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oe1(光电查) - 科学论文

81 条数据
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  • 一种用于太赫兹应用的新型温度控制宽带超材料吸收器

    摘要： 本文研究了一种宽带可切换超材料吸收器。通过利用热控二氧化钒(VO2)的相变特性实现可切换响应。通过引入谐振器间的电容耦合效应，提出了一种新型带宽扩展方案。利用该耦合效应，在90%吸收率条件下实现了近一个倍频程的带宽。进一步地，通过将温控VO2薄膜集成到介质层中，该吸收器可通过改变工作温度在0.32 THz至0.56 THz频段与0.356 THz至0.682 THz频段之间切换。由于对称结构，该吸收器具有偏振不敏感特性，且入射角可达50°的宽范围?；谛痴窠峁?、表面电流分布、电场分布及阻抗匹配，分析了其宽带与可切换特性。值得注意的是，该方法可推广至其他相邻太赫兹频段。

    关键词： 相变材料、超材料吸收器、宽带、可切换带宽

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于相变材料的太阳能储能系统建模与仿真研究综述

    摘要： 相变材料（PCM）已广泛应用于不同领域。PCM被认为是最具前景的潜热型太阳能储热材料之一。利用PCM进行太阳能储热可弥补该能源间歇性的缺陷。对太阳能储热系统进行数学建模与数值模拟，能为研究人员节省大量时间和投资成本，为实验设计与实施提供重要依据。本文重点研究不同太阳能储热应用中基于PCM系统的建模与仿真。通过全面文献调研，对比分析了不同太阳能系统中采用各类PCM时，不同数学模型、数值方法及热力学分析的结果与精度。此外，结合现有文献空白，确定了基于PCM的太阳能系统在数值模拟与热力学分析方面的潜在研究方向。

    关键词： 相变材料、太阳能储能系统、数值建模、模拟

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 《AIP会议论文集》[作者：SolarPACES 2017：国际太阳能热发电与化学能系统会议——智利圣地亚哥（2017年9月26-29日）] - 双流程壳管式潜热储能系统的数值研究

    摘要： 为设计和优化潜热相变储能单元，本文分析了相变材料在不同换热器构型中的热行为。结合数值模拟与尺度分析，为评估不同潜热储能系统构型的性能提供了经济高效的方法。本研究主要目标是将实验装置简化为能在合理计算时间内反映系统热行为的数值模型。采用FLUENT软件，以壳管式储热实验装置中的U型管元件作为数值研究对象。相变材料域内预测温度分布与实测数据吻合，且传热流体出口温度与相变过程持续时间均与实验结果一致。相较于采用所有测点的平均初始温度，使用各测点实验初始温度能提升温度分布的预测精度。此外，通过设置10^5、10^7、10^8三种不同糊状区常数考察其对熔化速率的影响，发现10^7常数与实验结果更为接近。研究表明该小尺度模型能有效表征实验室规模装置，揭示难以通过测量获取的相变材料热行为细节，该模型还可用于同一装置中高温相变材料在聚光太阳能发电应用场景的进一步研究。

    关键词： 流体力学软件FLUENT，壳管式换热器，数值模拟，相变材料，潜热储能

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [2018年第三届IEEE全球光电子学会议(OGC) - 中国深圳 (2018.9.4-2018.9.7)] 2018年第三届IEEE全球光电子学会议(OGC) - 基于GST负载定向耦合器的非易失性光开关

    摘要： 我们展示了一种基于硅-锗锑碲（GST）混合波导定向耦合器的非易失性光开关。GST的非易失性特性使其在降低光开关静态功耗方面具有显著优势。实验结果表明，该光开关在1578纳米波长附近具有>20分贝的直通态消光比和>25分贝的交叉态消光比，其直通态与交叉态插入损耗分别为2分贝和7分贝。

    关键词： 定向耦合器，硅光子学，相变材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [能源、环境与可持续发展] 太阳能研究进展 || 壳管式潜热储能系统（ST-LHTES）

    摘要： 热能存储（TES）单元已成为热能节约的重要组成部分。顾名思义，该装置在能源供应过剩时储存热量，在能源供应不足时释放热量。通过这种方式，此类设备能够跨越时间障碍输送热能，使太阳能热发电厂（STPP）在更长的工作时段内获得热能供应。潜热热能存储（LHTES）系统具有高能量密度和长期稳定运行的理想特性。为利用LHTES的优势，文献中最常见的设计是壳管式潜热热能存储（ST-LHTES）系统——相变材料填充于壳侧，而传热流体（HTF）在管内流动（或反之）。本章根据换热器中PCM与HTF的几何结构、方位及相对位置对ST-LHTES系统进行详细分类，并阐述相变材料的分类体系。文中给出了传热现象的数值模拟及增强型PCM的模拟结果，清晰描述了PCM与HTF域之间的耦合关系。同时讨论了多种传热强化技术及参数分析，并分析了现存挑战与未来研究方向。

    关键词： 潜热、热能存储、耦合、壳管式换热器、传热流体、相变材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于相变材料的电可编程多用途非易失性超表面

    摘要： 我们提出了一种基于ITO/Ge2Sb2Te5-ITO/Au交叉结构、工作于近红外波段（λ=1550 nm）的电可编程非易失性超表面。该超表面可通过受控电脉冲逐像素调节相变材料Ge2Sb2Te5的结晶度，从而动态改变其光学功能。我们利用时域有限差分法进行仿真设计与优化，并通过数值模拟证明：采用单一器件结构即可实现包括光束偏转器、平面透镜、光学涡旋发生器及超表面全息图在内的多种光学功能。

    关键词： 超表面、相变材料、空间光调制器、可重构超表面、可编程超表面

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 采用潜热储热的平板太阳能集热器热模型及户外实验数据验证

    摘要： 本文提出了一种热建模策略，用于评估集成相变材料（PCM）的平板太阳能集热器（FPSC）中潜热储存技术的性能?；诩蚧陌刖楣亓浇⒘巳榷ρＰ?，该模型包含装置各部分传导、对流和辐射的热传递过程。通过一组离散空间层的能量平衡描述PCM的熔化过程，以计算温度和液相分数。该模型采用经户外实测数据验证的改进型平板太阳能集热器原型进行验证——该原型在吸热板与隔热层之间增设了PCM容器。验证结果表明：相较于实验测量值，该模型能以极低的计算资源实现装置整体热性能的高精度估算。研究展示了20天实测条件下（包括高/低入射辐射日及两种不同PCM）的模型预测与测试数据对比，其中玻璃盖板、吸热板、出水口及PCM温度的预测最大误差为4.62%。该模型被用于分析集热器热性能，在两种工况下（无强太阳辐射变化的晴空条件与太阳辐射波动的散射天气）对主要部件温度、传热、储能及PCM液相分数进行估算分析。通过模型评估对比了两种不同熔点（45°C和60°C）PCM与无PCM工况的性能差异。

    关键词： 平板太阳能集热器，热能存储，热模型，实验验证，相变材料

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 锗<sub>2</sub>锑<sub>2</sub>碲<sub>5</sub>纳米尺度器件中界面依赖光电导的工程调控

    摘要： 相变材料正越来越多地被探索用于光子学应用，从高分辨率显示器到人工视网膜。令人惊讶的是，由于这些材料在可重写光盘等应用中的相关性，我们对其中光-物质相互作用基本机制的理解一直局限于光热结晶。在这里，我们报告了对相变材料纳米级薄膜的光电导研究。我们发现相变材料中存在强烈的光电导行为，这表现为三种独立机制的复杂相互作用：光电导效应、光诱导结晶效应和光诱导热电效应。我们发现这些效应还协同作用，即使在理论上对称的器件中也能产生显著的光伏效应。值得注意的是，我们表明器件工程在决定主导机制方面起着决定性作用；通过改变电极和器件几何形状，可以将光热效应对可提取光电流的贡献降低到<0.4%。然后我们展示了这些单独效应对光响应的贡献与相位有关，非晶态比晶态更具光活性，并且在相变过程中电荷传输从热电子发射转变为隧穿。最后，我们使用这些材料展示了具有数量级可调谐性的光电探测器，在光检测响应度和带宽方面均表现出色。我们的结果为相变材料的光物理提供了见解，并突出了它们在未来光电子学中的潜力。

    关键词： 混合模式操作、光热效应、可调谐光电探测器、相变材料、光电导率

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 可调谐与可重构超材料的最新进展

    摘要： 超材料由被称为人工原子的纳米结构组成，这些纳米结构能赋予超材料天然材料所不具备的特殊性能。纳米结构本身及其排列方式决定了超材料的特性。然而传统超材料通常具有固定属性，这限制了其应用范围。因此，超材料的实际应用需要开发可调谐性。本文综述了通过不同机制实现可调谐与可重构超材料的研究：包括诱导温度变化、光照照射、施加机械形变以及电磁场作用。我们随后分析了每种机制的优缺点，并阐释了调谐产生的结果或效应，同时介绍了针对各类可调谐超材料缺陷进行改进或优势强化的研究。

    关键词： 等离子体学、超表面、氧化铟锡、波前工程、相变材料、彩色滤光片、完美吸收器、石墨烯

    更新于2025-09-09 09:28:46

  • 通过石蜡浸渍三维互连多孔聚苯乙烯-碳纳米管（PS-CNT）polyHIPE泡沫实现的光热转换结构

    摘要： 本研究开发了一种三维互联多孔聚苯乙烯-碳纳米管（PS-CNT）polyHIPE泡沫，作为光热储能应用的相变材料（PCM）支架。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、X射线衍射（XRD）光谱、紫外-可见漫反射光谱、差示扫描量热法（DSC）分析和激光闪光法对这种新型相变复合材料的结构和热性能进行了表征。含1 wt%碳纳米管的石蜡/PS-CNT复合材料表现出高达0.39 Wm?1K?1的热导率，是纯石蜡的1.62倍。制备的泡沫具有高度多孔结构，实现了82.5%的高PCM负载量、119.3 J g?1的高潜热和56.88°C的熔点。该复合材料在100次熔融/凝固循环后保持了稳定的热物理性能。石蜡渗入PS-CNT polyHIPE泡沫后焓值增加了约3.5%。此外，该复合材料表现出优异的形状稳定性，防止了相变过程中的相变材料泄漏。在polyHIPE泡沫中引入碳纳米管使复合材料呈现黑色，从而提高了光吸收效率，尤其是光热转换效率（90%）。

    关键词： 相变材料，PS-CNT多孔高内相乳液，石蜡，热能存储

    更新于2025-09-09 09:28:46