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熔石英亚表面三维Hertz锥形划痕附近光强分布的数值模拟

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物理学报 2010年第4期59卷 2519-2524页

作者：花金荣祖小涛李莉向霞陈猛蒋晓东袁晓东郑万国电子科技大学物理电子学院成都610054 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

熔石英亚表面划痕对入射激光的调制是导致光学材料损伤的主要因素.本文建立了熔石英后表面上三维Hertz锥形划痕模型,采用三维时域有限差分方法对划痕周围的电场强度进行了计算模拟,并分别讨论了划痕的深度、半径以及倾斜角度对入射光场... 详细信息

熔石英亚表面划痕对入射激光的调制是导致光学材料损伤的主要因素.本文建立了熔石英后表面上三维Hertz锥形划痕模型,采用三维时域有限差分方法对划痕周围的电场强度进行了计算模拟,并分别讨论了划痕的深度、半径以及倾斜角度对入射光场调制作用的影响.结果表明:Hertz锥形划痕中心区域的电场增强效果最明显,最容易被辐照损伤;划痕的深度从λ变化到9.5λ的过程中,熔石英内的最大电场强度逐渐增大;半径小于1.5λ的Hertz锥形划痕较容易引起熔石英的损伤,当半径大于1.75λ时,熔石英内的最大电场强度都维持在2.5V/m,不再受半径大小影响;当入射激光在划痕的内侧界面和熔石英后表面之间发生内全反射时,光场增强效果愈加明显.

关键词：三维时域有限差分 Hertz锥形划痕电场分布数值模拟

熔石英亚表面杂质颗粒附近光场调制的三维模拟

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物理学报 2011年第4期60卷 237-241页

作者：花金荣李莉向霞祖小涛电子科技大学物理电子学院成都610054 中国科学院国际材料物理中心沈阳110015

熔石英亚表面缺陷是光学材料低损伤阈值的主要因素之一.本文建立了熔石英亚表面三维球形杂质颗粒模型,采用三维时域有限差分方法对杂质附近的光场进行了数值模拟,分析了杂质的介电常数与尺寸对光强增强因子的影响,结果显示:介电常数小... 详细信息

熔石英亚表面缺陷是光学材料低损伤阈值的主要因素之一.本文建立了熔石英亚表面三维球形杂质颗粒模型,采用三维时域有限差分方法对杂质附近的光场进行了数值模拟,分析了杂质的介电常数与尺寸对光强增强因子的影响,结果显示:介电常数小于熔石英的杂质,其光强增强因子不随尺寸、介电常数的改变而改变,均保持为4左右;当介电常数为6.0时,半径为1.5λ,2λ及2.5λ的杂质,相应的光强增强因子分别为50.1588,73.3904及102.9953,即增强因子随杂质尺寸的增大而增大;恰为球体的杂质比椭球体的杂质对入射光强的增强更大.因此,介电常数大于熔石英,且尺寸较大的球形杂质,其场增强非常明显.

关键词：杂质颗粒三维时域有限差分数值计算光强增强因子

考虑发射电流波形的地–空瞬变电磁三分量响应研究

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煤田地质与勘探 2021年第5期49卷 238-246,252页

作者：侯彦威郭建磊司银女姜涛宁辉中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

地–空瞬变电磁法在煤炭采空区勘探等领域受到了越来越多的关注,有必要研究发射电流波形参数对地–空瞬变电磁三分量响应特征影响,为地–空瞬变电磁数据处理与解释提供理论依据。以梯形波为例,首先,研究不同发射电流波形的频谱分布情况... 详细信息

地–空瞬变电磁法在煤炭采空区勘探等领域受到了越来越多的关注,有必要研究发射电流波形参数对地–空瞬变电磁三分量响应特征影响,为地–空瞬变电磁数据处理与解释提供理论依据。以梯形波为例,首先,研究不同发射电流波形的频谱分布情况;然后,基于三维时域有限差分正演研究发射波形的上升沿时间、脉宽和关断时间对地–空瞬变电磁三分量磁场响应的影响。结果表明:上升沿时间对三分量二次场响应基本不产生影响;关断时间对三分量二次场响应的影响主要集中在0.2 ms之前,且关断时间越长对纯异常响应影响越大;脉宽对三分量二次场响应的影响主要集中在0.1 ms之后,且脉宽越短对纯异常响应影响越大。三维采空区模型结果表明:关断时间、脉宽对三分量异常场和背景场响应的影响特征基本一致;通过三分量纯异常场响应多测道图和时间道图可以判断异常体的分布范围和深度。研究成果可为地–空瞬变电磁激励源波形的参数选取提供有价值的理论借鉴。

关键词：地–空瞬变电磁发射电流波形三维时域有限差分三分量

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超声导波评价长骨骨折的仿体实验研究

应用声学 2015年第2期34卷 95-101页

作者：胡时晓许凯亮他得安复旦大学电子工程系上海200433

定量超声评价长骨骨折已成为近年来的研究热点之一,超声导波模式转换理论可被应用于长骨骨折状况的评价。采用三维时域有限差分法分析骨折长骨中导波模式转换的基本规律,提取模式转换定量评价参数;进而结合亚克力管仿体实验,分析不同裂... 详细信息

定量超声评价长骨骨折已成为近年来的研究热点之一,超声导波模式转换理论可被应用于长骨骨折状况的评价。采用三维时域有限差分法分析骨折长骨中导波模式转换的基本规律,提取模式转换定量评价参数;进而结合亚克力管仿体实验,分析不同裂纹程度下导波模式的转换情况。仿真与仿体实验表明,导波模式能量参数与裂纹程度具有很好的相关性,可用于评价长骨骨折状况。

关键词：长骨骨折超声导波模式转换三维时域有限差分

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地空瞬变电磁在积水采空区探测中的应用

煤炭工程 2021年第10期53卷 61-66页

作者：侯彦威高小伟李雄伟郭建磊姜涛中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

神府东胜煤田地形条件较为复杂,小煤窑分布较多,留下的采空区积水对相邻现有煤矿造成较大的安全隐患,采用地空瞬变电磁对积水采空区进行勘探,不仅可以解决地形对施工的影响,而且可以提高工作效率。根据神府东胜侏罗系煤田纵向上整体具有... 详细信息

神府东胜煤田地形条件较为复杂,小煤窑分布较多,留下的采空区积水对相邻现有煤矿造成较大的安全隐患,采用地空瞬变电磁对积水采空区进行勘探,不仅可以解决地形对施工的影响,而且可以提高工作效率。根据神府东胜侏罗系煤田纵向上整体具有"低阻—高阻—低阻"的地电特征,建立了K型地质模型,通过三维时域有限差分方法正演,研究了K型地质模型及其存在低阻体情况下的地空瞬变电磁法曲线形态特征,采用具有自适应功能的约束反演方法,获得了低阻体响应特征。将此应用于侏罗系煤田积水采空区的探测中,成功探测到低阻异常区2处,经钻探验证为积水采空区。

关键词：地空瞬变电磁三维时域有限差分约束反演积水采空区

Au、Ag表面增强拉曼光谱基底设计及性能研究

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Au、Ag表面增强拉曼光谱基底设计及性能研究

作者：张乐燕山大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是一种与粗糙表面相关的表面增强效应,对拉曼信号有较好的增强效果。具有极高的检测灵敏性,对微/痕量物质可进行快速检测,已成为表面科学的重要工具之一。目前,它的应用范围... 详细信息

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是一种与粗糙表面相关的表面增强效应,对拉曼信号有较好的增强效果。具有极高的检测灵敏性,对微/痕量物质可进行快速检测,已成为表面科学的重要工具之一。目前,它的应用范围十分广泛,涉及食品安全、环境保护、医学检测和纳米科学等多个领域。在检测过程中,决定检测效果强弱的一个重要因素就是基底性能,所以研究SERS基底信号增强规律、开发新型高性能SERS基底便成为热门问题。近几年,为实现SERS基底制备工艺简单、成本低、增强效果好等优点,在人工和天然制备表面增强拉曼散射(SERS)活性基底及其性能研究方面国内外已有报道。本文针对这一热点问题开展了对米状银纳米颗粒结构的电磁场增强效果的理论模拟和新型金/蜻蜓翅膀生物基底的性能测试。主要内容如下:首先,论文对三维时域有限差分法(3D-FDTD)的原理做了简介,同时对局域电磁场中增强因子常见的几种计算方法也做了介绍。选择使用3D-FDTD法对不同结构的米状银纳米颗粒的电场分布进行了数值分析,分析出米状银纳米颗粒尺寸、颗粒数量、颗粒之间的间距对局域电场的增强规律。其次,论文设计了金纳米颗粒的制备过程,通过调整反应物的加入量,制备出不同半径的金纳米颗粒,并以此为基础完成金/蜻蜓翅膀基底的制备。使用罗丹明6G(R6G)作为探针分子,对制备出的新型基底进行拉曼信号性能测试。最后,论文利用3D-FDTD法模拟金/蜻蜓翅膀的增强能力。设置与实验制备出的金/蜻蜓翅膀结构基本相似的模型,计算得出每组模型的最大局域电场,从理论与实验两方面系统地分析了此基底的性能。

关键词：表面增强拉曼散射三维时域有限差分米状银纳米颗粒金/蜻蜓翅膀

银/蜻蜓翅膀SERS活性基底制备及性能研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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银/蜻蜓翅膀SERS活性基底制备及性能研究

作者：付崇丽燕山大学

学位级别：硕士

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是一种与粗糙表面相关的表面增强效应,对拉曼信号有较好的增强效果,具有极高的检测灵敏度,对微/痕量物质可进行快速检测,成为表面科学的重要工具之一,已逐渐应用于食品安全、... 详细信息

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是一种与粗糙表面相关的表面增强效应,对拉曼信号有较好的增强效果,具有极高的检测灵敏度,对微/痕量物质可进行快速检测,成为表面科学的重要工具之一,已逐渐应用于食品安全、环境保护、医学检测等多个领域。SERS活性基底的性能是决定检测灵敏度的一个重要因素。针对这一热点问题,本研究展开了对球状银纳米颗粒结构,以及其附着在蜻蜓翅膀上的电磁场增强效果的理论模拟和新型银/蜻蜓翅膀生物基底的实验制备及性能测试。以期实现SERS活性基底制备工艺简单、成本低、增强效果好等优点。主要内容如下:首先,论文简介了局域电磁场中增强因子常见的几种计算方法,对本研究理论模拟用到的三维时域有限差分法(3D-FDTD)做了重点介绍。然后,论文给出所设计的银纳米颗粒的整个制备过程,利用柠檬酸钠还原硝酸银的方法得到银纳米粒子,改变硝酸银的浓度或者调节柠檬酸钠与硝酸银的比例,可以获得不同尺寸的银纳米粒子,再通过扫描电镜对其进行测试分析;并以此为基础完成银/蜻蜓翅膀基底的制备,使用罗丹明6G(R6G)作为探针分子,并对制备出的新型SERS活性基底进行拉曼信号性能测试。最后,利用3D-FDTD的方法对实验制备出的不同直径的银纳米颗粒的电场分布进行模拟分析,找出球状银纳米颗粒尺寸以及颗粒之间的间距对局域电场的增强规律。进一步建立与已经制备的银/蜻蜓翅膀结构基本相似的模型,理论模拟并计算所建立每组模型的最大局域场分布,从理论与实验两方面系统地分析银/蜻蜓翅膀SERS活性基底的性能。

关键词：表面增强拉曼散射三维时域有限差分球状银纳米颗粒银/蜻蜓翅膀 SERS活性基底制备