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宽带双波束-双模态OAM反射阵天线

本文提出了一款背对背双开口环型宽带反射单元，并结合口径场叠加方法，设计了一款宽带双波束-双模态轨道角动量（OAM）反射阵天线。反射阵单元包含背对背双开口环型金属结构、FR-4介质基板、空气层和金属地板四部分。背对背双开口环型金属结构的多谐振特性有效地展宽了单元带宽。通过改变单元的空间旋向（0-180度），该单元获得了连续360度的反射相移范围。测试结果表明，该天线在5-8 GHz的频率范围内成功地产生了分别携带l=+1和l=-1模态OAM的两个涡旋波束，OAM带宽为50%，1-dB增益带宽为33.3%。

  • 2022-01-16
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光学超构表面中的复合相位调控

超构表面是一种二维的超构材料，能在平面上实现对光波相位、振幅、偏振等参数的灵活调控。相位型超构表面可突破经典折反射定律，使得光场调控不再依赖于曲面光学元件，为实现光学系统的平面化、集成化和多功能化提供了有效途径。特别地，通过对传输相位和几何相位协同调控，能够有效解决传统超构表面存在的功能单一、带宽受限、可调谐性差等原理性问题。文章介绍了复合相位调控的实现原理和方法，以及复合相位超构表面的典型应用及特点，最后对复合相位超构表面的未来研究方向进行了总结和展望。

  • 2022-01-16
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论涡流在汽车工程物理仿真实践中的应用

本论文首先从自然界、人类工程中存在的涡流现象出发，分段介绍了涡流在汽车流体领域、电磁领域中的应用。其次从理论角度简述流体基本控制方程及多种湍流模型，麦克斯韦基本方程及运动涡流、位移电流的基本原理；尤其详述流体涡流在汽车降阻、缸内流场、机舱热管理、风管噪声工程案例中的应用，并且也阐述电磁涡流在车用驱动电机、交流发电机、车载天线、印刷电路板、车规芯片工程案例中的应用。最后本文以图片案例形式梳理了在汽车零部件产品开发中如何控制涡流。本文所述涡流的研究对从事仿真工作的入门者、成熟经验者、研究者开展汽车零部件产品的开发、研究都具有较高水平的指导意义。

  • 2022-01-16
  • 阅读131
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真空光镊技术综述

光镊技术自上世纪七十年代由阿瑟·阿什金开创以来，作为捕获和操纵中性粒子的通用工具，已在分子生物学、纳米技术和实验物理学等领域得到广泛研究和应用. 基于光镊技术的传感与精密测量系统，通过激光束悬浮传感单元，而非与装置固连，相比传统固态传感器，无机械耗散. 此外，与液体或空气介质中的光镊系统不同，在真空中运作的光镊系统可实现传感单元与环境的完全隔离. 基于上述优势，基础物理学和应用物理学领域科学家对真空光镊开展了大量研究. 本文回顾了真空光镊技术的基本概念和发展历史，帮助读者全面了解该领域.

  • 2022-01-16
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利用连续体中以束缚态为中心的动量-空间偏振涡旋产生光学涡旋光束

光学涡旋是一种光束，具有螺旋相位前沿和光束中心的零强度点。光学涡旋携带轨道角动量，这是一种新的光自由度，极大地拓宽了光学显微镜、光学微操作、光通信和量子信息处理等领域。因此，光学涡旋的产生已成为可见光、微波和无线电波等波长范围内的热门话题。在低频范围内，螺旋相位板和相控阵天线是产生光学涡流最常用的方法。然而，由于器件厚度和馈电网络布置的限制，当工作波长变小，接近太赫兹或可见光范围时，这两种结构都难以制成紧凑的可集成器件。最近，随着超表面的快速发展，微米或纳米尺度的平面光学涡旋发生器已经变为可能，尽管单个单元仍需要复杂的设计和制造，实际应用需要精确对准光束中心。

  • 2022-01-17
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基于超构表面的太赫兹波调控

太赫兹波的位置处于宏观经典理论向微观量子理论的过渡区，其频率在0.1～10THz（THz=1012 Hz）之间，是电磁波中唯一尚未完全开发的频段。由于太赫兹波有高效的背景发射噪声抑制功能，很好的时间和空间相干性，较低的光子能量，超大的传输容量以及超强的穿透能力，使得太赫兹波在通信、生物传感、成像、非接触无损检测以及材料光谱分析等应用领域具有广阔的应用前景。研究太赫兹技术及其应用必然离不开相应的太赫兹系统；而太赫兹系统一般由太赫兹发射源、太赫兹探测器以及相应的功能器件组成。

  • 2022-01-17
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基于手性几何超表面的圆极化全通道独立相位调控

在对圆极化电磁波的调控技术中，基于几何相位的超表面器件已被广泛研究，并在诸多领域取得应用。然而，由于几何相位和传输相位物理机制的限制，出射圆极化波无法得到全部利用，导致了出射能量的浪费和损失。哈尔滨工业大学张狂副教授团队与法国的Shah Nawaz Burokur教授团队和Patrice Genevet教授团队合作，提出了一种独立控制圆极化全部通道的相位调控方案。通过引入手性诱导相位，结合传输相位与几何相位，可在全部的四个圆极化通道中调节得到独立波前分布，从而实现出射能量的全场利用。

  • 2022-01-17
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声辐射力及其应用

声波是在弹性介质中传播的经典机械波。当声波在物体表面发生反射、折射、散射等效应时，会与物体产生动量与能量的交换。这种交换在宏观上表现为声波对物体施加力的作用，称为声辐射力，瑞利和朗之万两位科学家正是声辐射力的最早发现者。经过一百多年的探索，声辐射力的基本理论和研究方法已经得到极大的丰富和发展，成为声学的前沿与热点问题。与此同时，在生物医学、材料科学、纳米科学等领域，基于声辐射力的无损精准操控技术正受到越来越多的关注，展现出巨大的应用前景。

  • 2022-01-16
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