1512-1516,共5页
合肥光源新引进了IT公司的新一代光位置信号处理器Libera Photon,其采用嵌入式EPICS IOC,极大地提高了数据的传输效率,经测试,该处理器的分辨率好于0.07μm。同时,自主研制开发了相配套的时钟分配器以及远程软件控制程序,并将新同步光... 合肥光源新引进了IT公司的新一代光位置信号处理器Libera Photon,其采用嵌入式EPICS IOC,极大地提高了数据的传输效率,经测试,该处理器的分辨率好于0.07μm。同时,自主研制开发了相配套的时钟分配器以及远程软件控制程序,并将新同步光位置信号处理系统用于原有的双丝型光位置探测器进行了初步的应用研究,测试得到的同步光位置信息与相近的BPM Q8E所测得的束流位置信息变化趋势一致,说明Libera Photon能够很好地进行同步光位置信息的测量。 展开更多
关键词 同步光位置 Libera photon 时钟分配器 对数比处理技术
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基于布里渊动态光栅的高灵敏度保偏光纤多参量同时解调 被引量：1
9
作者 赵丽娟 黄梓朦 徐志钮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期51-60,共10页
为了实现基于保偏光纤在布里渊动态光栅的温度、快轴压力和慢轴压力同时解调,并克服传统压力传感灵敏度不足的缺点,提出了一种边孔型高灵敏度光子晶体光纤。利用有限元方法,研究了温度、快轴压力和慢轴压力与双折射频移、布里渊频移和... 为了实现基于保偏光纤在布里渊动态光栅的温度、快轴压力和慢轴压力同时解调,并克服传统压力传感灵敏度不足的缺点,提出了一种边孔型高灵敏度光子晶体光纤。利用有限元方法,研究了温度、快轴压力和慢轴压力与双折射频移、布里渊频移和布里渊线宽之间的关系,据此可实现多参量的同时解调。结果表明,该光子晶体光纤可以实现三参量的同时解调,且解调误差在1 MPa和1℃以内。快轴压力、慢轴压力和温度的误差均值分别为0.21 MPa、0.31 MPa和0.30℃,误差的标准差分别为0.15 MPa、0.21 MPa和0.21℃。在施加0~30 MPa的横向压力和0~100℃的温度时,该光子晶体光纤快轴方向上的压力灵敏度为-1.961 GHz/MPa,光纤慢轴方向上的压力灵敏度为1.356 GHz/MPa,其温度灵敏度为0.105MHz/℃。相较于目前最优结构的光子晶体光纤压力灵敏度提升了-957MHz/MPa。该传感器及解调方法适用于土木结构和大型机械在建造和使用过程中监测其内部所受温度和不同方向压力的变化。 展开更多
关键词 光纤传感 布里渊动态光栅 有限元法 光子晶体光纤 同时解调
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基于光子自相关法的声压测量研究 被引量：1
10
作者 卢涛 刘纪龙 +1 位作者 朱卫民 齐芳 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期1849-1854,共6页
为解决传统基于自相关器的实验系统检测空气自由场声压时自相关延迟时间τ值步进过大的问题,基于光子自相关法搭建了消声箱环境、并设制了无固定频移的光路系统、信号采集及处理系统。该系统将自相关延迟时间的步进值减小到1μs,相较于... 为解决传统基于自相关器的实验系统检测空气自由场声压时自相关延迟时间τ值步进过大的问题,基于光子自相关法搭建了消声箱环境、并设制了无固定频移的光路系统、信号采集及处理系统。该系统将自相关延迟时间的步进值减小到1μs,相较于传统基于自相关器的实验系统声压测量误差减少0.2 dB。最后,与传声器法和传统光子自相关法进行了比较,在600~1200 Hz范围内对106.4 dB声压的测量结果表明:该声压测量方法对空气声场声压的测量最大偏差为0.6 dB。 展开更多
关键词 声学计量 声压测量 光子自相关法 延迟时间 声粒子振速 传声器法
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基于二维光子晶体全光逻辑门的设计
11
作者 吴蓉 张皓辰 杨建业 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期245-251,共7页
在二维光子晶体中嵌入了线缺陷,利用线性干涉效应和波导耦合,设计了一种基于二维光子晶体的同或门和与非门结构。主要采用平面波展开法对该二维光子晶体的能带结构进行分析,采用时域有限差分法,结合线性干涉效应,在Rsoft平台对所设计的... 在二维光子晶体中嵌入了线缺陷,利用线性干涉效应和波导耦合,设计了一种基于二维光子晶体的同或门和与非门结构。主要采用平面波展开法对该二维光子晶体的能带结构进行分析,采用时域有限差分法,结合线性干涉效应,在Rsoft平台对所设计的同或门和与非门进行稳定电场图和归一化功率仿真。仿真结果标明:设计的同或门对比度高达29.5 dB,响应时间为0.073 ps,数据传输速率为13.7 Tbit/s;设计的与非门对比度高达24.15 dB,响应时间为0.08 ps,数据传输速率为12.5 Tbit/s。这些结果表明所设计的结构对比度高、响应时间短和数据传输速率快。 展开更多
关键词 光子晶体 逻辑门 时域有限差分法 干涉 对比度
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光子晶体结构生色真丝织物的制备及应用研究 被引量：1
12
作者 向娇娇 马万彬 +5 位作者 金梦婷 张耘箫 周岚 邵建中 刘国金 柴丽琴 《丝绸》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期32-39,共8页
为实现真丝织物的结构生色,文章分别利用真空辅助过滤法和手绘法在白色真丝织物上构筑光子晶体结构。进一步探究真空辅助过滤法中微球组装液体积浓度对结构色的影响规律,分析微球在真丝织物上形成光子晶体运动机制,讨论真丝织物上光子... 为实现真丝织物的结构生色,文章分别利用真空辅助过滤法和手绘法在白色真丝织物上构筑光子晶体结构。进一步探究真空辅助过滤法中微球组装液体积浓度对结构色的影响规律,分析微球在真丝织物上形成光子晶体运动机制,讨论真丝织物上光子晶体结构色的虹彩效应,并探究手绘法在真丝织物光子晶体结构生色中的应用效果。结果表明:真空辅助过滤法中聚(苯乙烯-甲基丙烯酸),即P(St-MAA)微球组装液的体积浓度为2.4 L/m^(2)时,真丝织物的两面能同时获得光子晶体结构色,此时正反面结构色的反射率峰值在18%左右;在真空辅助过滤法中,P(St-MAA)微球在真丝织物上形成光子晶体结构的过程遵循“先反后正”堆积原则,即织物反面先形成光子晶体,随后微球进一步透过织物堆积在正面。此外,该光子晶体结构生色真丝织物的虹彩效应不明显,与常规染料或颜料着色效果接近;手绘法可以获得图案化的光子晶体生色结构,较适合于个性化加工。该研究为光子晶体结构生色在真丝织物着色中的应用提供参考。 展开更多
关键词 真丝织物 光子晶体 结构生色 真空辅助过滤法 手绘法
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仿生结构生色技术及其在纺织领域应用的研究进展 被引量：4
13
作者 史芷丞 张玉 +3 位作者 于鸿 马桂玲 陈凤翔 徐卫林 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期241-249,共9页
针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了... 针对传统印染行业高能耗、高污染的问题,急需革新染色技术,开发具有更加高效、节能和环保的染色新方法。结构色因其色彩饱和度高、色彩长期稳定且对环境友好而受到了越来越多的关注,并取得了极大进展,尤其是在纺织印染领域。首先分析了结构色的形成原理,系统总结了结构色材料的制备新技术,包括刮涂法/喷涂法、垂直沉积法、重力沉降法、浸渍提拉法、层层自组装法、电泳沉积法、静电纺丝法、磁控溅射法、原子层沉积法等,并比较了各种技术的优劣。在此基础上,进一步探讨了结构色在纺织领域中的多维应用,指出了结构色所面临的挑战,并从仿生自然发展新型结构色材料、提高结构色色彩丰富度及力学稳定性、突破结构色规模化制备技术、完善结构色产品生态等4个方面展望了结构色的未来发展方向,以期推动结构色跨越式发展,助力“碳达峰,碳中和”国家战略。 展开更多
关键词 结构色 光子晶体 结构色纤维 染色新技术 结构生色方法
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高疏水性双面结构生色棉织物的一步法制备 被引量：1
14
作者 向娇娇 柳浩 +5 位作者 欧阳申珅 马万彬 柴丽琴 周岚 邵建中 刘国金 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期111-119,共9页
为能简便、快速地得到兼具双面结构色效果和高疏水性的棉织物,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯(PTFEMA)胶体微球为结构单元,利用浸轧-焙烘一步法将其负载于棉织物上构筑高疏水性光子晶体生色结构。分析PTFEMA胶体微球的基本性能,探究PTFEMA胶体... 为能简便、快速地得到兼具双面结构色效果和高疏水性的棉织物,以聚甲基丙烯酸三氟乙酯(PTFEMA)胶体微球为结构单元,利用浸轧-焙烘一步法将其负载于棉织物上构筑高疏水性光子晶体生色结构。分析PTFEMA胶体微球的基本性能,探究PTFEMA胶体微球组装液质量分数对棉织物结构生色效果和疏水性的影响,并提出结构生色棉织物的疏水机制。结果表明:PTFEMA胶体微球粒径均一,单分散性优异,适宜于构筑光子晶体;当组装液质量分数为20%~30%时,通过浸轧-焙烘一步法便可制备得到结构色明显、水接触角为140°左右的棉织物;PTFEMA胶体微球因自带含—CF_(3)基团而具有疏水性,加之光子晶体阵列增加了棉织物的粗糙度,双重作用下使得结构生色棉织物具备高疏水性。 展开更多
关键词 棉织物 光子晶体 结构生色 高疏水 一步法 功能性纺织品
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百千瓦级空间核反应堆屏蔽优化研究 被引量：1
15
作者 姜百惠 吉宇 +2 位作者 孙俊 刘志宏 石磊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期672-679,共8页
屏蔽体尺寸和重量对空间核反应堆和核动力航天器性能有着重要影响,因而屏蔽设计优化是空间核动力系统设计的关键。本文以JIMO项目反应堆为对象,在铍-碳化硼-钨-氢化锂分层组合屏蔽方案的基础上,考虑到辐照剂量的径向分布,采用蒙特卡罗... 屏蔽体尺寸和重量对空间核反应堆和核动力航天器性能有着重要影响,因而屏蔽设计优化是空间核动力系统设计的关键。本文以JIMO项目反应堆为对象,在铍-碳化硼-钨-氢化锂分层组合屏蔽方案的基础上,考虑到辐照剂量的径向分布,采用蒙特卡罗方法计算了负载处辐照剂量和氢化锂中子剂量,分析了屏蔽设计原理,并提出了分步优化方法以实现屏蔽优化。根据结果分析,调整了铍和碳化硼的厚度比例、钨半径及布置位置,获得了优化的屏蔽方案,在满足屏蔽要求的基础上质量减少了98.41 kg。提出的屏蔽方案及设计流程可为空间核电源屏蔽设计优化提供参考。 展开更多
关键词 空间核反应堆 中子-光子耦合 阴影屏蔽 质量优化 蒙特卡罗方法
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新型高双折射率高灵敏度光子晶体光纤设计 被引量：1
16
作者 马依拉木·木斯得克 薛煜阳 +1 位作者 哈里旦木·阿布都克里木 姚建铨 《光通信技术》 北大核心 2024年第5期67-72,共6页
针对现有光子晶体光纤(PCF)结构复杂、不易制造且灵敏度低的问题,设计了一种用于液体传感的新型高双折射率高灵敏度PCF。这种光纤的纤芯中引入了2种尺寸不同的椭圆形空气孔,而包层则是由相同尺寸的圆形空气孔按四边形排列组成的。利用... 针对现有光子晶体光纤(PCF)结构复杂、不易制造且灵敏度低的问题,设计了一种用于液体传感的新型高双折射率高灵敏度PCF。这种光纤的纤芯中引入了2种尺寸不同的椭圆形空气孔,而包层则是由相同尺寸的圆形空气孔按四边形排列组成的。利用有限元法结合完美匹配层边界条件,借助COMSOL Multiphysics模拟软件对该PCF进行了数值模拟。将水作为传感液体注入纤芯,在1.3~1.8μm的波段范围内对光纤的双折射、限制损耗以及灵敏度进行了详细的分析。研究结果表明:随着波长的增加,新型PCF的双折射率达到了10-2数量级;在波长为1.3μm时,其灵敏度高达54.4%,相较于已有PCF,提升幅度高达1.1~2.5倍。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 有限元法 双折射 灵敏度
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一种检测弱磁场的光纤传感器的研究与仿真 被引量：1
17
作者 赵欣瑜 江兴方 +1 位作者 阮志强 张磊 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第4期873-878,共6页
提出一种基于表面等离子共振的光子晶体光纤传感器,用于实时检测弱磁场强度变化。光子晶体光纤表面覆盖氮化硅和银薄膜,实现表面等离子共振,传感器外侧的磁流体用于感知磁场变化。针对磁场强度检测,基于折射率性能指标归纳了磁场与传感... 提出一种基于表面等离子共振的光子晶体光纤传感器,用于实时检测弱磁场强度变化。光子晶体光纤表面覆盖氮化硅和银薄膜,实现表面等离子共振,传感器外侧的磁流体用于感知磁场变化。针对磁场强度检测,基于折射率性能指标归纳了磁场与传感器性能指标。有限元方法的仿真结果表明,在80 Oe~1000 Oe磁场强度范围内,传感器波长灵敏度可达0.55 nm·Oe^(-1);此外,幅度灵敏度、分辨力、检测限、品质因数和拟合度分别达到了-0.107 Oe^(-1)、1.8×10^(-2)Oe、3.3×10^(-2)Oe~2·nm^(-1)、6.73×10^(-2)Oe^(-1)和0.99117。该传感器具备制作工艺简单、易于制造的特点,可以预见其在磁场检测的广阔前景。 展开更多
关键词 传感器 光子晶体光纤 表面等离子共振 磁场检测 有限元方法
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光子吸收剂量的蒙特卡罗计算方法研究
18
作者 谢蓉 郝建红 +5 位作者 赵强 张芳 范杰清 薛碧曦 董志伟 曹相春 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期150-157,共8页
为了能够通过选择合适的计算方法对不同辐射情况的光子剂量进行准确有效的计算和评估,对比研究了蒙特卡罗模拟软件中常用的四种光子剂量计算方法:剂量转换系数法、发热数法、径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法,从计算原理出发结合仿... 为了能够通过选择合适的计算方法对不同辐射情况的光子剂量进行准确有效的计算和评估,对比研究了蒙特卡罗模拟软件中常用的四种光子剂量计算方法:剂量转换系数法、发热数法、径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法,从计算原理出发结合仿真结果分析比较了这四种方法。通过模拟不同能量的单能光子束入射不同体积大小的水球,分析了用比释动能近似吸收剂量导致的误差,并且模拟分析了不同含量的高原子序数元素钆对于吸收剂量计算结果差异的影响。由于转换系数是根据参考人模计算得到的,因此剂量转换系数法只能对吸收剂量进行快速的估计计算,很难在特定情况下得到精准剂量;当高能量光子入射小体积物质时,比释动能会大于吸收剂量,使用发热数法和径迹长度能量沉积法会产生误差,采用脉冲高度计数法更加合适;在低能量和大体积时可以根据计算精度和计算机资源选择任意方法;当组成物质的高原子序数元素含量增多时,径迹长度能量沉积法和脉冲高度计数法之间的计算误差会减少。 展开更多
关键词 光子 吸收剂量 蒙特卡罗方法 人体模型模拟计算
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复杂等离子体光子晶体能带结构计算
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作者 卢欣 旷盈 +2 位作者 杨洁 王志杰 王立群 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期341-364,共24页
等离子体光子晶体是由等离子体和其他介电材料或者真空构成的,具有周期性结构,其可调控的带隙特性使得等离子体光子晶体在滤波器、等离子体隐身衣和等离子体透镜等军事医学器件制造上具有广泛的应用。因此,通过改变等离子体的密度、温... 等离子体光子晶体是由等离子体和其他介电材料或者真空构成的,具有周期性结构,其可调控的带隙特性使得等离子体光子晶体在滤波器、等离子体隐身衣和等离子体透镜等军事医学器件制造上具有广泛的应用。因此,通过改变等离子体的密度、温度等参数来获取满足特定需求的能带结构特性便有着非常重要的意义。基于上述考虑,提出Petrov-Galerkin有限元计算方法来求解并分析等离子体光子晶体的带隙特性。该方法的核心思想是构造在边界上系数互为倒数的基函数和测试函数所构成的空间,在消除边界上积分的同时降低自由度。采用的网格为半笛卡尔投影网格,该网格能适应复杂等离子体柱形状。在建立弱形式时将界面非线性连续条件线性化,简化了界面积分项的处理。通过绘制数值算例的能带结构图,分析验证了等离子体电子密度、等离子体光子晶体柱的填充率和形状等因素对带隙宽度、带隙位置、耦合带隙以及截止频率造成的影响,从而实现等离子体光子晶体能带结构的可调控性。 展开更多
关键词 等离子体光子晶体 Petrov-Galerkin有限元法 半笛卡尔投影网格 界面非线性连续条件 能带结构
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一种微结构八边形光子晶体光纤
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作者 廖昆 颜义萱 +1 位作者 辛政 李芳 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期830-837,共8页
本文设计了一款微结构八边形光子晶体光纤(PCF),并基于有限元法研究了该结构光纤基模的色散特性、非线性特性及限制损耗特性。研究结果表明:通过适当调节该光纤的结构参数,在波长为1.55μm处,出现了一个零色散点,并且在该波长处,得到高... 本文设计了一款微结构八边形光子晶体光纤(PCF),并基于有限元法研究了该结构光纤基模的色散特性、非线性特性及限制损耗特性。研究结果表明:通过适当调节该光纤的结构参数,在波长为1.55μm处,出现了一个零色散点,并且在该波长处,得到高非线性系数值94.97 W^(-1)·km^(-1)以及低限制损耗值3.065×10^(-6)dB/km。该设计为在1.55μm处得到零色散点、高非线性、低损耗的光子晶体光纤提供了理论指导,在色散控制、非线性光学等领域具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 零色散 高非线性 低损耗 有限元法
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