1 中国科学院上海微系统与信息研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心, 北京 100049
3 江苏大学物理与电子工程学院, 江苏镇江 212013
提出一种基于电场驱动的 GaAs基微带超晶格高阶谐波产生的太赫兹倍频器, 利用平衡方程方法分析了倍频器在磁场下峰值功率输出和在参数空间(Edc,Eac)的分布情况。研究表明, 在 (Edc,Eac)的参数平面内, 磁场对二次和三次谐波功率的峰值影响不大, 但磁场会拓宽谐波输出功率的峰值区域, 提高在 (Edc,Eac)参数空间内输出峰值功率的概率。当 Eac确定时, 谐波发射功率峰值的位置会受到直流电场产生的布洛赫振荡频率 fB、交流电场产生的调制布洛赫振荡频率 fMB和磁场引起的回旋振荡频率 fc的影响而发生变化。研究表明, 基于半导体超晶格的太赫兹倍频器是很有应用潜力的太赫兹波发生器件。
超晶格 太赫兹 谐波 倍频器 semiconductor superlattice terahertz harmonics frequency multiplier 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 517
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Radar Imaging and Microwave Photonics, Ministry of Education, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
2 United Microelectronics Center, Chongqing, 40030, China
3 School of Instrument Science and Opto-Electronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei, Anhui 230009, China
There has been a rapidly growing demand for low-cost, integrated single-shot spectrometers to be embedded in portable intelligent devices. Even though significant progress has been made in this area, two major problems are still remaining, namely the high temperature sensitivity and poor bandwidth-resolution ratio (BRR) that can’t meet the requirement of most applications. In this work, we present an integrated single-shot spectrometer relying on a silicon photonic circuit that has a footprint less than 3mm2, but could achieve broad operation bandwidth about 100 nm and high resolution up to 0.1 nm (with a BRR ~ 1000). Moreover, for the first time, we demonstrate an integrated spectrometer that could operate within a wide temperature range (between 10 and 70 degrees Celsius) without additional power consumption for temperature management.
1 南华大学 核科学技术学院衡阳 421001
2 南华大学 湖南省数字化反应堆工程技术研究中心衡阳 421001
燃料组件的几何结构和栅格参数显著影响铅铋反应堆的物理/热工特性，采用不同几何结构燃料组件的堆芯在相同换料周期、热工限值约束下的临界尺寸、燃料装载量存在差异。本文开展小型轻量化铅铋反应堆的燃料组件几何结构研究，通过建立铅铋反应堆堆芯模型，选取棒束型、环形、蜂窝煤型燃料组件方案，比较分析了3种方案在堆芯尺寸、燃料装载量、冷却剂流通面积、包壳和气隙体积相同和在换料周期为10 a、稳态热工安全裕量基本一致条件下堆芯的燃耗特性、反应性系数、稳态热工特性参数。结果表明：相比于棒束型与环形燃料组件，蜂窝煤型燃料组件良好的稳态热工特性与较硬的中子能谱，采用蜂窝煤型燃料组件的堆芯可以实现更小的堆芯尺寸及燃料装载量，具备显著的膨胀负反馈，同时能够有效展平功率分布和降低堆芯压降，是有利于铅铋反应堆小型化及轻量化的燃料组件方案。
铅铋反应堆 燃料组件 小型化 轻量化 Lead-bismuth reactor Fuel assembly Miniaturization Lightweight 
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Microelectronics of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100029, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Institute of Quantum Optics, Leibniz University, Hannover 30167, Germany
4 e-mail: a.b.evlyukhin@daad-alumni.de
5 e-mail: huangchengjun@ime.ac.cn
Directionally scattered surface plasmon polaritons (SPPs) promote the efficiency of plasmonic devices by limiting the energy within a given spatial domain, which is one of the key issues to plasmonic devices. Benefitting from the magnetic response induced in high-index dielectric nanoparticles, unidirectionally scattered SPPs have been achieved via interference between electric and magnetic resonances excited in the particles. Yet, as the magnetic response in low-index dielectric nanoparticles is too weak, the directionally scattered SPPs are hard to detect. In this work, we demonstrate forward scattered SPPs in single low-index polystyrene (PS) nanospheres. We numerically illustrate the excitation mechanism of plasmonic induced electric and magnetic multipole modes, as well as their contributions to forward SPP scattering of single PS nanospheres. We also simulate the SPP scattering field distribution obtaining a forward-to-backward scattering intensity ratio of 50.26:1 with 1 μm PS particle. Then the forward scattered SPPs are experimentally visualized by Fourier transforming the real-space plasmonic imaging to -space imaging. The forward scattered SPPs from low-index dielectric nanoparticles pave the way for SPP direction manipulation by all types of nanomaterials.
Photonics Research
2023, 11(5): 765
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
太赫兹(THz) 成像是 THz 技术应用的重要方向之一。基于 THz 量子级联激光器(QCL) 和 THz 量子阱探测器(QWP) 等半导体光子学器件的 THz 成像系统具有结构紧凑、空间分辨率高、成像信噪比较高等优点, 已成为当前研究的热点领域。对国内外关于 THz QCL 和 THz QWP 器件在远场和近场成像应用方面的研究进行了系统综述, 分析了 THz 成像系统的构成和成像效果, 总结了各 THz 成像系统的性能参数情况, 并探讨了 THz 成像系统性能提升的途径及其应用前景。
激光技术 成像 太赫兹 量子级联激光器 量子阱探测器 laser techniques imaging terahertz quantum cascade laser quantum well photodetector
为探究高压气体爆破与炸药爆破振动特征差异, 根据压缩气体与水蒸气容器爆破能量法建立了不同气体压力与炸药的当量关系, 设计开展了模拟岩体高压气体爆破与炸药爆破振动试验。基于试验结果对2种爆破振动持续时间和振动速度进行了分析, 并利用小波包变换技术对2种振动信号能量在频域上的分布规律进行了对比分析。试验结果表明：高压气体爆破振动持续时间远大于炸药爆破振动持续时间, 2种爆破振动持续时间均随着距离的增大而减小; 且高压气体爆破振动持续时间随着爆压的增大而减小, 但炸药爆破振动持续时间随当量大增大而增大。高压气体爆破振动速度远小于炸药爆破, 但随着距离的增大, 2种爆破振动的峰值趋于接近, 且高压气体爆破振动速度较炸药爆破振动速度衰减缓慢。随着距离的增大, 高压气体爆破与炸药爆破振动信号主频带向低频转移并且主频带所占能量比例逐渐降低; 与炸药爆破相比, 高压气体爆破振动信号属于更加低窄频的信号、能量在频域上更集中、主频带能量占比较高。
高压气体爆破 振动 持续时间 小波包 能量分布 high-pressure gas cracking vibration time of duration wavelet packet energy distribution
1 中铁隧道勘察设计研究院有限公司, 广州 511458
2 中冶集团 武汉勘察研究院有限公司, 武汉 430080
3 河南理工大学 土木工程学院, 焦作 454000
为探究多次爆破作用下, 损伤累积效应对大跨度硐室围岩松动圈的影响规律, 结合某大跨度硐室爆破工程, 采用声波法和钻孔窥视法对其爆破开挖过程中硐室围岩松动圈进行监测, 利用现场试验结果分析大跨度硐室围岩损伤累积及松动圈变化规律。结果表明：随着爆破次数的增加, 超声波波速不断减小; 围岩损伤值增大, 但增长速率不断降低, 最后逐渐趋于稳定。多次爆破作用后, 硐室围岩松动圈半径由原来的2.8 m逐步扩大为3.2 m, 且硐室顶部的松动圈对比边墙处较大。因此, 在大跨度硐室施工中应重点考虑硐室顶部的围岩稳定性, 且在围岩支护和安全防护时应充分考虑多次爆破造成的围岩损伤累积效应对围岩松动圈半径变化的影响。
大跨度硐室 循环爆破 损伤累积 超声波波速 松动圈范围 large span chamber circulation of blasting damage accumulation ultrasonic velocity broken rock zone range
1 中国科学院理化技术研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心, 北京 100049
顺磁盐在超低温制冷方面具有绝对优势, 且在极低温度下使用时往往是其水合盐类晶体, 对水合盐类磁制冷材料的探索意义重大。本工作采用缓慢降温法生长出尺寸为 32 mm×32 mm×20 mm的 CrK(SO4)2·12H2O (CPA)单晶, 分析了生长条件与晶体形貌之间的相互关系, 研究了 CPA的热稳定性和磁热性能。结果表明, CPA在温度为 2K、外加磁场强度为 7T条件下, 表现出大的磁热效应, 磁熵变值达到 29.75 J·kg-1·K-1。在密集排布铜线的密封容器中生长 CPA晶体, 并将其用于 2级单冲程绝热去磁制冷系统中, 空载条件下制冷温度达到 90 mK。
晶体生长 晶体形貌 顺磁盐材料 磁热效应 crystal growth crystal morphology paramagnetic materials magnetocaloric effect
