1 三峡大学电气与新能源学院，湖北省微电网创新协同中心，湖北 宜昌 443002
2 三峡大学分析测试中心，湖北 宜昌 443002
通过水热法首次合成了含有Zn、Co、Sn 3种金属元素的氢氧化物，后经强碱刻蚀、聚多巴胺包覆以及碳化和硒化成功制备出氮掺杂碳包覆ZnSe/CoSe/SnSe材料。该复合物用作钾离子电池负极时，多元金属硒化物内核表现出增强的电化学活性，且结构中的空腔缓解了循环时的体积效应；同时，导电包覆层外壳有效提升了材料电导率，并防止了钾化时活性物质粉化团聚。结果与原始材料相比，ZnSe/CoSe/SnSe@NC表现出更优异的储钾性能，其在1 A/g电流密度下经800次循环后，放电比容量仍高达193 mA·h/g。本工作对高性能钾离子电池负极材料的设计与构筑具有指导意义。
钾离子电池 负极材料 金属硒化物 中空核壳结构 包覆改性 potassium-ion batteries anode materials metallic selenides yolk-shell structure coating modification
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
2 湖北申安亚明照明科技有限公司, 湖北 天门 431728
基于LightTools软件分析了光在光盘纹(CD纹)微结构扩散板中的传输过程,采用注塑成型制备工艺进行实测验证,研究扩散板表面的CD纹微结构对光提取效率的影响。通过理论研究、模拟仿真和实验对比,对扩散板表面微结构进行建模和大规模分布式光线追迹。结果表明:在80 mm×80 mm照明面积范围内,相对于无微结构扩散板,CD纹微结构扩散板的光流明效率有明显提高;当线宽为200 μm时,光流明效率提升最多,提高了13.52%。根据最优模拟尺寸制备出由若干同心圆环组成的CD纹微结构扩散板,以LED筒灯为实验灯具,用积分球测量使用微结构扩散板、一般扩散板和不使用扩散板的灯具的总流明输出,得到CD纹微结构扩散板的透光率达90.6%,比一般扩散板的透光率提高了8.8%的结论。
光学设计 透光性能 LightTools仿真 注塑成型 激光与光电子学进展
2019, 56(21): 212201
采用平面波展开法研究了含点缺陷正方结构二维函数光子晶体的带隙结构、缺陷模式和缺陷模式的本征场分布。选取介质柱的折射率为空间位置的分布函数，其参数可通过改变施加电场、光场的强度来调节。研究结果表明，通过调节介质柱参数，能够实现带隙结构、带隙位置、缺陷模式及缺陷模式的本征场分布的可调，该研究为相关光学器件的设计提供了理论依据和设计方法。
材料 二维函数光子晶体 点缺陷 带隙结构 本征场分布 平面波展开法
1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 吉林大学物理学院, 吉林 长春 130012
3 东北师范大学物理学院, 吉林 长春 130012
4 安庆师范学院物理与电气工程学院, 安徽 安庆 246133
用平面波展开法研究了二维函数光子晶体的带隙结构,其介质柱折射率为空间坐标函数。对TE和TM波带隙结构进行了数值分析,并与二维常规光子晶体（即介质柱折射率为常数） 带隙结构进行了比较。研究了介质柱半径ra、函数系数k和参数b对二维函数光子晶体带隙结构的影响,结果表明通过改变ra、k、b的取值, 可实现对二维函数光子晶体带隙的调节；二维函数光子晶体存在绝对带隙及半Dirac点。这些结论为光子器件设计提供了新的理论依据。
量子光学 二维函数光子晶体 带隙结构 绝对带隙 半Dirac点 quantum optics two-dimensional function photonic crystals band gap structure absolute band gap semi-Dirac points
1 吉林师范大学物理学院, 吉林 四平 136000
2 淮北师范大学物理与电子信息学院, 安徽 淮北 235000
3 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
用传输矩阵法对含缺陷层的一维光子晶体的吸收特性进行了系统的研究。取介质层为非金属介质，缺陷层为金属介质，给出实际材料构成的光子晶体吸收率与波长的关系曲线，又对任意介质构成的光子晶体吸收特性进行了研究，即分别研究了入射角的变化、缺陷层折射率虚部的变化、介质层折射率的变化、介质层厚度的变化以及光子晶体周期结构的变化对光子晶体吸收特性的影响，得到了一些有价值的结论。通过调节光子晶体的一些参数，就可以发现这些参数对光子晶体吸收率的影响，从而为光子晶体的设计和制备提供了重要的理论依据。
光电子学 光子晶体 吸收特性 缺陷层
1 吉林师范大学 物理学院, 吉林 四平 136000
2 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
文章给出了任意入射角时光在一维光子晶体中的透射率及电场分布的解析式,研究了不同的入射角、入射光角频率、缺陷层折射率及光子晶体周期数对含缺陷的一维光子晶体场强分布的影响,同时研究了缺陷层的吸收系数对光子晶体透射率及场强分布的影响,所得到的一些结论为光子晶体的制备及应用提供新的有价值的理论依据。
光子晶体 缺陷 电场分布 photonic crystals defect election field distribution
1 吉林师范大学 物理学院, 吉林 四平136000
2 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
给出了任意入射角的一维光子晶体透射率及场强分布解析式, 分别研究了缺陷层的吸收系数对光子晶体透射率、场强分布的影响, 同时研究了不同的入射角、缺陷层折射率、光子晶体周期数及光子晶体结构形式对场强分布的影响。得到了一些新的有价值的结论, 为光子晶体的制备及应用提供了理论依据。
光子晶体 缺陷模 场强分布 局域态 photonic crystals defect model electric field distribution localized state
东北师范大学城市与环境科学学院, 吉林 长春 130024
受到台风“布拉万”的影响, 吉林中部地区大范围处于灌浆期的玉米倒伏。 为了确定倒伏后玉米冠层对反射信息的影响, 从不同角度对其高光谱反射信息进行了测量与分析; 与此同时, 对偏振反射信息也进行了测量, 将反射与偏振信息结合起来分析了受风灾影响后农作物冠层反射特征的变化。 结果表明, 风灾过后倒伏玉米的反射信息在可见光波段降低, 而在近红外波段范围增大, 与正常直立生长的玉米反射信息比较, 具有非常明显的各项异性特征; 同时, 倒伏玉米的反射光中包含丰富的偏振信息, 利用偏振信息可以为区分倒伏区域提供依据。 这为利用遥感技术确定受灾范围与计算损失产量提供了依据。
遥感 风灾 高光谱 反射 偏振 Remote sensing Wind disaster Hyperspectral Reflection Polarization 光谱学与光谱分析
2013, 33(4): 1057
1 吉林师范大学 物理学院, 吉林 四平 136000
2 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
用量子理论新方法研究光的双缝衍射实验现象, 首先用光的量子理论计算光在缝中双缝衍射的波函数, 再由基尔霍夫定律计算光的衍射波函数, 由衍射强度正比于衍射波函数模方, 从而得到光双缝衍射强度的解析式, 把量子理论计算结果和经典电磁理论计算结果以及与实验数据三者进行比较, 发现量子理论结果与实验数据符合更好, 而经典电磁理论计算结果与实验有一定偏差.从而说明量子理论更能精确解释光的衍射现象.该方法还可进一步研究光的单缝、多缝以及光栅衍射的实验现象.
经典理论 量子理论 光双缝衍射 基尔霍夫定律 Classical theory Quantum theory Light diffraction Kirchhoff′s law
1 吉林师范大学 物理学院, 吉林 四平 136000
2 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
研究了阶梯型折射率n22、n11(阶梯分布高度)的大小、对应的分布厚度、不同入射角以及缺陷模对阶梯函数型光子晶体透射特性的影响.由费马原理给出光在函数光子晶体中的运动方程, 再由电磁传播理论给出函数光子晶体的传输矩阵,进一步推导出函数光子晶体的透射率以及电场分布的表达式.研究表明, 1) 随n22, n11大小或者厚度改变,其禁带变宽; 2)随光的入射角增加, 其禁带变窄; 3)当加入缺陷层时,随着缺陷层介质折射率增加,缺陷模强度减小且位置发生红移; 4)在函数光子晶体中,缺陷层前电场分布保持不变,而在缺陷层处以及之后的电场强度都明显增强,这不同于常规光子晶体的电场分布仅在缺陷层处局域增强.
函数光子晶体 透射率 缺陷模 光传输特性
