检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学进展 2025年

作者：刘世强张鑫宇陈琰李世凤赵刚祝世宁胡小鹏固体微结构物理国家重点实验室南京大学现代工程与应用科学学院南京大学物理学院光场调控科学与技术国家重点实验室

二阶非线性系数空间调制的非线性光子晶体(NPC)可以用于产生光学涡旋，从而拓展涡旋光束的工作波长与拓扑荷数，为众多应用提供了新方法。在本工作中，我们研究了基模高斯光束在非线性叉形光栅中非线性倍频产生的二次谐波(SH)涡旋光束... 详细信息

二阶非线性系数空间调制的非线性光子晶体(NPC)可以用于产生光学涡旋，从而拓展涡旋光束的工作波长与拓扑荷数，为众多应用提供了新方法。在本工作中，我们研究了基模高斯光束在非线性叉形光栅中非线性倍频产生的二次谐波(SH)涡旋光束的过程。分析了不同结构拓扑荷和衍射级次下，远场SH光束的强度分布、位相分布及轨道角动量(OAM)谱。结果表明，当衍射阶次和结构拓扑荷增大时，SH光束呈现出角向干涉条纹和非均匀强度分布，偏离标准涡旋光束的环形特性。为优化SH涡旋光束质量，进一步研究了基波光束腰半径、晶体厚度及光栅占空比对倍频光场的影响。结果显示，增大基波光束腰半径、优化叉形光栅的厚度及占空比可有效抑制不同衍射阶次间的干涉，从而改善SH光束质量。本研究为基于NPC的非线性光学器件性能优化提供了理论指导。

关键词：光学涡旋非线性光子晶体二次谐波生成轨道角动量

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基于微缝折叠空间结构的宽带吸声超材料设计

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振动与冲击 2024年第3期43卷 171-178页

作者：陈应航徐驰黄唯纯解龙翔张建翔汪双君孙薇薇蚌埠学院机械与车辆工程学院安徽蚌埠233030 南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 蚌埠学院机械与车辆工程学院安徽省增材制造工程研究中心蚌埠233030

如何实现低频宽带吸声,设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构,建立结构的理论解析模型与数值仿真模型,深入研究其声学特性和吸声机理,分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律... 详细信息

如何实现低频宽带吸声,设计具有亚波长厚度的吸声超材料一直是一项具有挑战性的任务。提出了一种微缝折叠空间超材料结构,建立结构的理论解析模型与数值仿真模型,深入研究其声学特性和吸声机理,分析了典型结构参数对吸声特性的影响规律,基于此探究实现低频宽带吸声的可能性。研究表明,通过调整折叠空间厚度及折叠通道数目,可以在较大的频带范围内调节结构的峰值频率,同时不改变其近完美的吸声性能。最后,提出了一种宽带吸声超材料,在500~2 000 Hz频率内获得平均吸声系数达0.931的连续高效吸声带宽。结构厚度为5.68 cm,仅为最低共振频率对应波长的1/12,试验结果良好。研究成果可为实现宽带吸声提供借鉴。

关键词：声学超材料微缝折叠空间结构宽带吸声

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涡旋光激光器研究进展(特邀)

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光子学报 2022年第1期51卷 97-108页

作者：吕铭鑫张翼鹏何健朗胡小鹏张勇固体微结构物理国家重点实验室(南京大学) 南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院南京210093 南京大学物理学院南京210093

涡旋光激光器能够输出具有特定空间结构的高能量、高质量的涡旋光束。涡旋光束在光通讯、光操控、超分辨成像等领域都有潜在的应用前景。本文介绍了涡旋光束的产生原理及其应用,综述了近期涡旋光激光器的发展历程,同时也对涡旋光激光器... 详细信息

涡旋光激光器能够输出具有特定空间结构的高能量、高质量的涡旋光束。涡旋光束在光通讯、光操控、超分辨成像等领域都有潜在的应用前景。本文介绍了涡旋光束的产生原理及其应用,综述了近期涡旋光激光器的发展历程,同时也对涡旋光激光器的发展趋势进行了展望。

关键词：涡旋光轨道角动量激光器光学参量振荡光纤激光器

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Nd掺杂HfO_(2)薄膜的分子束外延制备及铁电性

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硅酸盐学报 2023年第12期51卷 3039-3045页

作者：刘育玮矫佩杰茆伟杨江枫郑宁冲王鹏吴迪聂越峰南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210093 华威大学物理系英国考文垂CV47AL

掺杂Hf O_(2)铁电薄膜在非易失性存储器件中的重要应用前景使其成为当前凝聚态物理与材料科学领域的一个研究热点。近年来,结果表明:La掺杂Hf O_(2)拥有优异的铁电性能,铁电剩余极化强度为45μC/cm~2,是目前Hf O_(2)基薄膜材料中报道的... 详细信息

掺杂Hf O_(2)铁电薄膜在非易失性存储器件中的重要应用前景使其成为当前凝聚态物理与材料科学领域的一个研究热点。近年来,结果表明:La掺杂Hf O_(2)拥有优异的铁电性能,铁电剩余极化强度为45μC/cm~2,是目前Hf O_(2)基薄膜材料中报道的最高值。由于Nd与La的化学性质相近,Nd掺杂同样有望增强HfO_(2)的铁电性,但相关研究工作却鲜有报道。使用氧化物分子束外延技术,在La_(0.67)Sr_(0.33)Mn O_(3)(底电极)/SrTiO_(3)(001)衬底上外延生长高质量Nd掺杂Hf O_(2)(Nd:HfO_(2))薄膜。X射线衍射以及高分辨电镜表征结果均显示Nd掺杂有助于诱导Hf O_(2)从单斜相向正交相的转变,压电力显微镜和铁电测试仪进一步证实正交相Nd:Hf O_(2)具有良好的铁电性。此外,高分辨电子显微镜表征还发现Nd:Hf O_(2)靠近界面处存在四方相结构,衔接(111)晶向的Nd:Hf O_(2)和(001)晶向的钙钛矿氧化物衬底。Nd:Hf O_(2)薄膜的外延生长和铁电性的系统研究,扩充了掺杂Hf O_(2)的研究体系。

关键词：氧化铪铁电分子束外延掺杂

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基于cGAN的下采样LG谱图像优化重建

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南京大学学报（自然科学版） 2023年第5期59卷 752-758页

作者：叶皓王麓懿吴雪炜张勇固体微结构物理国家重点实验室南京大学物理学院南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院南京210023

对于复杂图像的拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)谱成像,因为满足奈奎斯特采样率的高阶LG模式系数无法测得,重建图像的失真不可避免,而神经网络算法通过先验学习,可以对失真图像实现较为清晰的复原.提出基于条件生成对抗网络(Condition... 详细信息

对于复杂图像的拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)谱成像,因为满足奈奎斯特采样率的高阶LG模式系数无法测得,重建图像的失真不可避免,而神经网络算法通过先验学习,可以对失真图像实现较为清晰的复原.提出基于条件生成对抗网络(Conditional Generative Adversarial Nets,cGAN)的图像优化重建方法,在处理下采样的LG谱单像素成像和旋转运动模糊图像中均取得了较好的效果.在1.87%的LG谱采样率下,该方法能将Kaggle数据集人像二值图像的结构相似性(Structural Similarity,SSIM)指数提升至0.8以上,和经典图像去噪算法相比有显著提升.

关键词：频谱下采样拉盖尔高斯模式 cGAN 图像优化重建单像素成像旋转运动模糊图像复原

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水声材料声学参数测试技术的进展

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中国材料进展 2024年第1期43卷 79-88页

作者：曹锃佟昊阳易燕颜士玲黄唯纯李水陈毅赵涵杭州应用声学研究所国防水声计量一级站浙江杭州311400 南京大学固体微结构物理国家重点实验室现代工程与应用科学学院江苏南京210093

水声材料是水下声系统能力形成和发展的基础,其声学参数测试技术是确保水声材料构件功能实现的重要保障,然而目前水声材料构件的测试技术面临着低频拓展及高压拓展等方面带来的技术挑战。水声材料构件的声管测试技术可分为驻波管法、脉... 详细信息

水声材料是水下声系统能力形成和发展的基础,其声学参数测试技术是确保水声材料构件功能实现的重要保障,然而目前水声材料构件的测试技术面临着低频拓展及高压拓展等方面带来的技术挑战。水声材料构件的声管测试技术可分为驻波管法、脉冲管法和行波管法,此3种方法在适用性方面相互补充,但存在测试构件尺寸小难以阐明结构的整体特性、构件与管壁间的缝隙造成测量失准的问题。自由场测试技术及压力罐测试技术是大面积水声材料测试的有效手段,但存在测试构件边缘衍射造成测量准确性降低的问题。对目前采用的水声材料测试技术及其研究现状进行了综述,讨论了各类测试技术存在的困难和挑战,并展望了水声材料构件测试技术未来的发展方向。

关键词：水声材料声管自由场压力罐低频高压边缘衍射

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电解海水制氢的挑战、策略与未来

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科学通报 2024年

作者：范容莉赵敏跃邹志刚李朝升南京大学现代工程与应用科学学院固体微结构物理国家重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心南京大学江苏省纳米技术重点实验室

大规模利用可再生能源电解水制备“绿氢”是实现“双碳”目标,乃至构建可持续社会的重要保障.使用海水等低品质水作为原料进行电解制备绿氢引起了广泛的研究兴趣.但海水成分复杂,对电解系统的耐久性造成了严重挑战,阻碍了该技术的实际应... 详细信息

大规模利用可再生能源电解水制备“绿氢”是实现“双碳”目标,乃至构建可持续社会的重要保障.使用海水等低品质水作为原料进行电解制备绿氢引起了广泛的研究兴趣.但海水成分复杂,对电解系统的耐久性造成了严重挑战,阻碍了该技术的实际应用,甚至引发了对其经济可行性的担忧与争论.本文概述了电解海水的催化机理,总结了目前电解海水的主要挑战,重点回顾了目前析氧反应和阳极替代反应电催化剂及器件设计的最新进展,最后对电解海水制氢的未来发展前景与趋势进行了预测和展望.

关键词：电催化海水分解析氧反应阳极替代反应电解槽设计

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基于局域相位匹配的特殊光束非线性模式转换

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光学学报 2023年第14期43卷 195-202页

作者：陈欢吴淦孙旭辉马艺冰陈涌创汪称龙王童姚依正高冰吴浩陆蓉儿张超秦亦强南京大学固体微结构物理国家重点实验室江苏南京210093 南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210093 南京大学物理学院江苏南京210093 南京工业大学物理系江苏南京211816

提出一种能够同时实现拉盖尔高斯光束倍频和模式转换两种功能的光学超晶格。首先,通过局域相位匹配原理设计得到了实现以上功能所需的超晶格结构函数。不同于常规的多通道周期或啁啾结构,采用局域相位匹配原理得到的是一种具有弯曲畴的... 详细信息

提出一种能够同时实现拉盖尔高斯光束倍频和模式转换两种功能的光学超晶格。首先,通过局域相位匹配原理设计得到了实现以上功能所需的超晶格结构函数。不同于常规的多通道周期或啁啾结构,采用局域相位匹配原理得到的是一种具有弯曲畴的超晶格结构,理论上可以减少相差并提高转换效率。其次,讨论了正反两种模式的超晶格结构,两种结构均可以实现非线性模式转换,但正向结构效果更佳。最后,对不同角向指数的拉盖尔高斯光束的模式转换过程进行数值模拟,观察转换得到的厄米高斯光束图像,验证了两种光束模式指数的关系。模拟结果表明,这样设计不仅能够实现不同特殊光束之间的相互转换,而且将倍频和模式转换两种功能集为一体,使得器件更加紧凑。该结构有望推进非线性模式转换器的研究。

关键词：涡旋光模式转换倍频弯曲畴局域相位匹配

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晶圆级薄膜铌酸锂波导制备工艺与性能表征

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人工晶体学报 2024年第3期53卷 426-433页

作者：叶志霖李世凤崔国新尹志军王学斌赵刚胡小鹏祝世宁南京大学现代工程与应用科学学院南京210093 南京南智先进光电集成技术研究院有限公司南京211800 南京大学固体微结构物理国家重点实验室南京210093

随着光子集成和光通信技术的快速发展,低损耗波导是实现高效光子传输的关键元件,其性能直接影响整个集成芯片的性能。因此,低损耗波导的制备技术是当前铌酸锂集成光子技术研究的热点和难点。本研究针对晶圆级低损耗薄膜铌酸锂波导的制... 详细信息

随着光子集成和光通信技术的快速发展,低损耗波导是实现高效光子传输的关键元件,其性能直接影响整个集成芯片的性能。因此,低损耗波导的制备技术是当前铌酸锂集成光子技术研究的热点和难点。本研究针对晶圆级低损耗薄膜铌酸锂波导的制备工艺进行了深入研究,在4英寸的薄膜铌酸锂晶圆上,基于深紫外光刻和电感耦合等离子体刻蚀技术,成功制备出了传输损耗低于0.15 dB/cm的波导,同时刻蚀深度误差控制在10%以内,极大地提高了波导结构的精确度。此外,本研究还提出了一种基于微环谐振腔的晶圆上波导损耗的表征方案,能更精确地评估波导性能。通过测试,发现所制备的波导合格率超过85%,显示出良好的可重复性和可靠性。本文中发展的晶圆级薄膜铌酸锂加工工艺,对推进铌酸锂波导的大规模制备和应用具有重要意义。

关键词：薄膜铌酸锂晶圆级加工波导损耗测量深紫外光刻 ICP刻蚀集成光子技术

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单晶α-Sn薄膜的外延生长及输运性质研究进展

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人工晶体学报 2023年第6期52卷 1025-1035页

作者：李秉欣丁元丰芦红南京大学固体微结构物理国家重点实验室&现代工程与应用科学学院南京210093 江苏省功能材料设计原理与应用技术重点实验室南京210023

α-Sn(灰锡)是一种重要的拓扑材料,据理论预测,打破α-Sn的对称性可以得到拓扑绝缘体、拓扑半金属等多种拓扑相。目前α-Sn的研究以理论计算和角分辨光电子能谱研究能带结构为主,受限于衬底条件,高质量的α-Sn外延生长及其电输运性质的... 详细信息

α-Sn(灰锡)是一种重要的拓扑材料,据理论预测,打破α-Sn的对称性可以得到拓扑绝缘体、拓扑半金属等多种拓扑相。目前α-Sn的研究以理论计算和角分辨光电子能谱研究能带结构为主,受限于衬底条件,高质量的α-Sn外延生长及其电输运性质的研究较少。本文结合课题组近几年在α-Sn薄膜外延生长和拓扑输运性质方面的研究进展,系统地综述了高质量单晶α-Sn薄膜的分子束外延生长、电输运的测试方法及拓扑性质的验证。通过对输运性质的研究证实了α-Sn的狄拉克半金属相和自旋极化拓扑表面态,进一步通过改变薄膜厚度和外加应力的方式来实现α-Sn拓扑性质的调控。以上工作不仅为进一步研究α-Sn的拓扑性质提供了重要依据,也为基于α-Sn的新型量子器件研究提供了重要的材料基础。

关键词： α-Sn 拓扑材料分子束外延输运表征狄拉克半金属拓扑绝缘体

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