摘要：为探究激光参数、光声转换层厚度对光声换能器输出声压的影响,本研究通过COMSOL仿真软件建立了光声换能器的物理模型。首先,基于聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane, PDMS)和碳纳米管(carbon nanotube, CNT)分别建立CNT、CNT-PDMS转换层模型;其次,改变激光脉冲持续时间和转换层厚度,对转换层输出声压进行测量;最后,对激光脉冲持续时间和转换层厚度所引起换能器输出声压强度的改变进行分析。结果表明,当CNT和CNT-PDMS转换层的厚度均为200μm、激光脉冲持续时间分别在10~30 ns和50 ns左右时,换能器能输出较高声压强度的超声波。仿真结果对光声换能器的研究有一定的指导意义。

摘要：采用密度矩阵法探讨具有混相非对称Mg_(x)Zn_(1-x)O/ZnO/Mg_(y)Zn_(1-y)O量子阱中杂质态子态间跃迁光吸收及其相关的尺寸和混晶效应。在较宽Mg组分x范围内,特别针对纤锌矿和闪锌矿的混相区间(0.37<x<0.62),考虑内建电场和Hartree势的作用,讨论跃迁光吸收系数。结合变分法和有限差分法,获得杂质子态的波函数及其本征能。所得结果表明:与单相只有单个光吸收峰不同,在混相结构中存在两类光吸收峰分别对应纤锌矿和闪锌矿结构。与电子子带间跃迁光吸收相比,获得的杂质子态间跃迁光吸收系数α_(nm)(从n态到m态的跃迁)的峰位出现蓝移,且振幅增大。α_(12)和α_(13)的峰位随着y的增加向较低入射光子波长λ移动(蓝移),但随着阱宽的增加而向较长λ移动(红移),从而调制光探测区域。结果有助于光电探测器的设计和制作。

摘要：针对光吸收与物质厚度之间长期存在的相互制约关系,设计了金属/介电层/吸收层的三层膜纳米腔超吸收结构,并采用磁控溅射法制备Al/Al_(2)O_(3)/Pt纳米腔结构。在Al/Al_(2)O_(3)/Pt三层膜结构中,底层Al膜可以作为很好的反射层,中间Al_(2)O_(3)是一种光学无损介电层,可以为纳米腔结构提供额外的相位。由于强干涉效应,改变中间Al_(2)O_(3)层的厚度,可以很容易地调节顶层金属Pt薄膜的光吸收性质。当改变Al_(2)O_(3)层的厚度,从40 nm变化到200 nm时,Pt薄膜的光吸收性质可以从紫外光区连续地调节到整个可见光区,而且光吸收强度可以达到50%以上。

摘要：设计了一维双层余弦共形光栅结构的单晶硅薄膜太阳能电池.利用时域有限差分法模拟计算了双层余弦共形光栅结构和对照组结构的吸收光谱;利用归一化光吸收密度的概念,定量分析了300~700nm和700~1 100nm两个波段的光吸收效率.结果表明双层共形光栅结构具有更好的全波段吸收效率,且在长波段余弦光栅比矩形光栅具有更好的光捕获和吸收作用.利用光吸收增强谱和电磁场强度分布图,分析了余弦光栅在长波段的吸收增强机理.通过计算短路电流密度,发现双层余弦共形光栅结构比平板结构太阳能电池的短路电流密度提高了79.5%,余弦光栅结构比矩形光栅结构的短路电流密度提高了8.5%.

摘要：设计了一种按斐波纳契数列排列的准周期光学微结构。在TM偏振模式下,运用严格耦合波分析（RCWA）方法,对光学微结构的光吸收率进行了数值计算。讨论了斐波纳契级数、占空比以及镀膜的厚度3种因素对微结构光吸收效率的影响。得出在AM1.5太阳能光谱辐照度下,当斐波纳契级数为S3、占空比f=0.7以及镀膜厚度t=20nm时,该结构在300～1100nm波段内最高平均吸收率可以达到95.17%,说明在太阳能电池表面抗反射层应用方面具有很大的潜力。

摘要：化学需氧量(COD)是反映水体受还原性生物质污染的程度,是目前衡量水质状况的最重要指标之一。介绍了一种基于光吸收原理的化学需氧量在线监测传感器,通过邻苯二甲酸氢钾溶液标定实验对传感器进行校准,并应用于上海苏州河水化学需氧量的监测和分析。实验结果表明:利用设计的传感器监测苏州河水,水样COD值为23.17mg/L,传感器稳定性和重复性实验CV值分别为0.18%和0.20%因此,设计的传感器实现了对苏州河水COD值的快速监测和分析。

摘要：HgTe/CdTe量子阱是研究拓扑绝缘体新奇物性的一个很好载体。采用Kane八带k·p模型,对电场驱动Hg1-xCdxTe/CdTe量子阱拓扑相变及其相变前后的光吸收性质进行了研究,并使用BHZ模型对吸收系数进行了解析计算和分析。结果表明:在电场能够驱动Hg1-xCdxTe/CdTe量子阱拓扑相变后继续增大电场,其能带可变为墨西哥帽形状,联合态密度将会增强,导致光吸收相比于无电场时显著增强,与解析计算结果相吻合。对于平行界面偏振光(TE)吸收曲线在带边还形成了双峰结构。文章结果可用于新型红外光电探测器、激光器以及频率选择器等量子阱器件的研究和设计。

摘要：光声成像技术近年来已成为一种极具前景的前列腺癌成像技术。由于光声成像范围与光能量的吸收分布直接相关,为了优化经尿道光辐照的前列腺光声成像系统的光源参数,必须了解前列腺组织的光吸收分布。根据前列腺组织的形态特征构建了一个嵌有球状肿瘤的三维前列腺光学模型,利用光学分子影像仿真平台(MOSE)比较研究了柱状和球状两种弥散光源经尿道辐照时组织内光吸收分布特性。考查了激光能量和肿瘤处光学吸收系数对肿瘤光吸收的影响。模拟结果表明经尿道照明有利于前列腺组织内部光吸收,特别是深处位置。另外,相比于球状弥散光源,柱状弥散光源侧向光吸收分布较均匀,适合于三维扫描光声成像和信源分析。研究结果表明增大输入的激光能量或者肿瘤光学吸收系数可以明显提高肿瘤处光能量吸收,这与组织光学中的有关理论一致。有关结论有助于前列腺光声成像系统的光源优化设计和成像深度的改善。

摘要：为了分析混合光栅对硅薄膜太阳能电池光吸收的影响,在硅层厚度等效一致的条件下,设计了单一形状、同向和异向混合形状光栅单晶硅太阳能电池结构.利用时域有限差分法分别优化计算了各种混合光栅的最佳尺寸、光生电流密度和光吸收效率,发现异向混合结构的Ag光栅比其他结构具有更好的光吸收能力.通过电磁场强度分布图分析了混合光栅结构的吸收增强机理,并针对异向混合光栅,计算了不同光栅数量组成结构的光生电流密度.同时,利用光吸收增强因子定量分析得出一个三角凸型和一个抛物线凹槽是异向混合光栅最佳数量组合.有规律地改变这种混合光栅的宽度比和高度比,计算光生电流密度.结果发现当宽度比为1∶1,高度比在一个小范围内(0.67～1.86)波动时,这种异向混合结构比平板太阳能电池的光生电流密度提高了62.9%.研究结果可为薄膜太阳能电池的结构和参数设计提供参考.

摘要：LaMnO_(3)是一种钙钛矿结构的绝缘体,因具有很多优异的性质受到广泛关注,然而以往研究主要集中在LaMnO_(3)的p型掺杂,而针对其n型掺杂的研究相对较少.基于密度泛函理论的第一性原理计算,研究不同Hf掺杂浓度下La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)的晶格结构和电子能带结构,以及La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)的光吸收性质和其与Ba掺杂作为导线构成的同质三明治两端子器件的自旋阀性质.结果表明,Hf掺杂的La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)最稳定基态结构为反铁磁结构或者亚铁磁结构,而非铁磁体;Hf在体系中以稳定的+4价离子存在,展现出n型掺杂的性质;当掺杂浓度x≤0.031时,La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)的能带带隙与非掺杂本征体LaMnO_(3)的带隙相近,并在带隙中形成了孤立的杂质能级.光吸收谱计算结果表明,随着Hf掺杂浓度上升,La_(1-x)Hf_(x)MnO_(3)光吸收边出现红移,光学带隙减小.利用La_(3/4)Ba_(1/4)MnO_(3)作为左右导线、La_(3/4)Hf_(1/4)MnO_(3)作为中心层可以构建自旋阀器件,其费密能级处的磁电阻达到了~(2.8×10^(5))%,通过门电压调控中心层,磁电阻可达~(5.1×10^(5))%.研究结果可为后续设计新型自旋电子学器件提供理论参考.