1 山东大学前沿交叉科学青岛研究院光-热辐射研究中心，山东 青岛 266237
2 山东大学能源与动力工程学院光-热辐射研究中心，山东 济南 250061
以六方碳化硅（4H-SiC）全介质谐振器为例，借助椭圆偏振实验与有限元电磁模拟系统地研究了温度与结构几何周期对其相干热发射的影响机制。研究结果表明：高温削弱了4H-SiC晶体的介电极化与超表面的相干热发射，而几何周期正向影响表面波传输模的激发与耦合强度，从而影响发射率的空间相干性；二者主要通过改变表面波有效传输长度来调节热发射的相干性。此外，全介质超表面谐振器的高Q值对温度与结构周期有很强的依赖性。所得结果可为相关极化超表面谐振器件在热发射调控领域的应用提供参考。
光谱学 表面声子极化 全介质超表面谐振器 相干热发射 温度 几何周期 光学学报
2023, 43(14): 1430001
红外与激光工程
2023, 52(3): 20220532
1 哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
3 湖北航天技术研究院总体设计所,湖北 武汉 430040
基于红外光谱椭偏仪测得钛合金TC4在298~773 K范围的光学常数,结合Monte Carlo射线跟踪法对钛合金随机粗糙表面的双向反射分布函数(BRDF)进行了研究.分析了不同表面粗糙度、入射光偏振态及温度对钛合金表面BRDF分布的影响.结果表明：偏振光入射下钛合金的BRDF分布随入射角度及表面粗糙度的变化趋势与非偏振光相同;入射平面内粗糙钛合金表面的BRDF随光源偏振态变化与光滑平板具有相同趋势;TE波入射时的BRDF反射峰值大于TM波入射;钛合金粗糙表面的BRDF镜反射峰值随温度升高有下降趋势;在所研究的温度范围内(298~773 K),峰值变化在10.2%以内,温度变化对TM波下钛合金BRDF分布特性的影响大于TE波,且在入射角度增大时影响增大.
粗糙表面 钛合金 偏振光 双向反射分布函数 rough surface titanium alloy polarized light BRDF
1 哈尔滨工业大学(威海)汽车工程学院, 山东 威海 264209
2 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
生物柴油光学常数在其成分的定量定性分析、与柴油的混合水平判断以及辐射吸热机理研究等方面具有重要应用。基于射线踪迹法推导得到光学玻璃-生物柴油-光学玻璃三层平板结构的双光程法透射率模型，实验测量了300~2500 nm 波段内生物柴油光学常数随温度的变化规律。实验结果表明，在20 ℃~60 ℃温度范围内，生物柴油折射率随温度的升高而线性减小，吸收指数受温度影响较弱；吸收光谱在1200、1390、1750、2150 和2300 nm 处出现明显的吸收峰，其形成原因主要为C—H 键的倍频以及各原子团伸缩振动的和频作用；生物柴油吸收峰与普通植物油吸收峰的峰值位置基本相同，但数值大小有所区别。
光谱学 光学常数 双光程法 生物柴油 反演模型 激光与光电子学进展
2015, 52(5): 051206
中国科学院上海硅酸盐研究所(嘉定园区)， 上海 201800
主要阐述了当前热释电红外探测器的发展状况，并重点介绍了我国尤其是我们在新型热释电材料以及 红外探测器方面的主要进展和成果。弛豫铁电单晶是一类具有优异压电性能的新型材料，同时我们发现该类晶体还具有 优异的热释电性能。我们所生长的PMNT单晶的热释电系数超过15.3×10-4 cm-2 · K-1，Mn-PMNT的介电损耗降至0.0005， 探测优值达到40.2×10-5 Pa-1/2，高居里温度点单晶PIMNT的居里温度达到180℃以上。与合作单位一起利用该类晶体 研制的红外探测器的性能远优于利用传统热释电材料(如LiTaO3 )制作的探测器，其比探测率达到1.07×109 cm · Hz1/2 · W-1，说明利用该新型弛豫 铁电单晶制作的红外探测器具有广阔的应用前景。
热释电红外探测器 弛豫铁电单晶 比探测率 pyroelectric infrared detector relaxation ferroelectric crystal PMNT PMNT detectivity
1 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 大庆石油学院土木建筑工程学院, 黑龙江 大庆 163318
根据光波在介质内的散射、折射特点, 分析了脉冲链在参与性介质内经界面反射和介质散射后的叠加机理。导出了脉冲链入射非散射性半透明平板时透射比和反射率的解析解。利用间断有限元法和时间平移叠加法计算了脉冲链在一维散射性介质平板内传输的透射比和反射率。结果表明由于介质内部入射光与介质的相互影响, 脉冲链受界面的反射和内部介质的散射, 分裂成一系列时滞不同的子光波。经过不同的光学行程后, 子光波叠加成离开平板的反射光波和透射光波。叠加效果随介质散射系数、脉冲宽度和脉冲时间间距发生变化。通过调节脉冲链的脉冲宽度和脉冲时间间距可得到不同波形的反射波和透射波。
光散射 瞬态辐射 脉冲链 间断有限元法 叠加机理
哈尔滨工业大学,能源学院航空航天热物理研究所,黑龙江,哈尔滨,150001
高温含粒子自由流红外辐射特性的研究在目标探测、燃烧诊断、火焰温度测量等领域有着重要应用.利用反向蒙特卡罗法模拟计算高温含粒子自由流的红外辐射特性,考察了自由流中粒子散射和边界条件对定向辐射热流的影响,并与正向蒙特卡罗法进行比较,比较结果表明反向蒙特卡罗法在计算效率上明显优越.
红外辐射特性 散射 定向辐射热流 反向蒙特卡罗法 infrared radiation characteristics scattering directional radiation flux backward Monte-Carlo method
