摘要：根据光的干涉和衍射原理,利用MATLAB GUI设计了杨氏双缝、劈尖、牛顿环、迈克尔逊干涉和夫琅禾费单缝、圆孔、矩孔、多缝衍射等实验的交互式仿真界面,不仅能显示相关物理参量对干涉或衍射图样的影响,而且能展示图样的动态效果。该平台的运用有助于增强学生对光学现象及原理的理解,提高学生的科学创新能力。

摘要：设计一种开口谐振环超表面与太赫兹波相结合的石墨烯传感器,实现对不同物质更加灵敏的痕量检测。当谐振环的对称性被破坏后,电偶极子和磁偶极子之间产生干涉现象,从而形成了透明窗口,并根据多极子散射功率进一步说明谐振点处的共振机理。超表面与石墨烯的结合,可以实现对吡虫啉杀虫剂的低浓度检测,其检测限为1.725 fg/ml。这种超灵敏检测是通过介电环境发生细微变化时,石墨烯的费米能级会移动到狄拉克点来实现的。该方法在实现低浓度农药检测方面具有重大意义。

摘要：利用时域有限差分方法,理论研究了由劈裂环和圆盘构成的金二聚体结构的光学性质,分析了劈裂环的缺口取向和对称性破缺程度对其Fano共振特性的影响.结果表明,当缺口方向平行于二聚体中心连线时,劈裂环的奇数阶和偶数阶模式均能与圆盘的偶极模式作用产生Fano共振,且随着劈裂环的进一步破缺,更多的偶数阶Fano共振能被激发出来;但当垂直时,不管劈裂环的缺口背对圆盘还是面向圆盘,二聚体仅有偶数阶Fano共振能被激发出来,且随着劈裂环内层中心远离圆盘而增强,随着劈裂环的进一步破缺,缺口背对圆盘的二聚体还能激发出多个奇数阶Fano共振,但同时也引起偶数阶Fano共振的减弱,而缺口面向圆盘的二聚体则仅发生偶数阶Fano共振的略微增大.这些结果可望对基于多重Fano共振的多波段光子器件设计有一定的参考意义.

摘要：基于产生负介电常数的周期性金属线单元结构,利用平行金属双柱设计了具有双负通带的两种太赫兹波段二维左手材料。应用时域有限积分算法研究了二维左手材料的传输特性,仿真结果表明,在0.76THz附近,平行金属双柱的表面电荷振荡与反向平行电流引发了电磁谐振,出现良好的负折射效应。在0.75～0.78THz之间同时具有负等效磁导率和负等效介电常数,双负通带带宽约为0.03THz。进一步研究了金属双柱间距、长度及基板厚度等结构参数对双负通带带宽的影响。研究结果为太赫兹波段左手材料的设计和研制提供了参考。

摘要：利用MATLAB的App Designer功能,设计了典型光学干涉实验的仿真教学平台,实现了杨氏双缝、劈尖、牛顿环、迈克尔逊、法布里-珀罗干涉5个实验的干涉图样复现,且能展示干涉图样随影响因素的动态变化。该平台可帮助学生更好地理解光学干涉原理,培养学生的逻辑思维和科学创新能力,也有助于在线学习以及混合式课堂教学的开展。

摘要：电磁超表面由于其独特的电磁特性为调控电磁波提供了有力工具,合适地设计成编码、随机、相位不连续、完美吸收器等超表面,就能够控制电磁波的散射以及反射特性,实现雷达散射截面的缩减。本文综述了不同的电磁超表面利用漫反射或者吸收等特性实现在微波和太赫兹波段雷达散射截面缩减中的应用。分析表明,编码超表面由不同的数字单元组成,其反射相位差在很宽的频段范围内满足恒定的关系,设计特殊的单元序列使入射的电磁波产生非定向散射,更高bit编码超表面更容易灵活调控电磁波;随机超表面通过调节阵元的尺寸实现宽带移相从而将金属目标特征性强的反射峰打散成一个无规律、杂乱的波,产生漫反射;不连续超表面由于相位不连续可使电磁波发生漫反射或者异常反射;吸收器通过合理设计结构尺寸实现吸收电磁波能量来减小反射。因此电磁超表面在雷达隐身、宽带通讯、成像等方面具有重要的应用前景。最后对电磁超表面在雷达散射截面缩减中应用的发展趋势进行了初步探讨,未来将向着宽带、柔性、大角度等方面发展。

摘要：本文设计了一种柔性,非定向低散射的1bit编码超表面,实现了太赫兹宽频带雷达散射截面的缩减.这种设计基于对"0"和"1"两种基本单元进行编码,其反射相位差在很宽的频段范围内接近180?,为一种非周期的排列方式,该电磁超表面使入射的电磁波发生漫反射,从而实现雷达散射截面的缩减.全波仿真结果表明,在垂直入射条件下,编码超表面的镜像反射率低于-10 d B的带宽频段范围为1.0—1.4 THz,该带宽内超表面相对同尺寸金属板可将雷达散射截面所减量达到10 d B以上,最大缩减量达到19 d B.把柔性编码表面弯曲在直径为4 mm的金属圆柱面上,雷达散射截面的所减量高于10 d B以上的带宽频段范围为0.9—1.2 THz,仍然可实现宽频带缩减特性.总之,编码超表面为调控太赫兹波提供一种新的途径,将在雷达隐身、成像、宽带通信等方面具有重要的意义.

摘要：利用劈尖干涉理论,设计了基于MATLAB的GUI劈尖干涉仿真教学平台,通过在界面内直接输入或选择劈尖角度、膜折射率、横向位移、入射波长等参量,可实现对劈尖干涉现象的模拟及对比,还可实现干涉图样随变化参量变化时的动态效果,生动的仿真图样有助于加深学生对干涉现象的理解,提高课堂教学效率。

摘要：对动镜与定镜非垂直时的迈克尔逊干涉因素进行简单分析,并基于Matlab语言设计迈克尔逊干涉GUI仿真平台,通过观察两镜非垂直时的干涉图样随影响参数的变化,期望能够帮助学生加深对迈克尔逊干涉现象的理解,增强学生的学习兴趣,提高教学效率。

摘要：根据牛顿环干涉原理,利用MATLAB GUI设计了变形牛顿环实验仿真平台,不仅可直观地观察和对比牛顿环的曲率半径、透镜距离、介质折射率、入射波长等参数对干涉图样的影响,还可实现干涉图样随影响因素的动态变化,这为等厚干涉的课堂教学手段提供了有益的补充,对增强学生的学习兴趣和提升学生的创新能力也起到一定的帮助。