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利用ENZ超材料实现微带线阻抗匹配：设计与应用
摘要： 本文旨在利用近零介电常数（ENZ）窄通道的隧穿效应，实现两种不同阻抗特性微带线的匹配。该方法的主要优势在于能设计出具有亚波长电尺寸的通道，与传统λ/4变换器相比可获得相近的匹配效果。该结构的带宽直接取决于ENZ超材料（MTM）的带宽。所提出的匹配电路由金属壁和ENZ窄通道组成。为实现ENZ通道，采用基片集成波导（SIW）技术设计并制作了工作在TE10模式的矩形波导。同时需要一组过孔来模拟金属壁以减小ENZ通道的横截面积。针对50Ω、100Ω和150Ω三种不同阻抗值设计了该结构，并进行了仿真、制作与测试。此外，作为匹配网络的重要应用，成功实现了微带贴片天线在目标频段内的阻抗匹配?；贑ST微波工作室的仿真结果与实测数据吻合良好，表明该电路的带宽为8%-15%。
关键词： 阻抗匹配、超材料（MTM）、近零介电常数（ENZ）、微带线、隧穿效应
更新于2025-09-23 15:22:29
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等离子体纳米孔阵列与纳米棒阵列的耦合：一种新型超常光学传输模式及近零介电常数特性的涌现
摘要： 通过有限时域差分计算研究了在银纳米孔中央嵌入银纳米棒的复合银纳米孔结构。该结构展现出强烈的偏振依赖光学特性：当偏振方向与纳米棒长轴对齐时，可观测到一种新型超常光学透射（EOT）模式，其共振波长随纳米棒长度呈指数红移。在此共振波长附近，有效介电常数的实部同时趋零，呈现出等离激元近零（ENZ）特性。研究表明，这种新型EOT模式源于纳米棒局域辐射的增强效应及其与纳米孔的电磁耦合所共同产生的透射增强。该结构具有可调谐共振波长、EOT效应、强近场增强及ENZ特性等优势，在超薄光学滤波器、偏振片、表面增强光谱等领域具有重要应用潜力。
关键词： 可调谐传输、近零介电常数、纳米孔阵列、非凡光学透射、纳米棒阵列
更新于2025-09-23 15:21:01
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通过在金属-介质-金属结构中插入一个等效介电常数近零薄膜来定制吸收光谱
摘要： 本文通过解析方法提出并数值研究了调控金属-介质-金属（MDM）谐振器吸收带的方法。通过在MDM层间插入近零介电常数（ENZ）薄膜，利用ENZ模式与局域边缘等离子体模式的耦合效应可显著拓宽吸收带宽。研究基于大量仿真结果，给出了优化吸收率所需的各层厚度设计理论依据，并通过监测共振电场和磁场进一步探究了ENZ模式耦合产生的混合共振特性。该超材料吸收器在斜入射条件下可实现大带宽的高效吸收。本文提出的方法与结构在太阳能电池、光伏及传感应用领域的高度集成纳米结构中具有潜在应用前景。
关键词： 近零介电常数（ENZ）、吸收体、超材料
更新于2025-09-23 15:19:57
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用于2.06微米钬固态激光器光学开关的近零介电常数介质
摘要： 氧化铟锡（ITO）作为低维材料家族中的等效近零材料，已成功制备并首次在2.06微米波段用作光学开关。在Tm:光纤泵浦的被动调Q激光器中，获得了312毫瓦的最大平均输出功率，最短脉冲宽度为2.42微秒，重复频率为20.53千赫兹，对应单脉冲能量和峰值功率分别为15.20微焦耳和6.28瓦。结果表明，ITO有望发展成为一种适用于固态激光器产生纳秒脉冲的饱和吸收体。
关键词： 被动调Q、光开关、氧化铟锡、近零介电常数、2.06微米
更新于2025-09-23 15:19:57
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基于等离激元超表面与ENZ模式的宽带吸收器设计
摘要： 本文对一种超材料吸波器进行了数值研究，该吸波器在中红外波段宽频带范围内具有偏振不敏感的吸收特性。该吸波器由周期性图案化的金属-介质-金属结构构成，其绝缘介质间隙区域中集成了一个等效介电常数近零（ENZ）纳米层。这种异常宽带吸波器是通过中红外光照射激发的等离子体模式和ENZ模式等共振模式组合实现的。通过在图案化金矩形光栅与SiO2介质层之间添加0.06微米厚的ENZ层，该吸波器在横磁和横电偏振下以近8微米为中心的1.5微米带宽范围内，对宽范围入射角的光吸收率超过95%。这种基于ENZ的宽带吸波器设计在宽频域范围内具有传感、成像和太阳能收集等多种实际应用潜力。
关键词： 宽带吸收器、等离子体模式、布鲁斯特模式、近零介电常数
更新于2025-09-19 17:13:59
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氧化铟锡薄膜中的近零介电常数响应：八度跨度调谐与红外等离激元学
摘要： 近零介电常数（ENZ）材料在ENZ波长（λENZ）附近及更宽波段展现出强局域光学模式与等离激元响应。为推动ENZ材料的实际应用，关键在于开发能在商用氧化铟锡（ITO）薄膜中通过低温退火工艺实现λENZ从1280纳米至2900纳米连续调控的材料平台。通过电学、光谱学及光学测量，我们确立了自由电子密度超一个数量级可调的物理基础，并量化了ITO薄膜折射率的实部与虚部。在ITO金属态激发表面等离极化激元（SPPs）可探测其红外等离激元响应，证实SPP频率具有连续可调性，并在超薄膜中实现向可调ENZ等离激元模式的转变。最后，通过研究锥形石英光纤与多种定制调谐ITO薄膜接触时的模间干涉，证实了利用可调λENZ平台进行光纤模式色散调控的光耦合效应。
关键词： 等离子体激元学、调谐、光学特性、近零介电常数、氧化铟锡
更新于2025-09-19 17:13:59
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时变强耦合等离子体天线-近零介电常数系统中的负折射现象
摘要： 时变超表面正成为动态调控传播波电磁特性的有力工具。我们展示了一种基于与近零介电常数（ENZ）深度亚波长薄膜强耦合的等离子体纳米天线的高效时变超表面。金属谐振器的等离子体共振与光学ENZ模式强烈相互作用，产生约30%的拉比劈裂。频率为ω的光学泵浦会激发频率为2ω的非线性极化振荡，从而高效产生相位共轭光束和负折射光束，其转换效率比裸ENZ薄膜高出四个数量级以上。这种强耦合等离子体系统的引入，为在纳米尺度实现ENZ物理效应提供了一条简单有效的途径。
关键词： 时变超表面、近零介电常数、等离子体纳米天线、负折射、相位共轭
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于无源和有源光电路的整体式等离子体波导架构
摘要： 导波等离子体激元电路是在亚衍射尺度下实现传感、互连和量子应用的理想平台。然而损耗-限制权衡问题始终是等离子体增强光学过程的集体瓶颈。本研究报道了一种独特的等离子体激元波导架构，可同时缓解该权衡并提升基于等离子体的发射、光-物质相互作用及探测效率。具体而言，在我们基于非晶材料的耦合模等离子体结构中实现了创纪录的实验参数：归一化珀塞尔因子接近10?、插入损耗<1 dB时实现10 dB振幅调制、飞焦级开关能量，以及分别达到-54 dBm的光电探测灵敏度和6.4%的内量子效率。该结构不仅能支持多种光电现象，且在性能上超越现有等离子体和介质器件，为可重构单片等离子体电路开辟了明确路径。
关键词： 等离子体激元学、近零介电常数、场效应调制器、珀塞尔因子、肖特基光电探测器
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2019年7月7日-12日）] 2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 基于有源近零介电常数等离子体波导的纳米尺度慢光效应
摘要： 等离子体激元波导在其截止频率处表现出有效的近零介电常数（ENZ）响应。在本工作中，我们展示了一个由周期性纳米波导阵列构成的纳米尺度开放有损（非厄米特）纳米光子系统中异常点（EP）的形成，该阵列加载了极低增益系数材料。我们通过采用适用于所提器件等离子体激元特性的传输线模型，从理论上分析了获得的EP及其拓扑特性。深入研究了有源ENZ模式的色散和群速度。在EP处实现了无反射传输（完美损耗补偿）和纳米尺度的超慢群速度值，该EP与所提出的等离子体激元系统的ENZ截止频率重合。这种特殊的光谱简并（EP）是所呈现的纳米尺度对称等离子体激元ENZ构型的独特特征，与以往大多数主要关注非对称宏观微米尺度有源光子构型的研究不同。
关键词： 等离激元波导、近零介电常数（ENZ）、非厄米、异常点（EP）、群速度、纳米光子系统
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE 2018年美国国家委员会-无线电科学联盟联合会议（与AP-S研讨会同期）- 波士顿，马萨诸塞州（2018年7月8日-2018年7月13日）] 2018年USNC-URSI无线电科学会议（与AP-S研讨会同期）- 基于稳健多层石墨烯的等离子体隐身技术
摘要： 本文设计了一种在1.55微米波长下工作的等离子体隐身斗篷，该结构由石墨烯-二氧化硅交替堆叠层构成的近零介电常数（ENZ）材料组成。由于内含物被金层覆盖，且ENZ边界采用优化厚度的该材料密封，此类斗篷仅对TM偏振入射光有效。该隐身斗篷对内含物形状具有鲁棒性，能在极宽的频带范围内工作。
关键词： TM波入射、石墨烯-二氧化硅堆叠结构、近零介电常数、等离子体隐身斗篷、鲁棒性、大带宽
更新于2025-09-11 14:15:04