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基于磁流体包层微光纤结谐振器的光纤磁场传感
摘要： 本文提出并演示了一种全光纤磁场传感结构。该传感元件由包裹磁流体的微光纤结谐振器（MKR）构成，采用低折射率的氟化镁（MgF?）薄片作为基底。其灵敏度随MKR环直径的减小而提升，最终实现的最大磁场灵敏度为277皮米/毫特斯拉（pm/mT）。本研究成果有望推动磁控光学器件的发展，并为超紧凑、低成本磁场传感器的设计提供参考。
关键词： 品质因数、精细度、磁流体、微光纤结型谐振器
更新于2025-11-28 14:24:03
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基于超材料的亚波长微带谐振器
摘要： 提出了一种基于超材料的高品质因数、工艺简单的亚波长微带谐振器。实验结果表明，当谐振器长度约为波长的三分之一时，实现了约70的品质因数。首先，仅通过在微带上加载芯片电容器或仅加载芯片电感器，分别实现了μ负超材料（MNM）和ε负超材料（ENM）。与传统基于微带的MNM和ENM实现方法相比，该实现过程更为简单。随后，研究了通过这种简单方法制造的MNM与ENM异质结构的传输特性，结果表明可以利用MNM-ENM异质结构构建亚波长微带谐振器。此外，还探究了基于MNM-ENM异质结构的亚波长微带谐振器的品质因数增强效应。结果显示，由于在MNM-ENM异质结构界面引入类电磁诱导透明超材料后电磁场约束更强，样品实验中的品质因数显著提升，约提高了15倍。
关键词： 谐振器、品质因数、亚波长、超材料
更新于2025-09-23 15:23:52
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通过刻蚀优化实现金刚石微盘在光力学中Q值超过30万
摘要： 单晶金刚石（SCD）中能同时限制并共局域光子与声子的纳米光子结构，在量子信息科学与光力学领域极具应用价值。本文描述了一种针对光力学应用优化的SCD微盘结构刻蚀工艺。该工艺使器件光学品质因数Q值较先前成果提升4倍，达到Q～335,000，足以支持边带分辨的相干腔光力实验。通过分析光学损耗与背向散射率，我们发现Q值仍受限于表面缺陷。此外，我们还提出一种改变微盘基座几何形状的技术，该技术有望降低机械耗散。
关键词： 表面粗糙度、光机械学、品质因数、刻蚀优化、金刚石微盘
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于平面多层结构的窄带全角度折射率传感器
摘要： 本工作报道了一种基于Tamm等离子体共振（TPR）的窄带全角度折射率传感器设计，该设计通过引入与不相邻金属层集成的分布式布拉格反射器（DBR）实现。待测分析物流经由DBR和不相邻金属层构成的腔体。模拟结果表明，入射光可被强约束于特殊设计的腔体中。孤立DBR禁带内的尖锐反射凹陷表明Tamm模式的激发，且在不同折射率的多种分析物作用下监测了光谱特性。优化设计的系统显示出高达860 nm/RIU（折射率单位）的灵敏度（S）和约2.2 nm的半高全宽（FWHM），其品质因数（FOM）达391。此外，在TM和TE偏振光下，这种高灵敏特性可在0°至近90°的宽角度范围内保持。
关键词： 灵敏度、折射率传感器、塔姆等离子体共振、品质因数
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用电阻分解技术实现无源损耗耦合矩阵的全实现方法
摘要： 复耦合矩阵已广泛应用于有损滤波器和负群延迟器件中。传统实现方法将该矩阵分解为有损谐振器和复数转换器。由于复数转换器在某些情况下不满足无源性要求，最终实现的系统可能整体无源但局部有源。本文提出一种新型分解技术以确保全局无源性，该方法将复耦合矩阵分解为电阻连接矩阵和常规实数耦合矩阵——这两种矩阵均可实现无源化。该技术为复耦合矩阵提供了无源实现方案。此外，还提出损耗均衡技术，以实现所有有损谐振器间均匀的品质因数（Q值）分布。最后通过多个示例及实验验证了该方案。
关键词： 有损滤波器、电阻连接、品质因数、分解、复耦合矩阵、复逆变器
更新于2025-09-23 15:22:29
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利用等高线图对有耗电介质材料进行表征
摘要： 有耗电介质材料复介电常数的虚部较大并与实部耦合。此时空腔谐振频率不仅取决于样品的复介电常数实部，也受虚部影响，导致其复介电常数测定存在严重歧义。本研究提出一种通过等高线映射技术确定复杂介质的介电特性：全波仿真可获得作为相对介电常数与损耗角正切函数变量变化的谐振频率及品质因数等高线图谱，通过将实测谐振频率和实测品质因数进行等高线映射即可唯一确定样品的复介电常数。实验选取了三种低损耗材料（用于基准测试）和两种有耗材料共五种液体进行验证，其中三种低损耗材料的复介电常数测量结果与其他方法高度吻合；对于有耗材料，酒精的实测相对介电常数为6.786、损耗角正切为0.895，甘油的实测介电常数为6.811、损耗角正切为0.562。该等高线映射技术可适用于从无耗到有耗材料的液体与固体复介电常数测量。
关键词： 有损耗电介质材料、谐振频率、等高线映射、复介电常数、品质因数
更新于2025-09-23 15:21:21
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高度可调的染料介电-金属核壳谐振器多重窄发射：迈向高效荧光标记
摘要： 我们报道了一种基于染色介电-金属核壳谐振器的高效荧光标记潜在方案。通过利用染料与多极尖锐腔等离子体共振之间的近场耦合，直径为1.02微米的染色介电-金属核壳谐振器可支持多个自发发射峰，其在可见光范围内线宽窄至约10纳米，且这些重塑的荧光发射对周围介电环境不敏感。此外，只需在介电核与金属壳之间分离纳米级介电层，这些多窄发射峰就能实现精确的光谱可调性，这可能为细胞生物学和医学科学领域提供一种引人注目的光谱复用策略。
关键词： 光谱复用、腔等离子体、荧光标记、染料介电-金属核壳谐振器、品质因数
更新于2025-09-23 15:21:21
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集成25 GHz与50 GHz光谱线宽的密集波分解复用器，基于单光子晶体芯片实现
摘要： 我们提出了一种基于二维光子晶体（2D PC）和六边形谐振腔（HRC）的新型集成解复用器模型，符合国际电信联盟（ITU）标准。该设计首次实现了同时支持25 GHz和50 GHz频段的集成解复用器方案。该解复用器由总线输入波导、直通波导、六边形谐振腔（HRC）、6孔滤波器（6-AHF）和7孔滤波器（7-AHF）组成。其中7-AHF用于滤除25GHz波长信号，6-AHF则用于滤除50GHz波长信号。通过增加直通波导与谐振腔之间的空气孔数量，该解复用器的品质因数（Q值）具有可调性。该设计可支持最多8个谐振波长的分波操作：一侧可分离出1556.3 nm、1556.7 nm、1557.1 nm和1557.5 nm四个符合ITU标准的25GHz波长；另一侧可分离出1551.4 nm、1551.6 nm、1551.8 nm和1552.0 nm四个50GHz波长。该解复用器可集成于双系统架构中，能显著降低系统建设成本并实现器件微型化。
关键词： 线宽、串扰、腔体、解复用器、品质因数
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种基于二维光子晶体、具有高度灵敏度的光流体气体传感器
摘要： 光子晶体（PCs）是基于介电材料周期性阵列的光学结构。这些结构能像半导体操控电子那样操控光子?；诠庾泳宓男掠碧匦裕嗣且焉杓瞥鲂矶辔⑿凸庋骷?。本文提出了一种具有高灵敏度和高品质因数的新型折射率传感器，该传感器采用六边形晶格结构的二维光子晶体实现。我们通过由两排环形孔环绕的光子晶体波导构建了该传感器，并研究了透射带内法布里-珀罗干涉图样的出现及其对确定所提折射率传感器特性的作用。时域有限差分模拟结果表明：当中心波导及其周围环形孔分别填充折射率n=1至n=1.5的不同材料时，该设计可实现575 nm/RIU的高灵敏度和7070的高品质因数，适用于液体及气体传感检测。
关键词： 传感波导、品质因数、灵敏度、法布里-珀罗振荡、气体传感器、光子晶体
更新于2025-09-23 15:21:01
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铝纳米晶体的声学振动：单粒子瞬态消光光谱揭示尺寸、形貌与结晶度
摘要： 通过全光学手段监测的等离子体纳米颗粒中的声学振动，因其能提供这些金属纳米结构力学特性的独特见解而备受关注。铝纳米结构作为贵金属纳米颗粒的新兴替代材料，因其宽波长可调谐性和高自然丰度，成为众多潜在应用的理想选择。本研究采用低脉冲能量、高灵敏度且探针波长可调的单颗粒瞬态消光显微镜，结合电子显微镜与单颗粒瞬态消光光谱技术，探究了单个铝纳米晶体的声学振动特性。对于化学合成的多面体铝纳米晶体，观测到的振动频率与颗粒直径成反比；而三角形铝纳米晶体则呈现两种不同频率，分别对应其面内与面外呼吸模式。与测量平均特性的集合测量不同，通过测定单颗粒声学振动的阻尼时间，我们得以研究颗粒间品质因子的差异性。值得注意的是，即使尺寸和形貌相似的纳米晶体，其品质因子也存在显著差异。这种异质性似乎源于化学合成纳米晶体间晶体度存在实质性差异。
关键词： 品质因数、铝纳米晶体、单粒子瞬态消光光谱、声学振动、纳米晶体结晶度
更新于2025-09-23 15:19:57