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基于电磁诱导透明的人工表面等离激元片上传感器(特邀)

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光子学报 2023年第10期52卷 92-100页

作者：苏晓强黄宇聪李绍限宋歌许全山西大同大学物理与电子科学学院微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室大同037009 杭州电子科技大学电子信息学院智能微传感器与微系统教育部工程研究中心杭州310018 天津大学精密仪器与光电子工程学院太赫兹研究中心天津300072

利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)效应,并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性,发现片上类EIT效应的传感工作机理主要... 详细信息

利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)效应,并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性,发现片上类EIT效应的传感工作机理主要是利用暗模谐振器内部的强局域化电场对周围介质的敏感程度,能够反映到EIT特征频率的偏移量和谐振幅度的变化。进一步地,详细仿真了待测物的折射率、正切损耗、厚度、半径等参数变化对EIT透明窗口的响应规律,发现该片上传感器在1.26~1.79折射率变化范围下的灵敏度可达1.12 GHz/RIU,传感品质因数值为5.45。实验中通过对三种食用油进行传感测量,验证了所提出的基于类EIT效应的片上传感器具有高灵敏度、无标记检测和实验灵活的特点。

关键词：人工表面等离激元电磁诱导透明片上系统折射率传感近场耦合

基于电磁诱导透明的人工表面等离激元片上传感器（特邀）

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光子学报 2023年第10期 99-107页

作者：苏晓强黄宇聪李绍限宋歌许全山西大同大学物理与电子科学学院微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室杭州电子科技大学电子信息学院智能微传感器与微系统教育部工程研究中心天津大学精密仪器与光电子工程学院太赫兹研究中心

利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency, EIT）效应，并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性，发现片上类EIT效应的传感工作机理... 详细信息

利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency, EIT）效应，并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性，发现片上类EIT效应的传感工作机理主要是利用暗模谐振器内部的强局域化电场对周围介质的敏感程度，能够反映到EIT特征频率的偏移量和谐振幅度的变化。进一步地，详细仿真了待测物的折射率、正切损耗、厚度、半径等参数变化对EIT透明窗口的响应规律，发现该片上传感器在1.26～1.79折射率变化范围下的灵敏度可达1.12 GHz/RIU，传感品质因数值为5.45。实验中通过对三种食用油进行传感测量，验证了所提出的基于类EIT效应的片上传感器具有高灵敏度、无标记检测和实验灵活的特点。

关键词：人工表面等离激元电磁诱导透明片上系统折射率传感近场耦合

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L-天冬酰胺及其一水合物的太赫兹光谱研究

物理学报 2014年第13期63卷 97-103页

作者：杨静琦李绍限赵红卫张建兵杨娜荆丹丹王晨阳韩家广天津大学太赫兹波研究中心天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

本文利用太赫兹时域光谱技术测量了室温条件下无水L-天冬酰胺与L-天冬酰胺一水合物的光谱特征,发现二者存在显著的差异,并利用太赫兹时域光谱技术实时检测L-天冬酰胺一水合物受热脱水的动态过程.结果表明太赫兹波对晶体结构变化、含结... 详细信息

本文利用太赫兹时域光谱技术测量了室温条件下无水L-天冬酰胺与L-天冬酰胺一水合物的光谱特征,发现二者存在显著的差异,并利用太赫兹时域光谱技术实时检测L-天冬酰胺一水合物受热脱水的动态过程.结果表明太赫兹波对晶体结构变化、含结晶水状况以及分子间弱相互作用敏感.结合差示扫描量热法与热重分析联用、傅里叶变换红外光谱、粉末X射线衍射等多种技术分别从热学性质、分子振动等方面进行了表征,进一步确认了太赫兹实验结果的可靠性.采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理平面波赝势方法,结合广义梯度近似(GGA)下的PBE交换-关联泛函,对L-天冬酰胺一水合物进行模拟计算,对实验所得太赫兹光谱与分子结构以及相互作用间的关系进行了讨论分析.

关键词： L-天冬酰胺太赫兹时域光谱特征吸收结晶水

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基于石墨烯的太赫兹分光主动控制

核技术 2015年第12期38卷 56-62页

作者：杜亮亮李泉李绍限胡放荣熊显名张文涛韩家广桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541000 天津大学太赫兹波研究中心精密仪器与光电子工程学院天津300072 广西高校光电信息处理重点实验室桂林541000

石墨烯是目前已知的理想二维薄膜,具有独特的能带结构,表现出优异的电学、光学特性和良好的兼容性。同时面对石墨烯的带内跃迁恰好与太赫兹频带相对应的独特优势,提出了一种石墨烯-硅复合结构对太赫兹的主动控制,并且实现对太赫兹传输... 详细信息

石墨烯是目前已知的理想二维薄膜,具有独特的能带结构,表现出优异的电学、光学特性和良好的兼容性。同时面对石墨烯的带内跃迁恰好与太赫兹频带相对应的独特优势,提出了一种石墨烯-硅复合结构对太赫兹的主动控制,并且实现对太赫兹传输的显著调制。本文主要采用太赫兹时域光谱技术对基于石墨烯复合结构进行深入的研究。实验揭示了在连续的蓝紫光泵浦条件下,复合结构太赫兹波的透射率随外加电压表现出双向大范围的变化,反射率却表现出单调的微弱变化的光谱特性。面对复合结构对太赫兹传输表现出的奇异特性,本文采用Kubo模型和肖特基结理论,指出了这一光谱变化与石墨烯和硅的电导率密切相关。

关键词：石墨烯太赫兹肖特基结主动控制

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基于逆向设计的高效THz光子晶体路由器

基于逆向设计的高效THz光子晶体路由器

2023年全国微波毫米波会议

作者：胡玉杰李绍限杭州电子科技大学

将多个目标频带引导至不同空间位置输出的路由和滤波器在光集成芯片系统中具有重要作用。本文利用自动微分技术实现了一种高效THz光子晶体分频器的逆向设计,将同一带隙内三条不同频率段的能带分别作为设计目标,优化获得三种基本结构并组... 详细信息

将多个目标频带引导至不同空间位置输出的路由和滤波器在光集成芯片系统中具有重要作用。本文利用自动微分技术实现了一种高效THz光子晶体分频器的逆向设计,将同一带隙内三条不同频率段的能带分别作为设计目标,优化获得三种基本结构并组合,实现了空间上0.32 THz, 0.37 THz, 0.42 THz的分频输出,能量效率分别为37%,69%,51%。该设计方法简单且具有一定的推广意义。

关键词：分频器自动微分光子晶体

来源： cnki会议评论

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基于加速度计阵列的乒乓球智能判分系统

传感技术学报 2024年第2期37卷 353-359页

作者：刘超然胡三珊董林玺杨伟煌李绍限李杜娟王高峰杭州电子科技大学电子信息学院教育部工程研究中心浙江杭州310018

乒乓球比赛在国际比赛、体育教学、休闲健身等领域备受关注。针对乒乓球比赛中裁判员主观局限性导致的判分人为误差、球员训练效率与实时性差等问题,提出了一种基于MEMS加速度计阵列的乒乓球智能判分系统。为了精准检测桌面落球位置,采... 详细信息

乒乓球比赛在国际比赛、体育教学、休闲健身等领域备受关注。针对乒乓球比赛中裁判员主观局限性导致的判分人为误差、球员训练效率与实时性差等问题,提出了一种基于MEMS加速度计阵列的乒乓球智能判分系统。为了精准检测桌面落球位置,采用ADXL335加速度传感器模块测量球-桌碰撞引起的桌面振动信息。通过优化加速度传感器阵列节点,开发多信号协同感知算法,实现球桌表面落球点的精确定位。此外,结合落球点坐标信息,开发了基于国际乒乓球比赛规则的智能判分和比分实时显示上位机模块。实验结果表明:所开发的乒乓球判分系统具有智能裁判、比分实时显示、落球点精准定位、坐标信息存储等功能,为乒乓球比赛精准智能裁判和球员数字化训练提供了一种实用的设计方案。

关键词：智能裁判传感器阵列乒乓球比赛落球点定位实时判分

Polarization-independent terahertz wave modulator based on graphene-silicon hybrid structure

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Chinese Physics B 2016年第2期25卷 410-415页

作者：杜亮亮李泉李绍限胡放荣熊显名栗岩锋张文涛韩家广 College of Electrical Engineering and Automation Guilin University of Electronic Technology Guilin 541000 China Center for Terahertz Wave Key Laboratory of Opto-electronic Information Technology Ministry of Education College of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering Tianfin University Tianjin 300072 China

In this study, we propose and demonstrate a broadband polarization-independent terahertz modulator based on graphene/silicon hybrid structure through a combination of continuous wave optical illumination and electrical *** a pump power of 400 mW and the voltages ranging from-1.8 V to 1.4 V, modulation depths in a range of-23%–62% are achieved in a frequency range from 0.25 THz to 0.65 THz. The modulator is also found to have a transition from unidirectional modulation to bidirectional modulation with the increase of pump power. Combining the Raman spectra and Schottky current–voltage characteristics of the device, it is found that the large amplitude modulation is ascribed to the electric-field controlled carrier concentration in silicon with assistance of the graphene electrode and Schottky junction.

关键词： terahertz modulator graphene

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二维太赫兹拓扑光子晶体的远场探测

中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第5期51卷 64-70页

作者：马家军欧阳春梅陈勰宇许全李绍限冯汐牛力刘艺韩家广张伟力天津大学太赫兹研究中心精密仪器与光电子工程学院光电信息技术教育部重点实验室天津300072 俄克拉荷马州立大学电气和计算机工程学院美国斯蒂尔沃特74078

随着量子霍尔效应(QHE)在凝聚态物理中的深入研究,一类具有非平庸特性的新型材料——拓扑绝缘体引起了人们极大的兴趣.与此同时,随着人工超材料的发展,一种可以产生新型单向传输模式且无背散射的拓扑光子晶体(Topological Photonic Crys... 详细信息

随着量子霍尔效应(QHE)在凝聚态物理中的深入研究,一类具有非平庸特性的新型材料——拓扑绝缘体引起了人们极大的兴趣.与此同时,随着人工超材料的发展,一种可以产生新型单向传输模式且无背散射的拓扑光子晶体(Topological Photonic Crystals)引起非常大的关注.在本文中,根据时空反演对称性和量子自旋霍尔效应(QSHE)理论,我们构建了一个工作频率在太赫兹波段的拓扑光子晶体,当扩展或压缩六角蜂窝状晶格时,空间反演对称性会被打破,从而打破能带简并实现光子能隙结构,将具有相反拓扑特性的光子晶体摆放在一起,在它们的交界面可实现具有单向传输且不受缺陷影响的拓扑边界态.本文在太赫兹波段实验表征了该拓扑光子晶体的反射谱特性,发现扩展和压缩六角蜂窝状晶格获得的拓扑光子晶体的反射谷频率分别对应他们各自第一能带p±在Г点处的频率,由此可得知光子能隙的宽度,为拓扑光子晶体的验证提供了新的手段.

关键词：拓扑光子晶体量子自旋霍尔效应边界态反射谱

Recent progress in graphene terahertz modulators

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Chinese Physics B 2020年第7期29卷 111-119页

作者： Xieyu Chen Zhen Tian Quan Li Shaoxian Li Xueqian Zhang Chunmei Ouyang Jianqiang Gu Jiaguang Han Weili Zhang Center for Terahertz Waves and School of Precision Instrument and Optoelectronics Engineering and the Key Laboratory of Optoelectronics Information and Technology(Ministry of Education)Tianjin UniversityTianjin 300072China School of Electrical and Computer Engineering Oklahoma State UniversityStillwaterOklahoma 74078USA

Graphene has been recognized as a promising candidate in developing tunable terahertz(THz)functional devices due to its excellent optical and electronic properties,such as high carrier mobility and tunable ***,we review graphene-based THz modulators we have recently ***,the optical properties of graphene are ***,graphene THz modulators realized by different methods,such as gate voltage,optical pump,and nonlinear response of graphene are ***,challenges and prospective of graphene THz modulators are also discussed.

关键词： terahertz graphene modulators