摘要：设计了一种由圆形硅纳米线和涂覆石墨烯的三角形纳米线组成的混合等离激元波导结构,采用有限元方法研究了该波导中的基模场分布和亚波长传输特性。利用硅纳米线波导周围的倏逝波与石墨烯的耦合,大幅提升了等离激元波导的亚波长传输性能。研究结果表明,三角形顶角大小、间隙距离、石墨烯费米能级等对模式的传输特性有很大影响。所设计的波导结构具有强光场局域、低损耗传播和高品质因数等优点。与同类型结构相比,所设计的波导综合性能更优,有望应用于波导集成型等离激元光器件中,如调制器、纳米激光器等。

摘要：砷污染问题已经在世界范围内引起了广泛关注,砷的去除也随即成为有待解决的问题,三价砷的毒性远远高于五价砷,地下水中砷主要以三价砷存在。水体中砷的除去与其水化特征密切相关,而有关不同质子化亚砷酸[H_(m)AsO_(3)]^(m-3)(m=2,3)周围水化特征的研究少之甚少,更无[H_(m)AsO_(3)]^(m-3)(m=2,3)水化层的红外光谱特征研究。利用B3LYP/6-311G(d,p)方法优化并计算了[H_(m)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]^(m-3)(m=3,2)水化能,采取约化密度梯度函数填色等值面分析水分子与[H_(m)AsO_(3)]^(m-3)(m=3,2)物种相互作用类型、位置及强度,并详尽解析[H_(m)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]^(m-3)(m=3,2)水化团簇红外光谱特征。研究得出,[H_(m)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]^(m-3)(m=3,2)水化团簇中H_(m)AsO_(3)倾向分布在水化团簇的表面,H_(3)AsO_(3)比H_(2)AsO_(3)^(-)水化能力低。有趣地发现,H_(3)AsO_(3)第一水化层通过氢键形成了一个变形的六元环,氢键的平均键长为1.79;而H_(2)AsO_(3)^(-)第一水化层通过氢键形成了一个变形的五元环,氢键的平均键长也为1.79。红外光谱中,[H_(3)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]0的As—O P(质子化O)伸缩振动峰701和637 cm^(-1)与FTIR实验光谱中的数据一致,而[H_(2)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]-的As—O P伸缩振动峰为573,562和449 cm^(-1),发生了明显红移,其As—O N(未质子化O)伸缩振动峰为798 cm^(-1)。[H_(3)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]0中独立O P—H伸缩振动峰为3696 cm^(-1),O P—H…O_(W)中O P—H伸缩振动峰3598和3105 cm^(-1);[H_(2)AsO_(3)(H_(2)O)_(12)]-中独立O P—H伸缩振动峰为3678 cm^(-1),O P—H…O_(W)中O P—H伸缩振动峰为3576 cm^(-1)。H_(3)AsO_(3)第一水化层组成的六元环中O_(W)—H_(W)…O_(W)的O_(W)—H_(W)特征伸缩振动峰为3233和2911 cm^(-1)且弯曲振动峰为1606 cm^(-1),而当第一水化层中水与H_(3)AsO_(3)中H或O P形成氢键导致O_(W)—H_(W)伸缩振动峰和弯曲振动峰都蓝移。H_(2)AsO_(3)^(-)第一水化层组成的五元环中O_(W)—H_(W)…O_(W)的O_(W)—H_(W)特征伸缩振动峰为3383 cm^(-1),且O_(W)—H_(W)弯曲振动峰为1680,1674和1660 cm^(-1);当H_(2)AsO_(3)^(-)第一水化层中水与H_(2)AsO_(3)^(-)的H形成H_(W)—O_(W)…H时导致O_(W)—H_(W)伸缩振动峰蓝移而弯曲振动峰红移,第一水化层中水与H_(2)AsO_(3)^(-)的O P或O N形成氢键时导致O_(W)—H_(W)伸缩振动峰红移而弯曲振动峰蓝移。相对于H_(3)AsO_(3)第一水化层红外特征,H_(2)AsO_(3)^(-)第一水化层O_(W)—H_(W)伸缩振动峰和弯曲振动峰都发生了蓝移。

摘要：提出一种基于硅衬底的涂覆石墨烯层的三角形纳米线等离激元波导,并采用有限元方法详细研究了基模传输特性及其与几何参数、物理参数的关系。结果表明:间隙区域大小、顶角角度、圆角半径和石墨烯化学势对模式传输特性有很大影响。通过优化设计,该波导结构可以实现石墨烯等离激元的深度亚波长传输,传播距离可达10μm,同时归一化模式场面积仅约为10^-6。该石墨烯表面等离激元波导为可调谐纳米光子器件的设计提供了一定的参考。

摘要：提出一种由硅-绝缘体(SOI)结构与涂覆石墨烯层的纳米线(GCNW)构成的低损耗波导结构,采用有限元方法详细研究波导结构中石墨烯等离激元基模传输特性对频率、几何参数、材料参数以及石墨烯化学势的依赖关系。仿真结果表明,该波导中低折射率的SiO_(2)介质层可实现高性能的深度亚波长光约束。得益于低折射率的SiO_(2)介质层和SOI衬底以及石墨烯层的高折射率对比度,可获得极小模场面积的低损耗等离激元模式。所提出的波导结构为高性能和深度亚波长可调谐集成光子器件的设计提供一定的参考。

摘要：为了提高大学生的能力,在现有人才培养方式下积极引入学科实验竞赛。通过学科实验竞赛提升大学生的自主思考能力、自主学习能力、实验方案设计能力、动手能力和科学素养,从而达到全面提升大学生的自身能力的目的。同时通过大学生参加学科实验竞赛丰富高校人才培养模式。

摘要：汽车的输出传感器可能出现延迟将导致车辆无法跟随前车,以至于出现追尾、碰撞等情况,对驾驶员及乘客的安全造成影响。本文为具有延迟传感器测量的车辆的自适应巡航控制(ACC)设计了一个基于观测器的滑模控制器。在所提出的方法中,使延迟观测器与滑模控制器相结合来帮助保持车距,即在输出延迟的情况下,安装ACC系统的车辆能够准确地跟随前一辆车。然后,李雅普诺夫函数被用来证明系统的稳定性。该系统的仿真结果是通过在车辆的纵向行驶情况下模拟车辆传感器延迟得到的。结果表明,该系统可以跟踪前车的速度并与前车保持固定距离,从而减轻了驾驶员的负担,提高了车辆的安全性。