1 城市大气环境综合观测与污染防控重庆市重点实验室,重庆市环境监测中心, 重庆 401147
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
挥发性有机物(VOCs)是光化学污染物的主要前体物,是影响城市和区域大气质量的重要污染物。工业生产过程 中排放的VOCs种类、来源和污染特征复杂,测量中存在许多未知因素,且一直缺乏便捷和快速的监测手段。利 用基于太阳直射光的车载太阳掩星傅里叶红外光谱技术(Solar Occultation Flux-FTIR, SOF-FTIR)快速 扫描长寿晏家工业区并进行实时VOCs监测,获得其垂直柱浓度,大多浓度最大值位于10～60 ppm·m区间,且该 工业区易形成局地污染汇聚。
挥发性有机物 工业区 车载太阳掩星傅立叶红外光谱技术 volatile organic compounds industrial park solar occultation flux based on FTIR 大气与环境光学学报
2015, 10(2): 158
1 中北大学 物理系, 太原 030051
2 中北大学 电子测试技术国家重点实验室
3 太原 030051
4 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心, 太原 030051
利用传输矩阵法对含有缺陷层光子晶体缺陷模的透射率进行计算,主要讨论了材料的吸收效应对光子晶体温感特性的影响。以波长为800 nm处缺陷态的透射峰作为研究对象,通过MATLAB数学软件数值模拟仿真发现: 随着温度逐渐增加,缺陷模的透射率随之减小,说明光子晶体对温度变化有一定的灵敏度;介质材料的吸收效应会使透射峰随温度变化的速度减小,即光子晶体的缺陷模对温度变化的灵敏度减小;介质材料的消光系数越大,光子晶体的缺陷模对温度变化的灵敏度则越小。
光子晶体 缺陷模 吸收效应 温度传感器 photonic crystal defect mode absorption effect temperature sensor 强激光与粒子束
2014, 26(12): 121010
1 中北大学理学院物理系
2 中北大学电子与计算机科学技术学院， 太原 030051
采用一维介电体系中处理光传播的方法—传输矩阵法，详细推导了含有缺陷层的异质镜像光子晶体(ABCCBA)PD(ABCCBA)Q中透射率的计算公式，并用Matlab编程模拟了异质三周期镜像光子晶体中无缺陷层和引入缺陷层D时，光子带隙的数目和带宽及缺陷模的数目和透射率随缺陷层位置、厚度、介质周期数的变化情况。模拟结果表明：对于此结构的光子晶体，当缺陷层位于中央位置、周期数N=8、10，厚度变化且为某些特定值时，其光子带隙数目、缺陷模数目及透射率有最佳值。这一研究为设计可调谐滤波器、多通道滤波器提供了重要的理论基础。
光子晶体 缺陷模 异质镜像 缺陷层 传输矩阵法 photonic crystal defect mode heterostructure mirror defect layer transfer matrix method
1 中北大学理学院 物理系, 山西 太原030051
2 中北大学 微米纳米技术研究中心， 山西 太原030051
3 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室， 山西 太原030051
4 中北大学 电子测试国家重点实验室， 山西 太原030051
5 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心， 山西 太原030051
运用传输矩阵法研究了在一维光子晶体中插入缺陷层的透光特性。在无缺陷层的一维光子晶体中能产生467~510 nm、1 279~1 715 nm两处明显的光子带隙。重点研究了插入缺陷层后,在1 279~1 715 nm的光子带隙中缺陷层厚度和入射角度大小分别与透射光谱变化的关系。研究发现：缺陷模的位置对入射角变化很敏感；出现缺陷模的数量和插入缺陷层的数量相同；一维光子晶体厚度的增大不会改变缺陷模的数量和位置，只改变透射峰的宽度和透射率。
光子晶体 光子带隙 一维光子晶体缺陷模 滤波器 photonic crystal photonic band gap one-dimensional photonic defect mode filter
1 中北大学理学院 物理系, 山西 太原030051
2 中北大学 电子与计算机科学技术学院, 山西 太原030051
对异质镜像结构光子晶体(ABCCBA)N进行了研究。首先, 利用一维介电体系中处理光传播的方法——传输矩阵法, 详细推导了异质镜像光子晶体透射率的计算公式; 然后, 采用Matlab软件编程仿真并分析了光子带隙形成与镜像周期数目、光子带隙数目与光子晶体薄层厚度、光子带隙位置与入射角大小等的关系。结果表明: 光子带隙的形成及变化主要受光子晶体薄层厚度及入射角大小变化的影响。通过改变影响光子晶体光子带隙的参数, 可得到不同频段的光子带隙, 用来制作高质量反射镜、滤波器和发光二极管等。
异质镜像 光子晶体 传输矩阵法 光子带隙 mirror heterostructures photonic crystal transmission matrix photonic bandgap
利用传输矩阵法研究了由TiO2和SiO2两种材料构成的异质三周期一维光子晶体的传光特性，发现该结构能在波长为200~ 2 000 nm的范围内形成7处比较明显的光子带隙，并且波长越大，带隙的宽度越大。重点研究了这种结构的光子晶体的透射谱线与入射角度、介质层数及介质层厚度的关系，发现该结构形成的光子带隙的大小和位置对介质层的循环周期数不敏感，但对入射角度和介质层的厚度很敏感。
异质三周期 光子晶体 传输矩阵 光子带隙 滤波器 triply periodic heterostructures photonic crystal transmission matrix PBG filter
1 中北大学 1. 电子测试技术国家重点实验室
2 2. 理学院
3 中北大学 2. 理学院
4 3. 仪器科学与动态测试教育部重点实验室, 太原 030051
非对称多势垒可获得比双势垒更大的共振隧穿电流及更良好的峰谷比。通过分析单电子对任意势垒透射的理论模型, 建立了任意非对称三势垒模型, 研究了不同偏压和温度对透射系数的影响, 并得出结论, 为进一步设计非对称量子器件提供理论指导。
偏压 温度 非对称三势垒 透射系数 量子阱 bias temperature nonsymmetric threebarrier transmission coefficient quantum wells
中北大学理学院 物理系， 山西 太原 030051
利用传输矩阵法研究了异质双周期结构一维光子晶体的带隙结构和光学传输特性。此光子晶体能形成512~960 nm的含5个极窄透射峰的光子带隙。重点研究了一种材料为复折射率时的光学传输特性，以及当结构发生轴向应变时的“介观压光效应”。结果表明: 当复折射率虚部为负时，透射峰随虚部绝对值的增大先增大后减小，甚至出现衰减; 虚部为正时，发生吸收现象。当光子晶体发生轴向应变时，透射峰随应变量的增加呈现近似L形变化，应变量很小时透射率几乎线性减小，波长越大透射峰变化越缓慢。
异质双周期光子晶体 复折射率 介观压光效应 传输矩阵 滤波器 dual-periodical photonic crystal heterostructure an imaginary part of refractive index mesoscopic piezophotonic effect transfer-matrix filter
以单轴应力作用下超晶格量子阱应变能带理论为基础，采用电子反射与干涉方法，研究了单轴应力对超晶格能带的影响，推导了单轴应力与超晶格导带子能级的定量关系。以GaAs-AlGaAs-GaAs为例，具体计算了导带中子能级对应力的依赖关系，进而给出了单轴应力对n型AlGaAs-GaAs量子阱红外探测器（QWIP）吸收波长的影响。计算结果表明，随着单轴压应力的增大，量子阱红外探测器的吸收波长表现出较明显的变化。当单轴压力增大到1.3 GPa，量子阱红外探测器的吸收峰值移动了将近1.1 μm,并且基本与应力呈线性关系。量子阱红外探测器吸收波长连续可调范围5.57~4.46 μm。
探测器 量子阱红外探测器 电子反射与干涉模型 单轴应力 吸收波长 应变 光学学报
2011, 31(11): 1104001
1 中北大学理学院物理系，太原 山西 030051
2 中北大学微米纳米技术研究中心，太原 山西 030051
本文通过对共振隧穿电流密度随外加偏压及应力而变的依赖关系的理论研究，模拟了Zn1-xCdxSe/ZnS 共振隧穿电流密度随外加偏压及应力的变化曲线。给出了等效电阻系数随外加偏压及应力而变的依赖关系，得出了介观压 阻系数与外应力的变化符合线性关系的结论。这些结论为将机械信号转换为电学信号的介观效应器件的设计提供了理论指导。
介观压阻系数 应力 共振隧穿电流 偏压 meso-piezo-resistance coefficient strain resonant tunneling current bias voltage
