Author Affiliations
Abstract
School of Information and Control Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
Toroidal multipole is a special current distribution that has many different characteristics from electric multipole and magnetic multipole distributions. Because of its special properties, the toroidal dipole is a research hotspot in the field of metamaterials and nanophotonics. However, the low scattering of the toroidal dipole moment makes its excitation a challenging task. At present, there are relatively few studies on its specific engineering applications. In this paper, by slotting in the rectangular cavity, the excitation of an equivalent toroidal dipole is successfully achieved over a wide frequency range of 53–58 GHz. Results indicate that under the action of the toroidal dipole, the TE10 mode electromagnetic waves transmitted in the rectangular waveguide are converted into vector beams and are radiated outwards. Further adjusting the spatial distribution of the magnetic dipoles in the toroidal dipoles yields results that indicate that the resonance mode in the slot is still dominated by the magnetic toroidal dipole moment, and the electromagnetic waves radiating outward are vortex beams carrying vector polarization. The scattered energy of each dipole moment inside the antenna is calculated. This calculation verifies that the mass of the vector beam and vector vortex beam is closely related to the toroidal dipole supported by this antenna. The proposed structure can be applied to explorations in vortex filtering, in photon entanglement, and in the photonic spin Hall effect.
toroidal dipole vector beams vector vortex beams 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 011601
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2 Faculty of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China
3 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
4 Macao Institute of Materials Science and Engineering (MIMSE), Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
Journal of Semiconductors
2023, 44(11): 110201
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Reliability and Intelligence of Electrical Equipment, School of Materials Science and Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2 Center for Excellence in Nanoscience (CAS), Key Laboratory of Nanosystem and Hierarchical Fabrication (CAS), National Center for Nanoscience and Technology, Beijing 100190, China
3 Key Laboratory of Optoelectronic Technology & Systems (MoE), College of Optoelectronic Engineering, Chongqing University, Chongqing 400044, China
4 Department of Chemical Engineering, Kansas State University, Manhattan, KS 66506, USA
5 Macao Institute of Materials Science and Engineering (MIMSE), Macau University of Science and Technology, Macau 999078, China
Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 100201
作者单位
摘要
武汉理工大学 理学院 物理系, 武汉 430070
为了捕获不同材料、不同尺寸的多微粒串列, 采用界面层腐蚀法制备了双锥角光纤探针, 搭建单光纤光镊系统捕获了酵母菌、二氧化硅和聚苯乙烯等材料的多微粒串列。结果表明, 对于相同材料的微粒, 双锥角探针所能捕获的微粒数量随其尺寸增加而减少, 而对于相同尺寸的微粒, 捕获微粒的数量随材料折射率增加而减少; 通过测量捕获微粒串列时各个微粒的捕获力, 发现串列中离探针尖端越远的微粒其所受捕获力越小, 在外力的作用下远端的微粒将率先逃逸; 理论计算显示当光纤探针的2次锥角超过60°时, 不能捕获2个或2个以上的球形微粒, 该结果和实验观测一致。此研究可应用于精细加工和微纳制造。
激光技术 光纤光镊 界面层腐蚀法 多微粒捕获 光捕获 laser technique optical fiber tweezers interfacial layer etching multiparticle trapping optical trapping 
激光技术
2023, 47(3): 335
冯印素 1耿涛然 1陈春雷 1陈洪建 1,*[ ... ]陈聪 1,***
作者单位
摘要
1 河北工业大学 材料科学与工程学院,天津 300401
2 吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室,吉林 长春 130012
基于ABX3晶体结构材料的新型钙钛矿太阳能电池具有光电转换效率高、可溶液加工以及低温工艺兼容等优势。与此同时,利用钙钛矿材料合成方法简单、带隙可调以及膜厚和透过率可控等优点制备的半透明钙钛矿太阳能电池为薄膜光伏的发展带来了新的契机,在建筑集成光伏和叠层光伏等领域应用前景广阔。开发高效且高稳定的半透明钙钛矿太阳能电池已成为目前光伏领域的研究重点。本文系统综述了半透明钙钛矿太阳能电池的各功能层(钙钛矿光活性层、电荷传输层和电极)材料选择、光学特性调控、电学特性优化以及制备工艺调控等技术策略,同时提出了对半透明钙钛矿太阳能电池未来发展的一些展望。
半透明 建筑光伏一体化 叠层 钙钛矿太阳能电池 semitransparent building photovoltaic integration tandem perovskite solar cells 
发光学报
2023, 44(9): 1650
刘海 1,2赵思怡 1,2陈聪 1,2高鹏 1,2[ ... ]李雷 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学 教育部地下空间智能控制工程研究中心,徐州 221116
2 中国矿业大学 信息与控制工程学院,徐州 221116
设计了一种金属/介质/金属复合光栅与梯度超表面相结合的多功能器件。通过复合光栅的非对称结构实现光的非对称传输,当调制后的波矢量与表面等离极化激元的波矢量相匹配时,金属光栅激发的表面等离极化激元产生单波段光传输;通过梯度超表面实现光的异常反射。当x偏振态光波入射时,不同入射方向可在不同波段激发表面等离极化激元,由于上下光栅的不同周期和非对称的介质环境,光栅可分别在1 128 nm和1 550 nm处实现高透射率;另外在反向入射方向,该器件在1 300~1 400 nm整个波段表现为零吸收,反射率大于90%,可作为反射器。当y偏振态光波入射时,在反向入射方向器件通过相位梯度超表面实现异常反射。该结构可为各种偏振相关的多功能器件和集成光学元件提供参考。
复合光栅 非对称传输 梯度超表面 表面等离极化激元 异常反射 Composite grating Asymmetric transmission Gradient metasurface Surface plasmon polaritons Abnormal reflection 
光子学报
2023, 52(9): 0923002
陈聪 1,2廖洋 2,*郭向朝 3崔新强 3[ ... ]冷雨欣 2,**
作者单位
摘要
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室,上海 200093
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光单元技术实验室,上海 201800
为实现石英玻璃的快速密封焊接,本文提出了一种利用皮秒激光进行两步扫描的焊接方法,首先利用较高能量脉冲快速扫描,在玻璃界面形成初步焊接,再利用较低能量脉冲慢速扫描,扩大熔池体积。在焊接强度和密封性能等方面,将两步扫描焊接与传统单步扫描焊接进行了对比,结果表明:两步扫描焊接样品具有更高的焊接强度(平均剪切强度达到了45 MPa),同时可实现更好的密封效果。为了探究不同间隙宽度下玻璃焊接强度的变化,通过滴加含不同直径SiO2微球的分散液增大玻璃间隙,结果发现两步扫描方法可以对间隙超过27 μm的石英玻璃进行一定强度的焊接(剪切强度为2.4 MPa)。基于此方法,成功实现了石英玻璃的高强度快速密封焊接,并利用单一皮秒激光扫描平台演示了微通道的快速制备和封装。
激光技术 玻璃连接 密封焊接 两步扫描 微通道封装 皮秒激光 laser technique glass joining seal welding two-step scanning microchannel packaging picosecond laser 
中国激光
2023, 50(20): 2002101
李洁 1,2张屹 1,2梁志超 1,2陈聪 1,2,*
作者单位
摘要
1 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南 长沙 410082
2 湖南大学智能激光制造湖南省重点实验室,湖南 长沙 410082
激光焊接B340LA高强钢是汽车轻量化设计制造的重要技术难题。采用Fe30金属粉末作为填料开展了B340LA高强钢激光填粉焊接工艺试验,研究了对接间隙、焊接速度和填粉速度对焊缝质量的影响规律,发现在优化工艺参数条件下,可以得到焊缝形貌平整,焊缝强度高于母材的优质焊缝。结果表明,对接间隙是影响表面余高和塌陷的最重要工艺参量,随着对接间隙的增大,焊缝形貌下凹量增大,当对接间隙为0.15 mm时,焊缝出现塌陷。焊接速度对焊缝表面余高和塌陷影响较小,随着焊接速度的增加,焊缝形貌平整,未出现塌陷现象。填粉速度对抗拉强度的影响较大,随着填粉速度的增加,焊接件的组织大范围细化,抗拉强度增加。当填粉速度<8.27 g/min时,焊接接头断裂在焊缝位置;当填粉速度≥8.27 g/min时,焊接接头断裂在母材,此时焊接接头强度高于母材。该研究成果丰富了激光焊接基础理论,为车用B340LA高强钢激光焊接提供技术支撑。
激光技术 激光焊接 工艺特性 焊缝形貌 抗拉强度 高强钢 laser technique laser welding process characteristics weld morphology tensile strength high-strength steel 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714010
作者单位
摘要
1 河北工业大学 材料科学与工程学院,天津 300401
2 吉林大学电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点联合实验室,吉林 长春 130012
金属卤化物钙钛矿太阳能电池已经能够实现25.7%的认证光电转化效率,接近于晶硅太阳能电池26.7%的最高认证效率。众所周知,ABX3钙钛矿材料的晶体结构组分工程在实现高效和稳定的器件方面发挥着关键作用,尤其是近几年受到研究人员广泛关注的X位卤素阴离子组分工程。最近,研究人员在引入赝卤素阴离子作为钙钛矿晶体的掺杂组分、前驱体添加剂、薄膜后处理材料、电荷传输材料、界面钝化剂以及改性剂等方面开展了多项研究工作,结果证明赝卤素离子修饰是提高器件效率和稳定性的重要策略。本综述详细对比和总结了目前可用于钙钛矿太阳能电池的多种类型的赝卤素离子,并对其影响钙钛矿晶体薄膜形貌、光电特性、载流子迁移特性和器件光伏特性及稳定性等方面的深入机理和作用本质进行了深入总结。同时,本文还对目前尚未被探索开发的赝卤素离子进行了展望和分析,以期在未来研究中能有效促进钙钛矿太阳能电池光伏特性的提升。
赝卤素离子 组分工程 钙钛矿太阳能电池 缺陷钝化 pseudo-halide ions component engineering perovskite solar cells defect passivation 
发光学报
2023, 44(4): 579
戴耀威 1,2陈聪 2高鹏 2赵佳明 2[ ... ]刘海 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学教育部地下空间智能控制工程研究中心,江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
设计了一种可由空间编码结构光控制的多功能太赫兹超表面单元,该单元由嵌有光敏半导体材料的金属裂环-二氧化硅介质层-金属底板组成。超表面单元通过结构光源的编码控制光改变单元顶层金属裂环内嵌光敏半导体的电导率来模拟不同形状的C形环,实现了具有2 bit相位编码的光控超表面单元设计。将超表面单元组成阵列,通过编码结构光的空间分布进一步实现了角度可控的异常反射,并获得不同阶数的涡旋波束。所提出的基于空间编码结构光源的新型太赫兹超表面光控方式解决了现有光控超表面功能单一、加工难度大等问题,为光控可编程太赫兹超表面技术发展提供了新的思路。
表面光学 太赫兹 光控超表面 可编程超表面 结构光 波束控制 optics at surface terahertz optically controlled metasurface programmable metasurface structured light beam steering 
光学学报
2023, 43(11): 1124004

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!