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连续分布电荷体系电荷元的自能问题

物理通报 2024年第4期 131-135页

作者：付全红常健郑建邦西北工业大学物理科学与技术学院陕西西安710129

连续分布电荷体系可分割为无穷多个电荷元,系统研究了电荷元的自能问题.利用均匀带电球体和均匀带电圆面的自能公式和夹逼定理,分两步严格证明了连续分布电荷体系电荷元的自能之和为零.第一步,证明自由电荷体系电荷元的自能之和为零;第... 详细信息

连续分布电荷体系可分割为无穷多个电荷元,系统研究了电荷元的自能问题.利用均匀带电球体和均匀带电圆面的自能公式和夹逼定理,分两步严格证明了连续分布电荷体系电荷元的自能之和为零.第一步,证明自由电荷体系电荷元的自能之和为零;第二步,证明一般电荷体系电荷元的自能之和为零.因此,连续分布电荷体系的电场能就等于电荷元之间的相互作用能.

关键词：电场能自能相互作用能电荷元夹逼定理

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基于石墨烯的多功能超表面设计

太赫兹科学与电子信息学报 2024年第5期22卷 565-574页

作者：王连胜夏冬艳付全红丁学用汪源三亚学院理工学院海南三亚572022 三亚学院财经学院海南三亚572022 西北工业大学物理科学与技术学院陕西西安710129

为实现机载天线罩吸波/透射波/反射波功能一体化,设计了一种基于石墨烯和光电二极管(PIN)的宽带吸波/反射波/透射波多功能超表面。当PIN正向导通时,超表面对入射电磁波的透过率接近于0,反射率可以通过改变石墨烯的费米能级进行调节;当... 详细信息

为实现机载天线罩吸波/透射波/反射波功能一体化,设计了一种基于石墨烯和光电二极管(PIN)的宽带吸波/反射波/透射波多功能超表面。当PIN正向导通时,超表面对入射电磁波的透过率接近于0,反射率可以通过改变石墨烯的费米能级进行调节;当石墨烯的费米能级为0.3 eV时,超表面在1.55~5.51 GHz范围内的吸收率超过了90%;当石墨烯能级为0 eV时,超表面在1.55~5.51 GHz范围内的反射系数高达45%。当PIN反向截止时,超表面在4.76 GHz处出现了一个透射峰,石墨烯费米能级为0.3 eV和0 eV时的透射系数分别为61%和71%。设计的超表面具有结构简单、宽带吸波/反射波/透射波多功能等优点,在通信和雷达等领域具有广泛的应用前景。

关键词：超表面石墨烯宽带吸波透射反射光电二极管

Subwavelength optical localization with toroidal excitations in plasmonic and Mie metamaterials

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InfoMat 2021年第5期3卷 577-597页

作者： Ruisheng Yang Jing Xu Nian-Hai Shen fuli Zhang quanhong fu Junjie Li Hongqiang Li Yuancheng Fan Key Laboratory of Light-field Manipulation and Information Acquisition Ministry of Industry and Information Technology and School of Physical Science and TechnologyNorthwestern Polytechnical UniversityXi'anChina Ames Laboratory and Department of Physics and Astronomy Iowa State UniversityAmesIowaUSA Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijingChina School of Physics Science and Engineering Tongji UniversityShanghaiChina The Institute of Dongguan-Tongji University DongguanGuangdongChina

Since the performance of electronic circuits is becoming rather limited in face of intensively increasing of amount of information and related operations,alloptical processing offers a promising strategy for future information *** would benefit a great deal if the all-optical processing could be implemented within the developed electronic chips of nanoscale *** that it is highly desirable to break the diffraction limit of light for achieving effective light manipulations with deep subwavelength structures compatible with the state-of-the-art nanofabrication *** is of fundamental importance to get subwavelength optical localization,that is,squeeze light wave into subwavelength space for achieving freely manipulating of light *** review summarizes the development in realizing subwavelength optical localization by exciting toroidal mode in photonic *** toroidal excitations in plasmonic metamaterials and Mie resonant metamaterials,in 3D structures and planar metamaterials,with single or few layers in spectral regime from microwave to optical frequencies are *** on the discussion on the configurations of toroidal excitations,the recent development on toroidalrelated optical scattering control actively manipulates the toroidal excitations,and promising applications are further investigated and highlighted.

关键词： dielectric metamaterials metamaterials subwavelength optics toroidal metasurfaces toroidal moment

Active control of EIT-like response in a symmetry-broken metasurface with orthogonal electric dipolar resonators

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Photonics Research 2019年第9期7卷 955-960页

作者： RUISHENG YANG quanhong fu YUANCHENG FAN WEIQI CAI KEPENG QIU WEIHONG ZHANG fuLI ZHANG Research&Development Institute in Shenzhen Key Laboratory of Space Applied Physics and ChemistryMinistry of EducationandDepartment of Applied PhysicsSchool of Natural and Applied SciencesNorthwestern Polytechnical UniversityXi’an710072China School of Mechanical Engineering Northwestern Polytechnical UniversityXi’an710072China

The active control of electromagnetic response in metamaterial and mutual coupling between resonant building blocks is of fundamental importance in realizing high-quality metamaterials. In this work, we propose and experimentally demonstrate the tunabilities of symmetry-broken metasurfaces made of orthogonal electric dipolar resonators. The metasurface with vertical and horizontal wires is integrated with a PIN diode for active *** is found that the electromagnetically induced transparency(EIT)-like spectrum appears due to the destructive or constructive interferences between the two electric dipolar modes when the structural symmetry broken is introduced to the metasurface. Different from previous works on the EIT-like effect, there is only electric dipole response in our metasuface. The microscopic response of the metasurface is numerically calculated to illustrate the mode coupling between the orthogonal electric dipolar resonators. By applying temporal coupled-mode theory,the interaction between the electromagnetic wave and the symmetry-broken metasurface is described, and the characteristic parameters of the resonator system, which determine the electromagnetic response of the metasurface, are acquired.

关键词： PIN EIT Active control of EIT-like response in a symmetry-broken metasurface with orthogonal electric dipolar resonators

Fano-Resonant Hybrid Metamaterial for Enhanced Nonlinear Tunability and Hysteresis Behavior

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Research 2021年第1期2021卷 597-605页

作者： Yuancheng Fan Xuan He fuli Zhang Weiqi Cai Chang Li quanhong fu Nataliia V.Sydorchuk Sergey L.Prosvirnin Key Laboratory of Light Field Manipulation and Information Acquisition Ministry of Industry and Information Technology and School of Physical Science and TechnologyNorthwestern Polytechnical UniversityXi’an 710129China Research&Development Institute of Northwestern Polytechnical University in Shenzhen Shenzhen 518057China Institute of Radio Astronomy National Academy of Sciences of UkraineKharkiv 61002Ukraine Karazin Kharkiv National University Kharkiv 61077Ukraine

Artificial resonant metamaterial with subwavelength localized filed is promising for advanced nonlinear photonic *** this article,we demonstrate enhanced nonlinear frequency-agile response and hysteresis tunability in a Fano-resonant hybrid metamaterial.A ceramic cuboid is electromagnetically coupled with metal cut-wire structure to excite the high-Q Fano-resonant mode in the dielectric/metal hybrid *** is found that the significant nonlinear response of the ceramic cuboid can be employed for realization of tunable metamaterials by exciting its magnetic mode,and the trapped mode with an asymmetric Fano-like resonance is beneficial to achieve notable nonlinear modulation on the scattering *** nonlinear tunability of both the ceramic structure and the ceramic/metal hybrid metamaterial is promising to extend the operation band of metamaterials,providing possibility in practical applications with enhanced light-matter interactions.

关键词： spectrum resonant nonlinear

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左手材料设计与制备的研究进展

材料导报 2008年第6期22卷 95-99页

作者：付全红赵晓鹏西北工业大学电流变技术研究所西安710072

左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的超材料,具有许多非常奇异的电磁学性质。阐述了左手材料的基本概念和性质,介绍了能够同时实现负介电常数和负磁导率的Ω形、S形和树枝等单一结构,综述了利用机械加工法和化学制备法制备... 详细信息

左手材料是一种介电常数ε和磁导率μ同时为负值的超材料,具有许多非常奇异的电磁学性质。阐述了左手材料的基本概念和性质,介绍了能够同时实现负介电常数和负磁导率的Ω形、S形和树枝等单一结构,综述了利用机械加工法和化学制备法制备的高频段负磁导率材料,以及基于耦合作用的电磁波垂直入射条件下左手材料的设计与制备方法,阐述了超材料负磁导率或左手行为的验证方法,最后展望了左手材料的应用前景。

关键词：左手材料负介电常数负磁导率负折射

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超大尺寸地库底板混凝土施工温度应力分析

福建建设科技 2023年第2期 33-37页

作者：傅权宏福建省建筑设计研究院有限公司福建福州350001

对大型地下车库底板的施工过程进行模拟时,需考虑水泥水化反应产生的温度效应,并考虑温度效应是否导致底板混凝土开裂。本文基于水泥水化热和混凝土裂缝的相关理论,采用大型有限元分析软件ANSYS,对大体量混凝土底板施工过程产生的温度... 详细信息

对大型地下车库底板的施工过程进行模拟时,需考虑水泥水化反应产生的温度效应,并考虑温度效应是否导致底板混凝土开裂。本文基于水泥水化热和混凝土裂缝的相关理论,采用大型有限元分析软件ANSYS,对大体量混凝土底板施工过程产生的温度场和应力场进行有限元分析,结合开裂指数理论优化底板配筋。相应的分析结论对评估水化热作用对大体积混凝土底板浇筑过程的影响具有一定的指导意义。

关键词：大尺寸地库裂缝温度应力

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电控可调谐双波段超材料吸波体分析

重庆大学学报（自然科学版） 2014年第8期37卷 76-82页

作者：王连胜夏冬艳吕振肃付全红三亚学院理工学院海南三亚572022 三亚学院财经学院海南三亚572022 西北工业大学长安校区理学院西安710072

为实现超材料吸波体吸收频率的智能调控,采用理论分析与模拟仿真相结合的方法,首先设计了一种双波段超材料吸波体,然后在双波段超材料吸波体中加入电流变液,通过改变电流变液外加电场的强度实现了双波段超材料吸波体吸收频率的智能调控... 详细信息

为实现超材料吸波体吸收频率的智能调控,采用理论分析与模拟仿真相结合的方法,首先设计了一种双波段超材料吸波体,然后在双波段超材料吸波体中加入电流变液,通过改变电流变液外加电场的强度实现了双波段超材料吸波体吸收频率的智能调控。结果表明:双波段超材料吸波体在7.403GHz和17.511GHz处出现了两个吸收峰,吸收率分别为99.8%和70%;随着电流变液外加电场强度的增加,吸波体的吸收频率逐渐往低频发生移动,吸收频率调节率高达55%,由此提出了一种智能调控的双波段超材料吸波体。

关键词：超材料吸波体双波段电流变液调谐

基于石墨烯光电特性的超宽带可调超材料吸波体设计

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2019年第6期31卷 826-832页

作者：王连胜夏冬艳付全红汪源丁学用理工学院三亚学院海南三亚572022 财经学院三亚学院海南三亚572022 西北工业大学理学院西安710072

利用石墨烯的电导率可调特性设计了一种超宽带可调超材料吸波体.模拟计算了不同石墨烯费米能级时吸波体的吸收率,结果表明,当石墨烯费米能级为0.7 eV时,吸波体在1.74 GHz^10.44 GHz的吸收率保持在90%以上,实现了电磁波的超宽带吸收;当... 详细信息

利用石墨烯的电导率可调特性设计了一种超宽带可调超材料吸波体.模拟计算了不同石墨烯费米能级时吸波体的吸收率,结果表明,当石墨烯费米能级为0.7 eV时,吸波体在1.74 GHz^10.44 GHz的吸收率保持在90%以上,实现了电磁波的超宽带吸收;当改变外加电压使石墨烯的费米能级从0.7 eV逐渐减少到0 eV时,吸波体在1.74 GHz^10.44 GHz的吸收率逐渐下降,其调制深度可达53.8%,实现了吸收率可调的功能;通过对表面电流分布进行仿真与分析,阐述了其电磁波宽带吸收及吸收率可调的机理;模拟分析了石墨烯费米能级为0.7 eV时,入射波极化状态和入射角度对吸波体吸收特性的影响,结果表明,由于结构单元的旋转对称性,吸波体的吸收特性具有极化不敏感的特点;随着电磁波入射角度的增大,其吸收率逐渐降低.

关键词：超材料吸波体石墨烯超宽带可调