1 西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳 621000
2 西南科技大学四川天府新区创新研究院，四川 成都 610299
提出一种顶层图案为圆环加双开口谐振环结构的吸收器，并通过神经网络实现太赫兹超材料吸收器结构参数的逆向设计。该神经网络由输入层、输出层和5层隐藏层构成，输入为所需吸收率和品质因子，根据电磁共振理论将3个结构参数设定为输出。仿真结果表明，该吸收器在1.192 THz频率处的吸收率可达99.99%，在1.22 THz频率处品质因子可达31.7，其吸收性能与目标性能的误差最小为0.9%。所提方法显著简化了吸收器的设计过程，为太赫兹超材料的快速发展提供可能。
材料 太赫兹超材料 吸收器 逆向设计 神经网络 光学学报
2023, 43(13): 1316001
1 西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621900
3 西安近代化学研究所，陕西 西安 710065
2,4,6,8,10,12-六硝基-2,4,6,8,10,12-六氮杂异伍兹烷（HNIW, CL-20）是一种具有笼形结构的高能化合物，在**及民用领域具有广阔的应用前景。为了深入理解CL-20晶体相变物理机制，采用太赫兹时域光谱技术（THz-TDS）对23.0~179.8 ℃升温范围内的吸收光谱进行了研究。热作用下太赫兹光谱的显著变化表明136.8 ℃时CL-20开始发生不可逆相变，结合固态密度泛函理论（DFT）计算鉴别该转变为ε→γ相变。并且，对CL-20低频振动特性的分析表明，分子笼型骨架的振动模态在相变中发生了显著改变，分子间广泛的范德华相互作用是其重要来源。此外，骨架外硝基基团的旋转振动演变与分子的氢键作用密切相关。该研究为进一步理解CL-20在高温加载下发生相变乃至爆轰/爆燃过程中的复杂物理机制提供了参考，对新型CL-20基优质炸药的设计和合成具有重要意义。
太赫兹时域光谱技术 CL-20 密度泛函理论 相变 热加载 terahertz time-domain spectroscopy CL-20 density functional theory phase transition thermo stimulus 红外与激光工程
2022, 51(12): 20220137
1 桂林航天工业学院机械工程学院, 广西 桂林 541004
2 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
对偶极子天线加载方形开口谐振环所构成的太赫兹微结构光电导天线性能展开分析研究。在偶极子天线的基础模型上,基于耦合波理论描述微结构共振模式在入射光和微结构相互作用下振幅的动力学过程;通过调整结构参数模拟分析太赫兹波与结构间的局域耦合特性关系,仿真对比偶极子和微结构光电导天线参数与太赫兹辐射时域脉冲波形和频谱特性关系,以及偶极子天线与微结构天线辐射方向的仿真结果。研究结果表明,随着天线结构参数,如极间间隙的增大,结构间的耦合系数逐步增大,耦合强度逐渐增加,产生的局域电磁共振模式使共振频率处的电磁能量得到极大增强。调整长度、宽度和极间间隙获得最佳结构参数,使最大辐射强度提高了340%,共振峰值逐步发生频移,频率移动范围为0.2~0.8 THz。
物理光学 太赫兹 光电导天线 时域耦合波模型 辐射性能 方形开口谐振环 中国激光
2021, 48(16): 1614001
1 西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621900
2，6－二氨基－3, 5－二硝基吡嗪(ANPZ)是一种重要的吡嗪类高能钝感炸药。为了深入理解ANPZ的晶体结构特性，本文采用太赫兹时域光谱技术(THz－TDS)研究了ANPZ在24～150 ℃温度范围内的太赫兹光谱随温度的演变特性，并结合固态密度泛函理论(DFT)对ANPZ在太赫兹频段的振动特性进行了计算和解析。结果表明：ANPZ在0.3～2.1 THz范围内具有明显的吸收，其振动模式起源于硝基与相邻原子的分子间作用力，这对于ANPZ的结构理解及新型衍生物的设计具有积极意义；在1.14 THz和1.92 THz两处的吸收随着温度升高表现出不同程度的演化特征，这说明ANPZ的两个硝基与周围原子存在的分子间作用力对热刺激具有不同的响应特性，这有助于理解ANPZ高温加载乃至最终燃烧/爆炸的物理机制。
光谱学 太赫兹时域光谱技术 固态密度泛函理论 吸收光谱 高温特性 光学学报
2021, 41(14): 1430002
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学国防科技学院, 四川 绵阳 621010
3 中国工程物理研究院化学材料研究所, 四川 绵阳 621010
分别利用高效液相色谱法和太赫兹时域光谱技术对甲硝唑分析纯和口服甲硝唑溶液进行检测。以密度泛函理论的多种交换-关联函数模型为基础,计算甲硝唑在太赫兹波段的分子振动频率,并对甲硝唑的特征吸收峰进行了指认。实验结果显示:太赫兹光谱检测结果与高效液相色谱的实验结果具有良好的一致性,太赫兹时域光谱技术可以对药物残留进行快速检测。太赫兹时域光谱实验得到的甲硝唑特征吸收峰的位置与计算所得的理论值极为接近,这表明在系统可测范围内存在甲硝唑分子的振动频率,并且特征吸收频率的形成机制与分子基团的振动模式密切相关。这一研究对抗生素药品残留的快速检测以及化合物有效成分的鉴别具有重要的参考价值。
光谱学 太赫兹时域光谱 甲硝唑 高效液相色谱法 吸收光谱 密度泛函理论 激光与光电子学进展
2020, 57(17): 173001
