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基于双羊角钉型等离子宽带带阻滤波器研究

光电子·激光 2025年第1期36卷 1-8页

作者：王叶壮沈宏君陈俊坤宁夏大学物理学院

为了获得拥有滤波功能的带阻滤波器，并实现宽带滤波，本研究设计了一种金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal, MIM)混合等离子体波导，其结构由双羊角钉谐振腔与MIM直波导组成。本文采用时域有限差分法(finite difference time doma... 详细信息

为了获得拥有滤波功能的带阻滤波器，并实现宽带滤波，本研究设计了一种金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal, MIM)混合等离子体波导，其结构由双羊角钉谐振腔与MIM直波导组成。本文采用时域有限差分法(finite difference time domain, FDTD)计算了此结构的传输光谱特性和z方向磁场分布图，计算结果表明在两个法诺共振峰之间形成了有带阻滤波特性的U字型区域，其滤波的带阻宽度可达0.99μm,实现了宽带滤波功能。基于结构的可协调性，调节双羊角钉谐振腔之间的距离L、高度H以及半径R可以改变共振波长和带阻波段。此外，在添加新的羊角钉谐振腔并形成级联结构后，可以获得新的法诺共振峰，并提高了带阻滤波特性，本研究得到的结构特性可以为带阻滤波器与传感器等光学器件的设计提供思路。

关键词：等离子体波导双羊角钉型谐振腔法诺共振宽带滤波

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石墨烯/氮化硼平面异质结中的高次谐波产生

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 89-96页

作者：易子焓汪子劭张翔宇罗凯吴桐余超南京理工大学物理学院

固体高次谐波被认为是获取桌面式阿秒光源的一种全新手段,如何进一步增强固体高次谐波的效率一直是研究工作者们关注的焦点.为此,本文采用含时密度泛函理论模拟研究了超快强激光与zigzag型石墨烯/氮化硼二维异质结作用产生高次谐波的特... 详细信息

固体高次谐波被认为是获取桌面式阿秒光源的一种全新手段,如何进一步增强固体高次谐波的效率一直是研究工作者们关注的焦点.为此,本文采用含时密度泛函理论模拟研究了超快强激光与zigzag型石墨烯/氮化硼二维异质结作用产生高次谐波的特性,发现二维异质结中的界面能够增强电子空穴对密度,进而有效提升高次谐波辐射强度.本研究成果为人工调控材料电子结构或特性从而优化增强固体高次谐波提供了新的理论方案.

关键词：超快强激光二维材料平面异质结高次谐波辐射含时密度泛函理论

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固体超快电子动力学的研究进展

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 131-139页

作者：黄思晨严蕾张正龙陕西师范大学物理学与信息技术学院

物质的微观结构及内部电子的超快过程从根本上决定了其宏观物理性质及潜在应用.因此,深入研究电子的超快动力学对于揭示物质性质及状态变化起着至关重要的作用.本文专注于阿秒科学的关键领域——固体中的超快电子动力学,基于阿秒瞬态光... 详细信息

物质的微观结构及内部电子的超快过程从根本上决定了其宏观物理性质及潜在应用.因此,深入研究电子的超快动力学对于揭示物质性质及状态变化起着至关重要的作用.本文专注于阿秒科学的关键领域——固体中的超快电子动力学,基于阿秒瞬态光谱技术和含时密度泛函理论,概述了固体中电子激发、电子注入及电子屏蔽等超快动力学过程的研究进展,最后对固体超快电子动力学的未来发展趋势进行了展望.

关键词：超快电子动力学电子激发电子注入电子屏蔽

Cs阳离子掺杂对CH_(3)NH_(3)PbI_(3)钙钛矿电子性质的影响研究

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原子与分子物理学报 2025年第6期42卷 174-182页

作者：张平丽吉林师范大学物理学院四平136000

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池被报道具有极高的功率转换效率,是下一代太阳能电池材料有希望的候选者,但其化学性质极不稳定,在高温高湿条件下易分解.本研究采用无机Cs阳离子取代CH_(3)NH_(3)PbI_(3)结构中的CH_(3)NH_(3)有机阳离子,... 详细信息

有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池被报道具有极高的功率转换效率,是下一代太阳能电池材料有希望的候选者,但其化学性质极不稳定,在高温高湿条件下易分解.本研究采用无机Cs阳离子取代CH_(3)NH_(3)PbI_(3)结构中的CH_(3)NH_(3)有机阳离子,利用第一性原理密度泛函理论,计算了未掺杂CH_(3)NH_(3)PbI_(3)钙钛矿和Cs阳离子掺杂钙钛矿的电子性质.结果表明,适当比例的Cs阳离子掺杂能够增强Pb-I的相互作用力,且Cs阳离子掺杂并未改变钙钛矿直接半导体的属性.Cs阳离子与Pb-I框架之间强的共价相互作用,导致Cs阳离子掺杂钙钛矿具有更加稳定的晶体结构.这项工作阐明了Cs阳离子掺杂钙钛矿材料高稳定性的潜在机理,可以为将来设计高效稳定的钙钛矿光伏材料提供一定的理论依据.

关键词：钙钛矿 Cs阳离子掺杂能带结构态密度

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基于50BiN望远镜的疏散星团NGC 7789的变星搜寻研究

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西华师范大学学报（自然科学版） 2025年第1期46卷 79-85页

作者：叶倩王坤彭宇慧西华师范大学物理与天文学院四川南充637009

基于西华师范大学50BiN望远镜获得的长时序测光观测数据,在疏散星团NGC 7789及其周围的20′×20′视场中搜寻到19颗变星,其中10颗是本次观测发现的。基于变星在NGC 7789颜色星等图上的位置、星团成员星概率和Gaia视差,对这19颗变星的星... 详细信息

基于西华师范大学50BiN望远镜获得的长时序测光观测数据,在疏散星团NGC 7789及其周围的20′×20′视场中搜寻到19颗变星,其中10颗是本次观测发现的。基于变星在NGC 7789颜色星等图上的位置、星团成员星概率和Gaia视差,对这19颗变星的星团成员星性质进行初步分析。结果表明,17颗变星可能是星团成员,2颗可能是场星。根据变星光变曲线的形状,周期的长度以及在颜色星等图上的位置,对这19颗变星的分类进行了初步讨论。结果表明,13颗是短周期变星(3颗δ Scuti, 7颗食双星、3颗未知类型变星),6颗是长周期变星。研究扩大了星团变星的样本数量,为开展单个变星的星震学研究和星团变星的统计研究奠定了基础。

关键词： 50BiN 疏散星团变星 NGC 7789 δScuti

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固体阿秒探测技术

中国科学:物理学力学天文学 2025年第1期 71-88页

作者：刘雅欣崔虎彬彭赛男李亮兰鹏飞陶镇生复旦大学物理学系表面物理国家重点实验室华中科技大学武汉光电国家研究中心物理学院

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电... 详细信息

随着超快飞秒激光技术的不断进步,泵浦-探测技术已成为研究凝聚态材料中电子态动态变化的重要手段.然而,当探索尺度缩小至原子级别,对探测技术的时间分辨率提出了更高要求. 2023年诺贝尔物理学奖的颁发,表彰了在产生阿秒光脉冲以研究电子动力学方面的杰出贡献,标志着阿秒科学的重大突破.固体阿秒探测技术的出现,为实时观测和记录固体中电子的超快运动提供了前所未有的精度,揭示了这些过程背后的物理机制.本文重点介绍了阿秒光电子能谱、固体高次谐波和阿秒瞬态吸收谱这三种主要实验技术,阐述了它们的基本原理、相关应用,并展望了未来的发展趋势和方向.这些研究不仅对于全面揭示光与物质相互作用的深层次信息至关重要,也为开发新一代达到光频的超快光电子器件奠定了坚实基础.

关键词：阿秒脉冲固体高次谐波超快过程

Fe7（CoNiMn）80B13共晶高熵合金的深过冷非平衡凝固行为及微观组织演变

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金属学报 2025年第1期 143-153页

作者：王叶青付珂赵永柱苏礼季陈正中国矿业大学材料与物理学院

Fe7（CoNiMn）80B13共晶高熵合金在非平衡凝固过程中存在复杂的相变及微观组织演变行为。为了揭示其非平衡凝固特征及组织演变机理，本工作采用熔融玻璃包覆法对Fe7（CoNiMn）80B13共晶高熵合金进行了深过冷凝固，研究了该共晶高熵合金... 详细信息

Fe7（CoNiMn）80B13共晶高熵合金在非平衡凝固过程中存在复杂的相变及微观组织演变行为。为了揭示其非平衡凝固特征及组织演变机理，本工作采用熔融玻璃包覆法对Fe7（CoNiMn）80B13共晶高熵合金进行了深过冷凝固，研究了该共晶高熵合金的深过冷凝固行为及微观组织演变特征。结果表明，Fe7（CoNiMn）80B13共晶高熵合金在深过冷凝固过程中的凝固路径及凝固组织可以分为5类。在小过冷度下（ΔT<57 K），冷却曲线只有一次再辉现象，对应的凝固组织为初生富B相+α-（Fe,Co,Ni,Mn）包晶相+共晶组织。在中等过冷度下（ΔT=57～111 K），冷却曲线上出现2次再辉现象，对应的凝固组织可以分为2种：第一种为初生M23B6枝晶+次生α-（Fe,Co,Ni,Mn）晕圈+规则共晶；第二种为初生α-（Fe,Co,Ni,Mn）枝晶+规则共晶。在大过冷度下（ΔT=139～198 K），冷却曲线再次表现出单再辉现象，对应的凝固组织也可以分为2种：第一种为富B相+M23B6+α-（Fe,Co,Ni,Mn）,3相各自存在；第二种为M23B6+α-（Fe,Co,Ni,Mn）的反常共晶。随着过冷度的增加，初生相的种类发生了2次转变：富B相→M23B6相→α-（Fe,Co,Ni,Mn）相。另外，小过冷度下获得的规则共晶中共晶2相的取向关系与大过冷度下获得的反常共晶中共晶2相的取向关系一致。

关键词：共晶高熵合金深过冷凝固非平衡凝固行为微观组织凝固路径

混合量子-经典算法的配电网灾后拓扑重构方法

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西安交通大学学报 2025年第1期59卷 1-16页

作者：付炜谢海鹏王鹤峰陈晨别朝红西安交通大学电气工程学院西安710049 西安交通大学物理学院西安710049

为及时有效地制定配电网拓扑重构策略以提升负荷快速恢复能力,基于量子计算的优越性,提出混合量子-经典(HQC)算法的弹性配电网灾后拓扑重构方法。首先,构建基于HQC算法的灾后配电网拓扑重构模型,以实现实际场景、优化问题、嵌入算法相... 详细信息

为及时有效地制定配电网拓扑重构策略以提升负荷快速恢复能力,基于量子计算的优越性,提出混合量子-经典(HQC)算法的弹性配电网灾后拓扑重构方法。首先,构建基于HQC算法的灾后配电网拓扑重构模型,以实现实际场景、优化问题、嵌入算法相应模块在量子计算和经典计算环境下的协作交互过程。然后,将配电网拓扑重构问题构造为无约束离散优化子问题和有约束连续优化子问题,提出量子退火嵌入式交替方向乘子(QA-ADMM)算法,将离散子问题等效映射成量子可解释的伊辛模型后,部署在D-Wave量子退火计算机中,并与经典计算机中连续子问题迭代求解,采用自适应惩罚因子调节机制加速算法收敛。最后,通过IEEE 14、33、69、123以及改进的205节点的不同规模配电系统,分析验证了QA-ADMM算法的有效性、稳定性与可扩展性。结果表明,惩罚因子、目标函数惩罚项系数、量子退火中采样读取次数会影响所提算法的精度和收敛速度;优化问题规模扩大后,所提混合量子-经典算法计算优势更加明显,205节点配电系统算例下,计算效率较经典计算可提升约34%。

关键词：弹性配电网拓扑重构混合量子-经典算法量子计算量子退火

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无速度测量的微小型UUV鲁棒积分有限时间渐近跟踪控制

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控制与决策 2025年第1期 196-204页

作者：梁洪涛李慧平喻俊志陕西师范大学物理学与信息技术学院西北工业大学航海学院北京大学工学院

针对具有模型不确定和海洋环境扰动的微小型无人水下航行器无速度测量轨迹跟踪控制问题,提出自适应鲁棒积分有限时间预设性能渐近控制方法.构造预置期望收敛时间的预设性能函数与误差转换函数,将跟踪误差由受限状态转化为非受限状态,其... 详细信息

针对具有模型不确定和海洋环境扰动的微小型无人水下航行器无速度测量轨迹跟踪控制问题,提出自适应鲁棒积分有限时间预设性能渐近控制方法.构造预置期望收敛时间的预设性能函数与误差转换函数,将跟踪误差由受限状态转化为非受限状态,其中期望的收敛时间可预先设置且不依赖误差初始状态.在此基础上结合状态扩张观测器和误差符号鲁棒积分控制,提出复合扰动快速补偿与连续抑制相耦合的状态输出反馈控制器,其中线性状态观测器用于快速补偿未知速度和复合扰动,而连续误差符号鲁棒积分控制则进一步抑制估计误差和避免抖振.该设计不仅能保证跟踪控制的瞬态和稳态性能,还可避免鲁棒积分控制需要精确已知扰动微分上界的保守假设以及对高控制增益的依赖.稳定性分析证明了闭环控制信号在有限时间内渐近收敛.仿真结果验证了所提出控制方法的有效性.

关键词：无人水下航行器跟踪控制有限时间预设性能误差符号鲁棒积分扩展状态观测器