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Six-channel programmable coding metasurface simultaneously for orthogonal circular and linear polarizations

Photonics Research 2023年第6期11卷 1047-1056页

作者： TONGHAO LIU YUEYU MENG JIAFU WANG HUA MA RUICHAO ZHU CHAO LIU WEIHAN LI ZUNTIAN CHU SAI SUI TIANSHUO QIU WENXUAN TANG shaobo qu Shaanxi Key Laboratory of Artificially-Structured Functional Materials and Devices Air Force Engineering UniversityXi’an 710051China State Key Laboratory of Millimeter Waves Southeast UniversityNanjing 210096China Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security Southeast UniversityNanjing 210096China

Metasurfaces have intrigued long-standing research interests and developed multitudinous compelling applications owing to their unprecedented capability for manipulating electromagnetic waves,and the emerging programmable coding metasurfaces(PCMs)provide a real-time reconfigurable platform to dynamically implement customized ***,most existing PCMs can only act on the single polarization state or perform in the limited polarization channel,which immensely restricts their practical application in multitask intelligent ***,an appealing strategy of the PCM is proposed to realize tunable functions in co-polarized reflection channels of orthogonal circularly polarized waves and in co-polarized and cross-polarized reflection channels of orthogonal linearly polarized waves from 9.0 to 10.5 *** the above six channels,the spindecoupled programmable meta-atom can achieve high-efficiency reflection and 1-bit digital phase modulation by selecting the specific ON/OFF states of two diodes,and the phase coding sequence of the PCM is dynamically regulated by the field-programmable gate array to generate the desired function.A proof-of-concept prototype is constructed to verify the feasibility of our methodology,and numerous simulation and experimental results are in excellent agreement with the theoretical *** inspiring design opens a new avenue for constructing intelligent metasurfaces with higher serviceability and flexibility,and has tremendous application potential in communication,sensing,and other multifunctional smart metadevices.

关键词： polarization channel polarized

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Machine-learning-empowered multispectral metafilm with reduced radar cross section,low infrared emissivity,and visible transparency

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Photonics Research 2022年第5期10卷 1146-1156页

作者： RUICHAO ZHU JIAFU WANG JINMING JIANG CUILIAN XU CHE LIU YUXIANG JIA SAI SUI ZHONGTAO ZHANG TONGHAO LIU ZUNTIAN CHU JUN WANG TIE JUN CUI shaobo qu Shaanxi Key Laboratory of Artificially-Structured Functional Materials and Devices Air Force Engineering UniversityXi’an 710051China Institute of Electromagnetic Space Southeast UniversityNanjing 210096China State Key Laboratory of Millimeter Wave Southeast UniversityNanjing 210096China

For camouflage applications,the performance requirements for metamaterials in different electromagnetic spectra are usually contradictory,which makes it difficult to develop satisfactory design schemes with multispectral ***,empowered by machine learning,metamaterial design is no longer limited to directly solving Maxwell’s *** design schemes and experiences of metamaterials can be analyzed,summarized,and learned by computers,which will significantly improve the design efficiency for the sake of practical engineer-ing ***,we resort to the machine learning to solve the multispectral compatibility problem of metamaterials and demonstrate the design of a new metafilm with multiple mechanisms that can realize small microwave scattering,low infrared emissivity,and visible transparency simultaneously using a multilayer back-propagation neural *** rapid evolution of structural design is realized by establishing a mapping between spectral curves and structural *** training the network with different materials,the designed network is more *** simulations and experimental verifications,the designed architecture has good accuracy and *** paper provides a facile method for fast designs of multispectral metafilms that can find wide applications in satellite solar panels,aircraft windows,and others.

关键词： transparency visible film

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Shape memory alloy-based 3D morphologically reconfigurable chiral metamaterial for tailoring circular dichroism by voltage control

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Photonics Research 2023年第3期11卷 373-382页

作者： LIXIN JIANG QI YUAN HAO YANG YONGFENG LI LIN ZHENG ZHIBIAO ZHU SHUANG LIANG YONGQIANG PANG HE WANG JIAFU WANG shaobo qu Shaanxi Key Laboratory of Artificially-Structured Functional Materials and Devices Airforce Engineering UniversityXi'an 710051China Electronic Materials Research Laboratory Key Laboratory of the Ministry of EducationXi'an Jiaotong UniversityXi'an 710049China

Three-dimensional chiral materials with intrinsic chirality play a crucial role in achieving a strong chiral response and flexible light *** chirality through the 3D morphological transformation of chiral materials is significant for greater freedom in tailoring light but remains a *** by the unique 3D morphological memory capability of shape memory alloys(SMAs),we demonstrate and discuss a chiral resonator in the microwave regime that can realize reconfigurable chirality through 3D morphological *** introduction of heating film realizes voltage control of SMA’s morphology for utilizing the temperature sensitivity of SMA better,enabling arbitrary control of circular dichroism(CD)flip and CD *** qualitative and quantitative analysis of the surface current distribution of chiral enantiomers reveals that the chirality of metaatoms originates from the surge of electric dipole pxand electric quadrupole *** is worth mentioning that the proposed strategy to achieve reconfigurable chirality using 3D morphological transformations can be directly extended to other higher frequencies,such as visible,infrared,and terahertz ***,our paradigm to study the relationship between complex 3D morphology and chirality holds potential for application in biosensing,spin detection,and spin-selective devices.

关键词： chiral circular holds

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阳煤五矿15号煤带压开采安全评价及防治

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能源与节能 2015年第6期 33-34页

作者：屈少波山西阳泉煤业(集团)有限责任公司五矿山西阳泉045209

叙述了阳煤五矿的水文地质情况,指出该矿存在带压开采问题,需提前进行带压开采安全评价,并提出具体的奥灰水防治措施。

关键词：阳煤五矿带压开采安全评价奥灰水防治措施

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PZT5/(Mg_(0.5)Zn_(0.5))Fe_2O_4复合材料的电磁性能

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稀有金属材料与工程 2007年第10期36卷 1793-1796页

作者：陈江丽徐卓屈绍波刘小辉魏晓勇西安交通大学电子材料与器件研究所陕西西安710049

以PZT5和(Mg0.5Zn0.5)Fe2O4为原料,合成了不同配比的铁电/铁磁复相材料。XRD和SEM研究结果表明复相材料中只含有钙钛矿结构的PZT5和尖晶石结构的(Mg0.5Zn0.5)Fe2O4,无杂相生成,这说明共烧过程中两者没有发生明显的化学反应。介电频谱表... 详细信息

以PZT5和(Mg0.5Zn0.5)Fe2O4为原料,合成了不同配比的铁电/铁磁复相材料。XRD和SEM研究结果表明复相材料中只含有钙钛矿结构的PZT5和尖晶石结构的(Mg0.5Zn0.5)Fe2O4,无杂相生成,这说明共烧过程中两者没有发生明显的化学反应。介电频谱表明,相对介电常数随PZT5含量的增加而增加(测试频率在30MHz以下),介电温谱表明,居里温度随频率升高而向高温移动(其值分别为250,300,326,372℃)。电滞回线呈现了材料的漏电流较大的特点。磁滞回线表明,这种复相材料具有亚铁磁性,饱和磁化强度随铁氧体含量的增加而增加。性能测试表明,这种由PZT5和(Mg0.5Zn0.5)Fe2O4共同组成的复相材料对外同时表现出铁电性和铁磁性。

关键词：复相材料锆钛酸铅镁锌铁氧体电磁性能

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Virtual metasurfaces:reshaping electromagnetic waves in distance

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Photonics Research 2023年第2期11卷 203-211页

作者： RUICHAO ZHU JIAFU WANG YAJUAN HAN YUXIANG JIA TONGHAO LIU TIANSHUO QIU SAI SUI YONGFENG LI MINGBAO YAN shaobo qu CHENG-WEI QIU Shaanxi Key Laboratory of Artificially-Structured Functional Materials and Devices Air Force Engineering UniversityXi’an 710051China Department of Electrical and Computer Engineering National University of SingaporeSingapore 117583Singapore NUS Suzhou Research Institute(NUSRI) Suzhou 215000China

Metasurface has provided unprecedented freedoms in manipulating electromagnetic(EM) waves, exhibiting fascinating functions. Conventionally, these functions are implemented right on metasurfaces, where spatial modulations on EM wave amplitudes or phases are achieved by meta-atoms. This study proposes the concept of virtual metasurface(VM), which is formed by arrays of foci away from the entity metasurface. Unlike conventional metasurfaces, spatial modulations on the amplitudes or phases of EM waves occur in the air, with a focal length distance from the entity metasurface. As a proof of concept, we demonstrated a transmissive VM. The entity metasurface consists of transmissive focusing metasurface tiles(TFMTs) with the same focal length. Two TFMTs were designed with phase difference π to enable the most typical checkerboard configuration. The TFMTs were assembled to form the entity metasurface, whereas their foci formed the VM. Due to the π phase difference among adjacent foci, EM propagation along the normal direction was cancelled, leading to four tilted far-field beams. The concept of VM can be readily extended to higher frequencies from terahertz to optical regimes and may find wide applications in communication, camouflage, and other fields.

关键词： surface. surfaces proof

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红宝石激光晶体零场分裂及其光谱精细结构研究

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量子电子学报 2000年第4期17卷 293-300页

作者：杨子元屈绍波宝鸡文理学院物理系宝鸡721007 西安空军工程学院基础部西安710038

推导了ｄ３（Ｃ＊３Ｖ）组态离子的中间场能量矩阵，建立了红宝石（Ｃｒ３＋：Ａｌ２Ｏ３）晶体基态４Ａ２零场分裂（ＺＦＳ）参量Ｄ及２Ｅ态分裂△Ｅ（２Ｅ）与其晶体结构之间的定量关系；假设晶格畸变的基础上，统一地计算了Ｃｒ... 详细信息

推导了ｄ３（Ｃ＊３Ｖ）组态离子的中间场能量矩阵，建立了红宝石（Ｃｒ３＋：Ａｌ２Ｏ３）晶体基态４Ａ２零场分裂（ＺＦＳ）参量Ｄ及２Ｅ态分裂△Ｅ（２Ｅ）与其晶体结构之间的定量关系；假设晶格畸变的基础上，统一地计算了Ｃｒ３＋：Ａｌ２Ｏ３晶体的ＺＦＳ参量Ｄ、Ｚｅｅｍａｎｇ因子、精细光谱及２Ｅ态的分裂△Ｅ（２Ｅ），计算结果与实验观测十分吻合．定量的研究结果表明：当Ｃｒ３＋离子掺入Ａｌ２Ｏ３晶体后，６个Ｏ２－配体向中心金属离子Ｃｒ３＋移动０．００３２５ｎｍ；同时，沿晶轴［１１１］方向，Ｃｒ３＋离子上方上三角晶位的三个Ｏ２－配体偏向［１１１］轴０．２８６°，而下三角晶位的三个Ｏ２－配体偏向［１１１］轴１．１１８°．

关键词：零场分裂精细光谱红宝石激光晶体

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手感风格数字化管理及柔软配方输出应用研究

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针织工业 2021年第4期 25-29页

作者：文卓渠少波东莞德永佳纺织制衣有限公司广东东莞523138

目前在纺织品实际印染生产的柔软整理中,织物的手感风格评估主要依赖于手感评价员的主观评价,缺乏理论性的指导和定量的数值描述,个体偏差大。文中选择运用PhabrOmeter织物手感评价系统对织物手感风格与柔软剂种类及浓度的关系进行数字... 详细信息

目前在纺织品实际印染生产的柔软整理中,织物的手感风格评估主要依赖于手感评价员的主观评价,缺乏理论性的指导和定量的数值描述,个体偏差大。文中选择运用PhabrOmeter织物手感评价系统对织物手感风格与柔软剂种类及浓度的关系进行数字化研究,讨论通过手感风格数字化管理进行配方输出的可行性。该研究对于提高柔软针织物的数字化管理,加强面料手感风格精细化生产管控,推进企业标准化建设进程具有重要意义。

关键词：手感风格数字化管理评价系统柔软配方手感特征值

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无铅块体陶瓷的电卡效应:现状与挑战

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无机材料学报 2020年第6期35卷 633-646页

作者：喻瑛杜红亮杨泽田靳立屈绍波空军工程大学基础部西安710051 西安交通大学电子与信息学部电子陶瓷与器件教育部重点实验室西安710049

基于电卡效应的固态制冷技术,具有高效、环境友好、轻量、低成本和易于小型化等优点,是替代传统压缩机制冷的理想技术之一。在施加或去除电场时产生较大极化变化的铁电材料,则是制备基于电卡效应固态制冷器件的理想材料。近年来,人类对... 详细信息

基于电卡效应的固态制冷技术,具有高效、环境友好、轻量、低成本和易于小型化等优点,是替代传统压缩机制冷的理想技术之一。在施加或去除电场时产生较大极化变化的铁电材料,则是制备基于电卡效应固态制冷器件的理想材料。近年来,人类对环境可持续发展的需求,使无铅块体陶瓷的电卡效应研究成为铁电材料领域的研究热点之一。本文首先回顾电卡效应研究历史上的标志性事件,随后简要介绍电卡制冷的原理,提出了在室温附近获得宽温区和大电卡温变的材料设计思路,之后系统综述了BaTiO3基、Bi0.5Na0.5TiO3基和K0.5Na0.5NbO3基无铅块体陶瓷电卡效应的研究进展,重点分析了这三类无铅块体陶瓷电卡效应的独特优势和面临的挑战,最后对无铅块体陶瓷电卡效应的发展趋势进行了展望。

关键词：无铅块体陶瓷电卡效应击穿场强相变综述

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落塔微重力水平激光干涉测量方法中的干扰因素分析

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空间科学学报 2008年第1期28卷 49-54页

作者：屈少波闫奇众田蔚吴书朝华中科技大学物理系武汉430074

落塔是获得微重力环境的重要设施,落塔微重力水平的测量对微重力科学实验的研究至关重要.激光干涉是测量落塔微重力水平的一种新方法,这种方法的基本原理是让一个参考落体在落舱中自由下落,落舱由于受到舱外空气阻力的作用将与自由落体... 详细信息

落塔是获得微重力环境的重要设施,落塔微重力水平的测量对微重力科学实验的研究至关重要.激光干涉是测量落塔微重力水平的一种新方法,这种方法的基本原理是让一个参考落体在落舱中自由下落,落舱由于受到舱外空气阻力的作用将与自由落体运动略有差异,而舱内的参考落体则更接近理想的自由落体运动,这就使得落舱与参考落体之间存在着加速度差,这种加速度差便反映了落舱的微重力水平,其所导致的相对运动则可通过激光干涉的方法测量出来.本文对落塔微重力水平的激光干涉测量方法中将会遇到的一些主要干扰因素进行了分析,计算结果表明,这些干扰因素所造成的总误差约为1.2×10^(-7)g,低于微重力水平的预测值10^(-4)～10^(-6)g,因此该方法是一种比较可行的测量方法.

关键词：微重力落塔激光干涉干扰

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