导读:本文包含了空芯波导论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:硅薄膜电池,矩形空芯波导电池,光捕获能力,光-电转换效能
空芯波导论文文献综述
王琳,王旭,付晓红,郭洪,孙子涵[1]（2018）在《硅薄膜矩形空芯波导太阳能电池光捕获性能的研究》一文中研究指出为提高薄膜电池对光的捕获能力,将平面硅薄膜电池制作成矩形空芯波导结构,对其太阳光注入方式、光捕获能力和光-电转换效能进行了理论和实验探讨。基于多层膜反射理论和波导反射模型对波导电池光捕获效果的预测表明,波导电池能够将入射光限制在空芯结构内多次反射和吸收,具有较平面电池更高的光捕获能力。测定了不同平行光束在不同入射角度下平面和波导电池的光捕获功率和光-电转换效能的结果表明,波导电池对入射光功率近似全部捕获,其光-电功率转换效能较对应的平面电池有3~5倍的提升。对不同截面尺寸和长度的单结空芯波导电池光捕获率进行了计算,提出从电池膜层结构和空芯几何尺寸参数优化硅薄膜矩形空芯波导电池的思路,通过优化有望实现用小于多结平面电池外形尺寸的单结空芯波导电池达到更好的光捕获效果。(本文来源于《光电子·激光》期刊2018年03期）
于晶,陈天航,朱晓松,石艺尉[2]（2017）在《渐变型太赫兹空芯波导的传输特性》一文中研究指出研究了渐变型空芯波导(GTHW)在太赫兹波段的传输特性。基于几何光学方法,仿真分析了波导的输出光束质量和传输损耗特性。相比均匀型空芯波导,当光从渐变型空芯波导的大端传输至小端或沿相反方向传输时,渐变型波导具有特殊性能。当光从波导大端传输至小端,渐变型和均匀型波导具有相似的弯曲附加损耗,并且渐变型波导具有更高的耦合效率,便于与多种光源耦合;当光从波导小端传输至大端,渐变型波导的传输损耗和输出光束发散角更小。仿真了波导弯曲率、光源发散角和波导锥度等参数对传输损耗的影响。采用波长532 nm的半导体激光器作为光源,进行了验证实验。测量数据与仿真结果有很好的一致性。(本文来源于《太赫兹科学与电子信息学报》期刊2017年06期）
俞舒元,朱晓松,石艺尉[3]（2018）在《W波段介质金属膜空芯波导的传输特性》一文中研究指出分析比较了不同孔径、不同膜厚的金属膜空芯波导与介质金属膜空芯波导在损耗、色散、耦合效率等方面的传输性质。研究表明,较大的波导孔径与较小的介质膜厚能够获得较低的传输损耗。同时,镀制一定厚度的介质膜,将增大波导的单模传输范围并改善波导的色散特性。研究了高斯光源与波导的耦合效率,通过选择合适的光源,使高次模与波导的耦合效率远低于基模。讨论了介质膜对波导与光源之间耦合效率的影响,以及其在传输波长接近波导尺寸时对波导电场分布的影响。(本文来源于《光学学报》期刊2018年03期）
李海粟[4]（2017）在《基于双曲线超材料和带隙结构的新型空芯波导的理论与实验研究》一文中研究指出空芯波导由于其空气芯子结构,具备若干传统实芯波导所不具备的光学性质,并成为一个十分独特的光波导类型。空芯波导为大容量高速通信系统、传感系统、中红外/太赫兹(Terahertz,THz)系统、高功率激光传输等领域的发展开启了一扇新颖的大门。空芯波导的芯子折射率为1,而自然界中常见介质的折射率高于1、且金属波导表面的损耗系数非常高,因此空芯波导的导光机制往往不同于常见固体实芯波导所采用的全反射原理。为将电磁波束缚在低折射率芯子中传输,空芯波导的包层需采用新型材料或特殊结构设计。本文利用金属丝型双曲线超材料和带隙结构作为波导包层,针对用于THz辐射单模操控、THz波段以及光通信波段轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)传输的新型空芯波导,开展了一系列深入的理论、仿真与实验研究。归纳本文取得的主要创新成果如下:1、提出了一种基于金属丝双曲线超材料包层的空芯波导结构。通过联合运用解析公式和数值模型,该波导的双曲线超材料包层反射横磁(transverse magnetic,TM)偏振波,而透射横电偏振波,即该波导仅支持TM模式在波长尺寸的空气芯子中稳定传输。与传统金属型THz波导相比,双曲线超材料波导的单模工作窗口扩大了一倍以上;与目前常见的介质型多模THz波导相比,双曲线超材料单模波导的芯子尺寸降低为波长量级。数值模型仿真结果显示,双曲线超材料包层中仅需一圈金属丝即可有效实现TM模式的传输,大大简化了波导制作工艺;2、根据金属丝双曲线超材料的特殊光学性质,优化、制作并实验测试了一种宽带、单模、径向偏振的空芯THz波导。通过数值仿真,该波导的单模传输窗口是介质镀膜金属波导(相同芯子尺寸)的2.3倍。径向偏振TM模式在单模传输窗口频率范围内的传输损耗可低至0.28dB/cm。通过使用THz时域光谱系统,制作的波导在0.31-0.44THz内支持波长尺寸(芯子直径0.88mm)单模传输。采用透射谱测试、近场模式成像两个实验验证了金属丝包层在单模窗口内仅反射径向偏振的TM模式,与理论结果吻合;3、通过在金属丝双曲线超材料包层中对称地将部分金属丝替换为空气孔,提出并分析了一种线偏振、单模空气孔/金属丝混合包层空芯THz波导。通过优化设计,混合包层波导在单模、单线偏振窗口(0.36-0.46THz)内的传输损耗为0.27dB/cm左右,且与其它泄漏模式损耗的比值低至10-2量级。由于双曲线超材料对波长尺寸芯子(芯子直径1mm)中TM模式的强束缚能力,当弯曲半径高于5cm时,波导在0.4THz的弯曲损耗低于0.3dB/cm。波导支持的低损耗线偏振模式可直接通过常用的高斯光束激励,耦合效率高达67%,为径向偏振模式耦合效率的两倍以上;4、提出并研究了 OAM在空芯THz波导中的传输性能。着重分析了 Kagome空芯THz波导中的高阶模式与OAM模式。仿真结果显示,在0.2-0.9THz频率范围内,Kagome波导具有两个反谐振传输窗口,并可支持共叁阶OAM模式。在第二个反谐振窗口内(0.6-0.85THz),OAM模式的纯度均高于0.9。通过比较波导包层中Kagome结构的层数,分析了波导的束缚能力对OAM模式纯度的影响。另外,讨论了介质镀膜金属THz波导和布拉格空芯THz波导中OAM模式传输的特性,并提出了以上两种THz波导在OAM应用中存在的局限性;5、讨论了空芯光子带隙光纤(hollow-core photonic bandgap fiber,HC-PBGF)用于光波段OAM模式传输的可行性。利用数值仿真研究了不同芯子,尺寸HC-PBGF中高阶矢量模式和对应OAM模式的传输性能。对于7芯HC-PBGF,一阶OAM模式低串扰(有效折射率差高于10-4)、低损耗(小于3dB/km)传输带宽可达到240nm(1500-1740nm),且在1710nm处OAM模式纯度可达0.952。在19芯以及37芯HC-PBGF中,随着芯子尺寸的增大,传输损耗降低、OAM模式数量增多、纯度升高,但抗串扰性能降低。分析了非圆对称芯子结构对OAM模式的影响以及模场面积对OAM纯度的影响。此外,讨论了 OAM传输对光纤制作工艺的敏感性。(本文来源于《北京交通大学》期刊2017-06-01）
卫雨青,魏静怡,朱晓松,石艺尉[5]（2016）在《用于光谱吸收式气体传感系统的空芯波导的小型化研究》一文中研究指出基于空芯波导的柔韧性可以将若干米长的波导弯曲至半径若干厘米的圆盒内,配合光源及检测器即可得到光程长、气体容积小、响应速度快的小型化气体传感系统。建立了一种基于几何光学理论的弯曲波导传输模型,通过仿真与实验研究了弯曲空芯波导的传输与传感特性,总结了通过优化波导长度、弯曲半径、系统信噪比、波导孔径及光源发散角等参数降低系统检测极限、提高灵敏度的方法。(本文来源于《光学学报》期刊2016年09期）
吴军[6]（2016）在《基于空芯金属包覆波导的浮游植物的检测研究》一文中研究指出基于光波导的基础理论讨论介质平板波导,通过边界条件和Maxwell方程等理论推导出介质平板波导的色散方程及其各种光学特性。再由介质平板波导讨论了空芯金属包覆波导的特性,然后对于其作为传感器时进行了理论分析,重点讨论空芯金属包覆波导的灵敏度以及利用高灵敏度特性制作的传感器器件。利用空芯金属包覆波导建立的传感器,由于波导的上下层金属一般为贵金属金或者银,由于贵金属的介电常数实部相对于其虚部是一绝对值较大的负数,所以波导的有效折射率存在的范围大。利用空芯金属包覆波导制备的传感器,把样品放入检测腔中进行检测,通过利用软件建立空芯金属包覆波导结构模拟得到ATR谱图,然后进行分析就可以得出检测腔中的浓度变化。ATR谱图的变化与波导中的折射率变化有直接的关系,物质折射率的变化随着物质的变化而变化,两者存在着密切的关系,所以可以导出ATR谱图与物质变化有直接表征的关系。在理论推导中可知,覆盖和衬底的贵金属金或者银的介电常数是一个复数形式:实部代表物质本征的损耗,虚部代表的是辐射损耗。在ATR图谱中的耦合角发生水平移动代表着实部发生变化;ATR图谱中的衰减全反射峰最低点上下移动是由于虚部发生变化。超高阶导模是一种对环境变化非常灵敏的共振波,特别对环境的折射率和消光系数的变化非常的灵敏,折射率和消光系数都与物质的浓度有着密不可分的关系,物质溶液浓度的改变会引起折射率和消光系数发生改变。在空芯金属包覆波导中,可以利用自由空间耦合技术激发出超高阶导模。通过分析空芯金属包覆波导的结构和性质,可知该波导中激发的超高阶导模可作为传感器,其在灵敏度有明显的优势。由于超高阶导模的衰减全反射吸收峰的位置和minR的变化,直接对应溶液的折射率和消光系数的变化。因此,根据这些数据可以精确测量浮游植物溶液的浓度。利用空芯金属包覆波导中的超高阶导模测量浮游植物溶液的浓度,是一种纯液相,不需要复杂的固相偶联工艺和大型仪器,而且具有极高的灵敏度,在食品安全、环境保护和生命医学等领域都得到了一定应用。(本文来源于《江西师范大学》期刊2016-06-01）
曹庄琪[7]（2016）在《空芯金属包覆波导传感器特性及应用领域分析》一文中研究指出不同于一般的光波导,空芯金属包覆波导中超高阶导模的有效折射率可处于0<N<1区域,该特征不仅使导模的激发可采用简单易行的自由空间耦合技术,而且使超高阶导模具有高功率密度、高品质因子(Q值)和高灵敏度等特性.利用这些优点,分析了空芯金属包覆波导在环境保护、食品安全、生物分子相互作用和拉曼、荧光增强等传感领域的应用.(本文来源于《江西师范大学学报(自然科学版)》期刊2016年02期）
赵连洁,严小军,张国万,张安宁[8]（2015）在《基于空芯光纤原子波导的角速度测量方法》一文中研究指出空芯金属光纤空心尺寸较大,可以实现原子的高效率弯曲导引,基于此本文在矢量模型上精确计算了空芯金属光纤中TE_(01)模的电磁场分布和径向强度分布,并以~(85)Rb原子为例计算了~(85)Rb原子在空芯金属光纤中与激光场相互作用产生的光学囚禁势,同时我们还提出了一种新型的角速度测量方法,并就测量原理进行了简单计算,最后通过测量原子在各内态布居的概率就可以实现环形空芯金属光纤角速度Ω_(rot)的测量。(本文来源于《新型导航技术及应用研讨会摘要集》期刊2015-11-24）
戴海浪[9]（2015）在《基于空芯金属包覆波导的生化传感器的研究》一文中研究指出空芯金属包覆波导作为传感器的理论分析,该研究重点讨论空芯金属包覆波导的灵敏度和利用高灵敏度的光电子器件进行了一些新颖的结果。该研究通过分析空芯金属包覆波导的结构和性质,可知该波导中激发的超高阶导模可作为生物和化学传感器而言,在灵敏度有明显的优势包括:1、耦合进入的光场的能量可以集中在导波层中的空芯区域;2、因为折射率和构造因素,导致波导具有很小的有效折射率使得波导中的导模对环境的变化非常灵敏,同时很窄的超高阶导模吸收峰可以明显的显示出波导中的环境因素的改变。多种模式的场在空芯金属包覆波导中波导层的振荡而形成振荡场,使得空芯金属包覆波导作为传感器的灵敏度要高于一般的倏逝场传感器。通过边界条件和Maxwell方程等理论推导出的空芯金属包覆波导的反射率公式,接着通过软件建立空芯金属包覆波导结构模拟得到ATR谱图可知,ATR谱图的变化与波导中的折射率变化有直接的关系,然而物质的变化与物质折射率的变化有着密切的关系,所以最终可知ATR谱图与物质变化有直接表征的关系。通过分析波导中的折射率的改变分为两种,一种波导中自身物质结构的改变引起了ATR谱图的变化,另一种就是外界环境的改变可以引起导模的变化。在文章主要涉及到是波导中的物质变化使得ATR谱线的一个变化。理论推导可知,覆盖和衬底的银的介电常数是一个复数形式:实部代表物质本征的损耗,另一个虚部代表的是辐射损耗。这两个部分的变化会引起如下现象:实部变动会使ATR图谱中的耦合角发生水平移动,虚部变动会使ATR图谱中的衰减全反射峰最低点上下移动。对于空芯金属包覆波导的理论分析,利用结构的特点设计好实验的系统之后,形成对空芯金属包覆波导进行全角度扫描的光学振荡场传感器的一套完整的传感实验方法,并利用测量了一些生化领域的样品(包括:表皮生长因子,硫丹和小球藻)。对这些样品的测量的实验中,改变待测样品的浓度或者是配比,检测ATR谱图中衰减全反射峰的变化。通过ATR的变化来分析样品的变化分析表明,该传感器可以分辨出0.111 mmol/L的小球藻浓度的变化,远好于使用色谱分析法测量得到的结果,该传感器可以分析不同结构的硫丹并且可以分析出两种结构的配比,该传感器还可以分析出表皮生长因子与药物相互作用的时间和药量控制的过程等。利用空芯金属包覆波导结构作为传感器的实际意义式显着的,通过该研究可以为接下的生化领域传感器的研究提供可靠的一种思路。(本文来源于《江西师范大学》期刊2015-06-01）
周定安[10]（2014）在《新型太赫兹空芯波导研究》一文中研究指出摘要：太赫兹辐射是波长介于毫米波与红外线之间,频率在0.1THz-10THz之间的电磁辐射。随着太赫兹辐射源,探测器和其他电子设备的发展,有效传输太赫兹波是一个成功的太赫兹系统的关键。目前所研究报导的用于太赫兹波传输的波导损耗一般都大于1dB/m,不适合用于长距离传输。因此研究一种低损耗,能远距离传输太赫兹波的波导是很有实际意义的。本文主要介绍了太赫兹金属空芯波导以及介质/金属波导,详细分析了两种波导的传输损耗。系统地分析了对波导传输损耗造成影响的各方面因素。然后对波导结构和波导材料进行了改进,提出了聚四氟乙烯波导和石墨烯/聚四氟乙烯空芯波导结构,并用有限元方法系统的分析了波导的传输损耗。首先,分析了金属空芯波导中THz波的传输机理,并且得出了各个模式的损耗随着参数变化的曲线图。能在太赫兹空芯波导传输的模式有很多,主要的低阶模有TE01模,TE11模,TM01模和TE21模。其中TE01模具有最低的传输损耗。其次,介绍了有限元数值分析方法,介绍了Comsol模场仿真软件。使用Comsol软件对太赫兹空芯金属波导进行了仿真求解,得出波导中存在的主要模式种类,以及每种模式的场分布和传输损耗,并且与理论公式给出的损耗值进行比较,随后研究了太赫兹介质/金属波导的结构,讨论了其主要模式的传输损耗。通过理论分析,讨论了介质层厚度、介质层种类、金属厚度、波导芯径、传输波长对传输损耗的影响为确定介质/金属空芯波导的最佳结构参数和最佳材料提供了依据。论文的最后,提出了结构简单的聚四氟乙烯波导和石墨烯/聚四氟乙烯波导,并通过有限元方法系统的分析了两种波导中影响模式损耗的各因素。在内半径等于4mm,包层厚度等于0.5mm的聚四氟乙烯波导中,工作频率时0.5THz时,基模HE11模的损耗可以达到0.398dB/m。在内半径为4mm,包层厚度等于0.5mm的石墨烯/聚四氟乙烯波导中,偏置电压等于10V,工作频率等于0.5THz时,TE01模的损耗为0.58dB/m。HE11模的损耗可达到0.6215dB/m。(本文来源于《北京交通大学》期刊2014-03-17）
空芯波导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
研究了渐变型空芯波导(GTHW)在太赫兹波段的传输特性。基于几何光学方法,仿真分析了波导的输出光束质量和传输损耗特性。相比均匀型空芯波导,当光从渐变型空芯波导的大端传输至小端或沿相反方向传输时,渐变型波导具有特殊性能。当光从波导大端传输至小端,渐变型和均匀型波导具有相似的弯曲附加损耗,并且渐变型波导具有更高的耦合效率,便于与多种光源耦合;当光从波导小端传输至大端,渐变型波导的传输损耗和输出光束发散角更小。仿真了波导弯曲率、光源发散角和波导锥度等参数对传输损耗的影响。采用波长532 nm的半导体激光器作为光源,进行了验证实验。测量数据与仿真结果有很好的一致性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
空芯波导论文参考文献
[1].王琳,王旭,付晓红,郭洪,孙子涵.硅薄膜矩形空芯波导太阳能电池光捕获性能的研究[J].光电子·激光.2018
[2].于晶,陈天航,朱晓松,石艺尉.渐变型太赫兹空芯波导的传输特性[J].太赫兹科学与电子信息学报.2017
[3].俞舒元,朱晓松,石艺尉.W波段介质金属膜空芯波导的传输特性[J].光学学报.2018
[4].李海粟.基于双曲线超材料和带隙结构的新型空芯波导的理论与实验研究[D].北京交通大学.2017
[5].卫雨青,魏静怡,朱晓松,石艺尉.用于光谱吸收式气体传感系统的空芯波导的小型化研究[J].光学学报.2016
[6].吴军.基于空芯金属包覆波导的浮游植物的检测研究[D].江西师范大学.2016
[7].曹庄琪.空芯金属包覆波导传感器特性及应用领域分析[J].江西师范大学学报(自然科学版).2016
[8].赵连洁,严小军,张国万,张安宁.基于空芯光纤原子波导的角速度测量方法[C].新型导航技术及应用研讨会摘要集.2015
[9].戴海浪.基于空芯金属包覆波导的生化传感器的研究[D].江西师范大学.2015
[10].周定安.新型太赫兹空芯波导研究[D].北京交通大学.2014