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宽频近零等效介电常数超材料及其在光场调控中的应用(特邀)

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光子学报 2022年第1期51卷 124-140页

作者：孙磊汪国平深圳大学微纳光电子学研究院广东深圳518060

近零等效介电常数超材料以其近乎等于零的等效介电常数所赋予的电磁特性使其在理论研究和工程应用中均有可观的价值,是电磁超材料领域研究热点之一。本文系统总结了为了解决现有近零介电常数超材料工作频率单一的不足,以等效介质理论的B... 详细信息

近零等效介电常数超材料以其近乎等于零的等效介电常数所赋予的电磁特性使其在理论研究和工程应用中均有可观的价值,是电磁超材料领域研究热点之一。本文系统总结了为了解决现有近零介电常数超材料工作频率单一的不足,以等效介质理论的Bergman-Milton谱表述理论为基础,结合超材料典型微观结构等效介电常数谱表述的特点,建立宽频近零介电常数超材料的谱表述理论,并以此为基础设计具有宽频近零介电常数超材料的研究成果。理论上,对超材料的材料特性和微观结构特性抽象化,实现了对具备超晶格构型的宽频近零介电常数超材料的快速建构,解释了宽频近零介电常数的物理原理,并获得了数值模拟的验证。同时,在应用方面,根据宽频近零介电常数超材料的物理特性,突出展示了所设计的宽频近零介电常数超材料在宽频电磁隧穿与聚焦、宽频电磁波定向发射、宽频电磁波波前调制等方面的应用。

关键词：超材料超表面超晶格复合介质等效介质理论 Bergman-Milton谱表述理论电磁隧穿

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SWEEP曲面中三种定位标架的分析比较

计算机辅助设计与图形学学报 2001年第5期13卷 455-460页

作者：汪国平冯艺东董士海中国科学院计算技术研究所智能信息处理开放实验室北京100080 北京大学计算机科学技术系北京100871

在基于 SWEEP的几何造型中 ,一个基本的问题是运动路径上活动标架的确定 ,尤其对于运动路径是空间曲线的情形 ,它直接影响到所生成 SWEEP曲面的形状控制 ;在其它应用中 ,也直接影响到运动物体的形状和姿态的调整 .到目前为止 ,已经有几... 详细信息

在基于 SWEEP的几何造型中 ,一个基本的问题是运动路径上活动标架的确定 ,尤其对于运动路径是空间曲线的情形 ,它直接影响到所生成 SWEEP曲面的形状控制 ;在其它应用中 ,也直接影响到运动物体的形状和姿态的调整 .到目前为止 ,已经有几种活动标架的确定方法 ,但它们对路径曲线的要求和所生成的 SWEEP曲面的形状效果是不同的 .文中比较了三种不同的活动标架 ,用实例说明了这些标架之间的差别 ,并在实用系统中实现 .

关键词： SWEEP曲面几何造型 CAGD 活动标架定位

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双层矩形位相光栅的分束特性

光学学报 1996年第7期16卷 1010-1013页

作者：汪国平邓见辽武汉大学物理系武汉430072

对由两矩形位相光栅构成的双层体积全息光栅的分束特性进行了优化设计，获得了扇出光来数分别为2，3和5，总衍射效率高于89％，光强分布不均匀性小于5％的分束器。

关键词：双层矩形光栅分束器集成光学

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光诱导金属纳腔的相干声学振动及应用

光学学报 2023年第16期43卷 233-252页

作者：余快陈云高汪国平深圳大学电子与信息工程学院射频异质异构集成全国重点实验室广东深圳518060

金属纳米颗粒除了用作光学谐振腔,也是一类声学谐振腔,具有非常优异的声学振动性能。本文对金属声学谐振腔的相干声学振动及应用进行了概述。首先,介绍了金属纳腔相干声学振动的超快光学激发机制,并讨论了瞬态吸收光学显微镜对单个纳腔... 详细信息

金属纳米颗粒除了用作光学谐振腔,也是一类声学谐振腔,具有非常优异的声学振动性能。本文对金属声学谐振腔的相干声学振动及应用进行了概述。首先,介绍了金属纳腔相干声学振动的超快光学激发机制,并讨论了瞬态吸收光学显微镜对单个纳腔声学振动的探测;其次,阐述了几种简单金属声学纳腔(包括纳米球、纳米棒、纳米片)的振动模式、振动频率以及它们与纳腔尺寸、形状之间的关系;然后,重点讨论了金属纳腔间的声学振动强耦合现象,从多种纳腔耦合体系的实验出发,并从理论上分析了其中的耦合模式和耦合物理机制;接下来,对高频声学纳腔的应用进行了举例分析,详细讨论了高频声学振动在纳米流体学方面的应用;最后,对高频声学纳腔的未来发展趋势与应用前景进行了展望。

关键词：超快光谱学金属纳腔相干声学振动声子学器件强耦合

基于钙钛矿单晶片表面周期性结构的高性能近红外光探测器

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高等学校化学学报 2024年第12期45卷 124-132页

作者：张振宇汪国平深圳大学电子与信息工程学院人工微结构光电材料与器件实验室深圳518060

借助空间限域法制备了毫米级的甲基碘化铅铵(MAPbI_(3))单晶片,并利用聚焦离子束刻蚀(FIB)技术在其表面加工周期性结构,使其共振吸收峰调节至近红外波段,基于此有源层构筑了纵向结构的光探测器.相比于MAPbI_(3)单晶片基器件,该器件对双... 详细信息

借助空间限域法制备了毫米级的甲基碘化铅铵(MAPbI_(3))单晶片,并利用聚焦离子束刻蚀(FIB)技术在其表面加工周期性结构,使其共振吸收峰调节至近红外波段,基于此有源层构筑了纵向结构的光探测器.相比于MAPbI_(3)单晶片基器件,该器件对双光子近红外光(1064 nm)的探测能力有近2个数量级的显著提高,响应度达0.6 A/W,开关比可达1.7×10^(4)(动态线性区约84.6 dB),外量子效率为58.2%,比探测率约为6.3×10^(12) Jones(1 Jones=1 cm·Hz^(1/2)·W^(-1)).研究结果证实了利用FIB技术加工MAPbI_(3)单晶片表面周期性结构的高度可行性,这将促进钙钛矿单晶片基高性能近红外光探测器的设计和制备.

关键词：钙钛矿单晶片近红外光探测器聚焦离子束刻蚀共振吸收

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复杂螺旋曲面铣削加工的几何特性分析

清华大学学报（自然科学版） 2000年第9期40卷 49-52页

作者：汪国平华宣积孙家广清华大学计算机科学与技术系北京100084 复旦大学数学系上海200433

针对现有加工方法受加工曲面复杂性影响的局限性 ,通过引进刀具的侧倾角参数 ,讨论了一般位置下的成型盘铣刀加工螺旋曲面的铣削加工法 ,分析了刀具与工件作共轭运动时的接触点轨迹的几何特性 ,并给出了一般位置下的成型盘铣刀加工的计... 详细信息

针对现有加工方法受加工曲面复杂性影响的局限性 ,通过引进刀具的侧倾角参数 ,讨论了一般位置下的成型盘铣刀加工螺旋曲面的铣削加工法 ,分析了刀具与工件作共轭运动时的接触点轨迹的几何特性 ,并给出了一般位置下的成型盘铣刀加工的计算公式和成型刀加工中产生干涉的一个判别方法。从而扩大了成型盘铣刀加工螺旋曲面的种类 ,避免刀具与工件的干涉现象 ,克服了现有成型刀加工方法的局限性 ;同时为五坐标数控加工螺旋曲面提供了合理的接触点轨迹 ,提高螺旋曲面加工的精度。并通过实例说明了这一方法的合理性和有效性。

关键词：螺旋曲面铣削加工五坐标数控加工几何特性

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卤化银明胶全息图的空间频率响应

中国激光 1995年第10期22卷 788-792页

作者：汪国平朱建华郭履容武汉大学物理系四川联合大学信息光学研究所

对用国产（天津Ⅰ型）卤化银全息干板制作明胶全息图时的空间频率响应特性进行了实验研究。当空间频率在５００～８００ｌｉｎｅｓ／ｍｍ之间时，获得了峰值衍射效率大于７０％的明胶全息图．此外，将通常的三步脱水法简化为一步脱水，... 详细信息

对用国产（天津Ⅰ型）卤化银全息干板制作明胶全息图时的空间频率响应特性进行了实验研究。当空间频率在５００～８００ｌｉｎｅｓ／ｍｍ之间时，获得了峰值衍射效率大于７０％的明胶全息图．此外，将通常的三步脱水法简化为一步脱水，同样可获得高衍射效率的明胶全息图。给出了这种全息图的制作过程及实验结果，并从微观机制上说明了一次性脱水的理由．

关键词：卤化银明交全息图空间频率响应

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基于GPU的视点相关自适应细分

计算机辅助设计与图形学学报 2007年第4期19卷 409-414页

作者：李胜黄鑫汪国平北京大学信息科学技术学院人机交互与多媒体实验室北京100871

利用GPU的强大浮点数计算能力和并行处理能力,提出一种完全基于GPU的视点相关自适应细分内核进行快速细分计算的方法.在GPU中,依次实现视点相关的面片细分深度值计算、基于基函数表的细分表面顶点求值、细分表面绘制等核心步骤,无须与CP... 详细信息

利用GPU的强大浮点数计算能力和并行处理能力,提出一种完全基于GPU的视点相关自适应细分内核进行快速细分计算的方法.在GPU中,依次实现视点相关的面片细分深度值计算、基于基函数表的细分表面顶点求值、细分表面绘制等核心步骤,无须与CPU端系统内存进行几何数据交换.视点相关的自适应细分准则在表面绘制精度保持不变的情况下,有效地降低了细分表面的细分深度和细分的计算量,在此基础上完全基于GPU的细分框架使得曲面细分具有快速高效的特点.该方法还可以在局部重要细节用较大深度值进行实时自适应细分,以逼近极限曲面.

关键词：基于GPU的通用计算视点相关自适应细分细分深度

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一类全局的曲线细分

计算机辅助设计与图形学学报 2011年第1期23卷 71-77,84页

作者：朱利丰汪国平北京大学机器感知与智能教育部重点实验室北京100871 北京大学计算机系图形与交互技术实验室北京100871

传统细分曲线由于只使用了局部信息来更新顶点位置,在控制顶点分布不均匀时曲率分布波动较大.为提高细分曲线质量,提出一类全局性的细分方法.将曲线的每一次细分分解成差分计算、插值、重建等一些简单的步骤;通过修改其中的重建步骤,将... 详细信息

传统细分曲线由于只使用了局部信息来更新顶点位置,在控制顶点分布不均匀时曲率分布波动较大.为提高细分曲线质量,提出一类全局性的细分方法.将曲线的每一次细分分解成差分计算、插值、重建等一些简单的步骤;通过修改其中的重建步骤,将曲线重建的顶点放宽至所有控制顶点,配合扩大的模板和改进的插值以进一步改进曲线的几何质量.最后通过实验数据验证了此类全局性细分曲线在光滑性和曲率分布上的良好性质.

关键词：细分曲线四点法细分高阶差分曲率