强激光与粒子束
2024, 36(4): 043026
强激光与粒子束
2024, 36(2): 025017
强激光与粒子束
2024, 36(1): 013014
武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室,湖北 武汉 430081
基于时域有限差分法仿真模拟了毫米级超材料的中远红外光谱响应,并结合电场散射效应分析了毫米方形图案的边缘电场分布对红外反射率的影响。通过参数扫描法优化得到了方形单元的最优厚度。将边缘区域离散化为独立单元,并将x、y方向分别设置为完美匹配层(PML)、periodic边界条件,通过迭代计算及加权叠加获得了毫米方形超材料的红外光谱响应及电场分布。结果表明,该超材料在2~16 μm内的红外反射率保持在81.9%以上,最高可达87.05%。当图案占空比相同时,单元周期的减小增强了超材料边缘区域的电场散射效应,导致其在8~10 μm远红外波段内的反射率保持在84.25%以上。实测结果与仿真结果较好地吻合,这为毫米级红外辐射抑制超材料的设计提供了新的思路。
光学设计 毫米级超材料 电场散射效应 时域有限差分法 中远红外高反射
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Physics and Electronic Information, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China
2 Yunnan Key Laboratory of Optoelectronic Information Technology, Kunming 650500, China
3 Key Laboratory of Advanced Technique & Preparation for Renewable Energy Materials, Ministry of Education, Yunnan Normal University, Kunming 650500, China
Organic–inorganic hybrid perovskite formamidinium lead bromide nanosheet (FAPbBr3 NS) is regarded as a superior substance used to construct optoelectronic devices. However, its uncontrollable stability seriously affects its application in the field of photodetectors. In this paper, FAPbBr3 is combined with cadmium sulfide nanobelt (CdS NB) to construct a hybrid device that greatly improves the stability and performance of the photodetector. The response of the FAPbBr3 NS/CdS NB detector under 490 nm light illumination reaches 5712 A/W, while the response of the FAPbBr3 photodetector under equivalent conditions is only 25.45 A/W. The photocurrent of the FAPbBr3 NS/CdS NB photodetector is nearly 80.25% of the initial device after exposure to air for 60 days. The difference in electric field distribution between the single material device and the composite device is simulated by the finite-difference time-domain method. It shows the advantages of composite devices in photoconductive gain and directly promotes the hybrid device performance. This paper presents a new possibility for high stability, fast response photodetectors.
organic–inorganic hybrid perovskite stability finite-difference time-domain photodetector Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 022502
光子学报
2023, 52(12): 1205002
1 吉首大学物理与机电工程学院,湖南 吉首 416000
2 湖南第一师范学院物理与化学学院,湖南 长沙 410205
提出一种基于表面等离子体侧耦合谐振腔的可调类电磁诱导透明(EIT)温度传感系统。利用时域有限差分法(FDTD),探究腔内液体注入量对透射窗口中心波长的影响。结合表面等离子体(SPPs)对周围环境介电性能的敏感性,对该系统的温度传感性能进行了研究。结果表明,注入氯仿和乙醇的共振波长均与温度变化呈线性关系,并且注入氯仿对温度的灵敏度比乙醇更高,可达到0.425 nm/℃。研究成果将为高集成度光开关、传感以及慢光等器件的研制提供理论指导。
表面等离子体 谐振腔 时域有限差分法 传感 surface plasmon polaritons resonant cavity finite-difference time-domain sensing
1 长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022长春理工大学光电工程学院光电工程国家级实验教学示范中心, 吉林 长春 130022
2 长春设备工艺研究所, 吉林 长春 130012
玻璃纤维增强复合材料作为新型的先进复合材料, 具有质量轻、 耐高温、 耐冲击等特有的优点被广泛地应用在航空**等领域。 然而, 在其生产过程中由于制作工艺的影响, 使其内部容易产生分层和夹杂等微小缺陷; 另一方面, 此类复合材料在其生命周期内, 由于外界因素如冲击力、 高温等干扰, 使得材料表面和内部发生灼痕和脱粘等缺陷。 缺陷的存在使得作为结构件的玻璃纤维增强复合材料的安全系数降低, 因此有必要对材料内部的缺陷进行检测。 太赫兹时域光谱技术得益于太赫兹波段的独有优势, 作为传统无损检测方式的有效补充, 以其瞬态性、 低能性以及指纹谱性近年来被广泛地应用在复合材料无损检测领域, 可以有效地对缺陷进行无损检测。 通过检测结果对玻璃纤维增强复合材料的性能进行评估, 然而利用太赫兹时域光谱技术对缺陷检测分析时, 发现对缺陷进行层析成像过程有一些随时间扩散的条纹, 条纹的存在掩盖了缺陷的形状, 对缺陷的清晰识别产生影响, 进一步导致对缺陷的漏判和误判。 现阶段, 对于缺陷层析成像时条纹出现的原因在理论上的分析鲜有研究, 该研究提出了应用时域有限差分技术建模分析太赫兹波与玻璃纤维增强复合材料的相互作用机理。 建立在0.2~1.5 THz频段范围内的反射式数值模型, 通过数值模拟实现了对玻璃纤维增强复合材料内部1、 3以及5 mm深度处的缺陷成像, 并且发现, 当太赫兹波垂直入射到玻璃纤维复合材料表面时, 每一深度处的缺陷均可清晰成像, 当太赫兹波以1°倾斜角入射到玻璃纤维增强复合材料表面以及玻璃纤维增强复合材料上下表面存在2°倾斜时, 材料内部每一深度处的缺陷成像中均出现了交替变化的条纹, 验证了出现条纹的原因是由干涉现象引起的。
无损检测 太赫兹 时域有限差分 缺陷成像 干涉条纹 Nondestructive testing Terahertz Finite difference time domain Imaging Interference 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3031