检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2025年第5期 310-316页

作者：余哲榕周嗣童肖功利杨宏艳陈赞辉桂林电子科技大学信息与通信学院广西高校微电子器件与集成电路重点实验室桂林电子科技大学光电工程学院

提出了一种斜向耦合对称五柱体超表面结构，能够实现宽带的太赫兹反射式偏振转换器。通过使用时域有限差分（FDTD）法对该结构进行数值仿真，结果显示在2.35～4.51 THz频率范围内，该结构可以实现线偏振之间的交叉转换，且偏振转换率均... 详细信息

提出了一种斜向耦合对称五柱体超表面结构，能够实现宽带的太赫兹反射式偏振转换器。通过使用时域有限差分（FDTD）法对该结构进行数值仿真，结果显示在2.35～4.51 THz频率范围内，该结构可以实现线偏振之间的交叉转换，且偏振转换率均超过99%。当改变中间圆柱的长轴参数时，还能在2.42～4.83 THz频率范围内实现线偏振与圆偏振之间的转换，转换频率范围内反射系数均高于0.9。所设计的结构可以通过调节中间圆柱的长轴参数大小来实现1/2波片和1/4波片之间的切换，具有优越的性能，在偏振调制多功能器件领域具有一定的应用前景。

关键词：超表面太赫兹偏振转换偏振调制

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对称破缺二聚体混合结构高Q圆二色性

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光学学报 2023年第22期43卷 258-265页

作者：肖功利周嗣童杨宏艳赖子凡陈佳宇李海鸥刘兴鹏陈赞辉桂林电子科技大学广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004

圆二色性(CD)通常用来表征手性响应强度,在手性检测领域极具应用前景。本文提出了一种金衬底上对称性破缺的全介质二聚体混合结构,可在721.1 nm波段处产生高达0.42的强CD,并且CD谱具有极窄的线宽,仅为0.16 nm。通过琼斯矩阵对该结构进... 详细信息

圆二色性(CD)通常用来表征手性响应强度,在手性检测领域极具应用前景。本文提出了一种金衬底上对称性破缺的全介质二聚体混合结构,可在721.1 nm波段处产生高达0.42的强CD,并且CD谱具有极窄的线宽,仅为0.16 nm。通过琼斯矩阵对该结构进行了理论分析,采用时域有限差分(FDTD)法进行建模与仿真,研究结果表明,通过改变介质二聚体的尺寸大小或椭圆柱介质的旋转角(θ)和两个介质体的相对位置(G)等参数可以对结构的CD响应进行相应的优化。并且通过电场分析发现,圆偏振光激发了二聚体的表面晶格共振(SLR),导致其CD谱具有高品质因子(Q)特性。基于此结构传感的灵敏度为718.3 nm/RIU(灵敏度单位),Q值可高达4489.4。此外,该手性结构的周期单元可以实现数字成像功能,不同偏振光下具有不同的成像信号。高Q值CD的研究结果为高性能的手性传感及光学成像的研究奠定了一定的理论基础。

关键词：圆二色性对称破缺二聚体表面晶格共振

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基于MIM谐振结构的高吸收率太阳能吸波器

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光学学报 2024年第9期44卷 231-239页

作者：肖功利陈康杨宏艳张家荣李苗刘兴鹏陈赞辉桂林电子科技大学信息与通信学院广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004

实现太阳全光谱辐射的完美吸收并尽可能少地使用光敏材料是太阳能吸波器研究的终极目标。提出了一种基于金属-电介质-金属(MIM)谐振器结构的高吸收率太阳能吸波器。该吸波器以金属钨(W)为衬底,衬底上的多层空心圆盘分别构成了金属(Ti)-... 详细信息

实现太阳全光谱辐射的完美吸收并尽可能少地使用光敏材料是太阳能吸波器研究的终极目标。提出了一种基于金属-电介质-金属(MIM)谐振器结构的高吸收率太阳能吸波器。该吸波器以金属钨(W)为衬底,衬底上的多层空心圆盘分别构成了金属(Ti)-相变材料(GST)-金属(Ti)或金属(Ti)-砷化镓(GaAs)-金属(Ti)的MIM谐振器结构。研究结果表明,GaAs和非晶体态GST材料在太阳能吸波器设计方面都有极高的应用价值。该结构在0.3~2.5μm的波长范围内的平均吸收率为97.48%,太阳能光谱加权吸收效率为98.02%;该结构在0.3~4μm的整个工作波段内的平均吸收率为96.95%,太阳能光谱加权吸收效率为97.54%。吸收率大于95%的带宽为2.37μm,吸收率大于90%的带宽为3.57μm。结构自身的对称性使其具备优良的偏振无关特性,有助于吸收太阳光。此外,在0.3~2.5μm波长范围内,该结构对入射角变化表现出稳定的响应。本研究设计的太阳能吸波器具有超宽带和高吸收率的特点,其结构简单,大大降低了制造复杂度和成本。该技术在太阳能收集与转换、光伏器件以及热发射器件等领域具有潜在的应用前景。

关键词：表面光学太阳能吸波器 MIM谐振结构高吸收率超宽带偏振无关

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偏振不敏感高选择性颜色滤波器

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光学学报 2024年第8期44卷 249-255页

作者：肖功利李苗杨宏艳王博文张家荣陈康刘兴鹏桂林电子科技大学信息与通信学院广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004

提出一种偏振不敏感且高选择性的新型纳米结构颜色滤波器。当平面光入射到超材料表面时,金属与介质交界处会发生表面等离子体共振和光学异常透射现象,部分频率的光被束缚在微纳结构中,而其他频率的光发生透射,从而实现滤色效果。采用时... 详细信息

提出一种偏振不敏感且高选择性的新型纳米结构颜色滤波器。当平面光入射到超材料表面时,金属与介质交界处会发生表面等离子体共振和光学异常透射现象,部分频率的光被束缚在微纳结构中,而其他频率的光发生透射,从而实现滤色效果。采用时域有限差分法,对4种不同结构的滤波器的透射光谱和颜色显示规律进行研究。同时,还研究了结构周期、圆环直径、十字架宽度和偏振角等参数对透射光谱和滤波特性的影响。结果表明:与单层表面等离子结构相比,所提双层等离子体亚表面结构模型的透射率更高;在可见光波段内,该滤波器具有偏振不敏感特性,半峰全宽的最小值为23.26 nm,并且具有90.5%的高透射率。这项研究为下一代颜色滤波器的设计提供了理论参考。

关键词：表面光学高传输效率偏振不敏感高选择性双层等离子体可见光

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一种6倍无源增益低OSR低功耗的二阶NS SAR ADC

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微电子学 2024年第2期54卷 177-182页

作者：黄子琪徐卫林韦保林韦雪明李海鸥桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004

针对一阶噪声整形(NS)往往需要增加功耗而以较高的过采样比(OSR)来实现较高的有效位数(ENOB),提出了一种低OSR、低功耗的二阶无源NS SAR ADC。该无源NS模块较高的无源增益可以更好地抑制比较器的噪声;其残差电压是通过开关MOS阵列复用... 详细信息

针对一阶噪声整形(NS)往往需要增加功耗而以较高的过采样比(OSR)来实现较高的有效位数(ENOB),提出了一种低OSR、低功耗的二阶无源NS SAR ADC。该无源NS模块较高的无源增益可以更好地抑制比较器的噪声;其残差电压是通过开关MOS阵列复用积分电容实现采样,从而无需额外的残差采样电容,避免了残差采样电容清零和残差采样时kT/C噪声的产生,因此减小了总的kT/C噪声。180 nm CMOS工艺仿真结果表明,在不使用数字校准的情况下,所设计的10位二阶无源NS SAR ADC电路以100 kS/s的采样率和5的OSR,实现了13.5位ENOB,电路功耗仅为6.98μW。

关键词：逐次逼近模数转换器无源噪声整形低功耗低过采样比残差电压

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一种低信号衰减的三阶噪声整形SAR ADC

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微电子学 2023年第4期53卷 568-573页

作者：罗丹徐卫林韦保林韦雪明李海鸥桂林电子科技大学广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004

针对传统的二阶噪声整形逐次逼近模数转换器(SAR ADC)功耗较大和整形能力不强的问题,提出了一种级联积分器前馈(CIFF)和误差反馈(EF)混合误差控制结构的三阶NS-SAR ADC,并在系统中增加了一个与电容数模转换器(CDAC)串联连接的反馈电容,... 详细信息

针对传统的二阶噪声整形逐次逼近模数转换器(SAR ADC)功耗较大和整形能力不强的问题,提出了一种级联积分器前馈(CIFF)和误差反馈(EF)混合误差控制结构的三阶NS-SAR ADC,并在系统中增加了一个与电容数模转换器(CDAC)串联连接的反馈电容,使得滤波电容不与CDAC直接相连,因而可以利用该反馈电容调节衰减因子,确保了输入信号不被衰减和反馈信号较小衰减。这种EF-CIFF结构提供了更强的噪声整形能力和高阶噪声传递函数的鲁棒性,且只需要低功耗的小增益动态放大器即可实现EF和CIFF两条路径的余差放大。提出的NS-SAR ADC基于180 nm CMOS工艺设计。在1.8 V电源电压下,工作在160 kS/s采样率时,功耗仅11.3μW,在过采样率为8时,实现了15.6位的有效位数。

关键词：噪声整形 EF-CIFF结构逐次逼近寄存器动态放大器串联电容

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一种用于极性反转热电能量收集的升降压转换器

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微电子学 2023年第3期53卷 431-437页

作者：康彦鑫徐卫林李海鸥桂林电子科技大学、广西精密导航技术与应用重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学、广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004

针对传统TEG能量收集系统输入电压单一化与可用功率范围较窄的问题,提出了一种适用于极性反转热电能量收集的升降压DC-DC转换器。采用双极性输入升降压拓扑结构,能够自适应收集双极性输入热电能量,并增加储能升降压回路,有效拓宽了重载... 详细信息

针对传统TEG能量收集系统输入电压单一化与可用功率范围较窄的问题,提出了一种适用于极性反转热电能量收集的升降压DC-DC转换器。采用双极性输入升降压拓扑结构,能够自适应收集双极性输入热电能量,并增加储能升降压回路,有效拓宽了重载下可用功率范围,保证输出电压稳定性,并在轻负载时收集多余能量,显著提高轻载转换效率,保证系统续航能力。最大功率追踪方法采用结构简单、追踪效率较高的开路电压法。180 nm CMOS工艺仿真验证表明,所提出的能量收集系统轻重负载条件下转换效率均高于85%,最高转换效率为93.26%(V_(TEG)=500 mV,R_(S)=210Ω),最大功率追踪效率达到99.52%(V_(TEG)=-600 mV),电路最低工作输入电压为±25 mV,且重负载下1.8 V输出电压纹波小于30 mV。

关键词：双极性输入升降压最大功率追踪能量收集

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一种电流失配自适应补偿宽带锁相环设计

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半导体技术 2023年第6期48卷 500-505,526页

作者：韦雪明梁东梅谢镭僮尹仁川李力锋桂林电子科技大学广西无线宽带通信与信号处理重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004

针对宽带自偏置锁相环(PLL)中存在严重的电荷泵电流失配问题,提出了一种电流失配自适应补偿自偏置锁相环。锁相环通过放大并提取参考时钟与反馈时钟的锁定相位误差脉冲,利用误差脉冲作为误差判决电路的控制时钟,通过逐次逼近方法自适应... 详细信息

针对宽带自偏置锁相环(PLL)中存在严重的电荷泵电流失配问题,提出了一种电流失配自适应补偿自偏置锁相环。锁相环通过放大并提取参考时钟与反馈时钟的锁定相位误差脉冲,利用误差脉冲作为误差判决电路的控制时钟,通过逐次逼近方法自适应控制补偿电流的大小,逐渐减小鉴相误差,从而减小了锁相环输出时钟信号抖动。锁相环基于40 nm CMOS工艺进行设计,后仿真结果表明,当输出时钟频率为5 GHz时,电荷泵输出噪声从-115.7 dBc/Hz@1 MHz降低至-117.7 dBc/Hz@1 MHz,均方根抖动从4.6 ps降低至1.6 ps,峰峰值抖动从10.3 ps降低至4.7 ps。锁相环输出时钟频率为2~5 GHz时,补偿电路具有良好的补偿效果。

关键词：电荷泵失配电流电流补偿自适应控制自偏置锁相环(PLL) 抖动

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基于多层石墨烯-黑磷结构可调谐各向异性吸收器

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半导体光电 2024年第3期45卷 362-368页

作者：肖功利赖子凡杨宏艳林志雄李海鸥陈赞辉桂林电子科技大学广西高校微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004

基于阻抗匹配理论(IMT)和多层局域表面等离子体共振(LSPR)耦合效应,设计了一种多层石墨烯-黑磷可调谐各向异性吸收器。通过采用时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真计算分析发现,TE偏振下,吸收器在波长20.8~45.34μm范围内可实现94%的宽... 详细信息

基于阻抗匹配理论(IMT)和多层局域表面等离子体共振(LSPR)耦合效应,设计了一种多层石墨烯-黑磷可调谐各向异性吸收器。通过采用时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真计算分析发现,TE偏振下,吸收器在波长20.8~45.34μm范围内可实现94%的宽带平均吸收;TM偏振下,在波长16.6~44.6μm范围内可以实现96.3%的宽带平均吸收,呈现出一定程度的各向异性吸收特性。此外,通过调整石墨烯-黑磷块的宽度,可以调节吸收带宽。同时,动态调节石墨烯的费米能级或黑磷的电子掺杂浓度也能够调节吸收带宽和平均吸收率。该研究成果对动态可调谐红外能量采集、偏振选择性吸收和红外伪装领域具有理论指导意义。

关键词：超材料超宽带可调谐各向异性石墨烯黑磷

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基于半嵌入结构的超透镜共聚焦特性

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半导体光电 2023年第6期44卷 889-894页

作者：肖功利陈佳宇杨宏艳赖子凡周嗣童李海鸥刘兴鹏陈赞辉桂林电子科技大学信息与通信学院微电子器件与集成电路重点实验室广西桂林541004 桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004

设计了一种1∶1比例的半嵌入全介质超透镜,该透镜能够实现不同窄波段的共聚焦特性。采用时域有限差分法对不同高度和晶格常数下纳米单元的相移进行了数值分析。基于惠更斯-菲涅耳原理,构建了1环(半径为7.7μm)和3环(半径为13.5μm)的超... 详细信息

设计了一种1∶1比例的半嵌入全介质超透镜,该透镜能够实现不同窄波段的共聚焦特性。采用时域有限差分法对不同高度和晶格常数下纳米单元的相移进行了数值分析。基于惠更斯-菲涅耳原理,构建了1环(半径为7.7μm)和3环(半径为13.5μm)的超透镜,并对比分析了它们的聚焦特性。在3环设计下,当波长为600 nm、线偏振光时,超透镜的焦距离设计目标偏差约为2.2%,焦点半高全宽为1.1μm,聚焦效率达到68.28%。此外,还对650~490 nm波段内的超透镜色散进行了分析,并得到了650~550 nm波段内100 nm带宽和550~490 nm波段内60 nm带宽的恒定共聚焦焦点,这是由于焦深的存在所导致的。所设计的超透镜结构具有偏振不敏感、亚衍射极限聚焦、变焦和窄波段共聚焦的特性,在超分辨率、光路复用、彩色成像等领域具有潜在的应用价值。

关键词：超表面超透镜共聚焦传输相位偏振不敏感光路复用

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