一、用经典方法求解EIT（论文文献综述）
张宇昊[1]（2021）在《基于电介质材料的微纳结构米氏共振及其应用研究》文中指出基于金属材料的纳米结构,由于其特有的表面等离激元共振特性（Surface Plasmon Resonance,SPR）,可以实现电磁波振幅、相位、偏振等特性的调控,成为近些年来一个重要的研究方向。但由于金、银等金属材料有不可忽略的热损耗,且制备工艺与成熟的CMOS工艺不兼容,限制了它在微纳光子学中的应用,迄今为止只有很少一部分基于局域表面等离激元的超构材料,能够在实际应用中被实现。近期的研究发现,高折射率电介质纳米颗粒也能产生很强的光学共振,并且同时包括电类型和磁类型的共振,而金属纳米颗粒只能产生电类型的共振。同时,与金属材料相比,电介质材料的损耗非常小几乎可以忽略。基于电介质材料的微纳器件可以解决金属结构存在的问题,从而为高性能、小型化和高集成度光子器件的实现提供新的道路。本文利用高介电常数的电介质结构替代目前广泛应用的金属结构来产生谐振,研究基于电介质材料的不同微纳结构中所产生的米氏光学响应及其相应的滤波和传感性能,主要的研究工作如下:1.对基于电介质材料微纳结构产生的共振类型及其相应的共振原理进行了探究,详细介绍了在基于电介质材料的微纳结构设计中,常常用来改善谐振的特性参数的方法:连续域中的束缚态理论和法诺共振理论。根据这两个理论,总结了设计、优化能够实现预期共振特性的基于电介质材料的微纳结构的构造方法。2.建立了电介质材料六边形微纳结构的理论模型,使用时域有限差分（FDTD）方法数值计算分析了其产生的共振类型和特性,通过调控六边形长轴长度、旋转角度、周期比例等几何参数,实现了连续域中的束缚态（BIC）从8μm到12μm的长波红外波段连续可调,同时研究了入射平面光的角度对共振特性的影响。3.针对电介质材料六边形微纳结构的共振特性,即BIC从8μm到12μm的长波红外波段连续可调,数值计算了其在窄带反射式滤波器上的应用,在长波红外范围下实现了平均90%的反射率和均值200的Q值;本文提出的反射式滤波器的平均品质因数为300,移相时间仅需1.7ps,而插入损耗仅为0.4dB。同时,仿真分析了实验中可能出现的六边形圆角的问题对共振可能产生的影响。4.建立了“吉祥结”（十字与圆环）结构的电介质材料微纳结构的理论模型,使用FDTD方法数值计算分析了其产生的共振类型和特性,并数值计算了其在折射率传感器上的应用。本文提出的光学折射率传感器可以实现986nm/RIU的高探测灵敏度,平均品质因数（FoM）值为29,同时可以达到200的平均Q值,且移相时间仅1.8 ps。同时,该结构对入射光的偏振方向和入射角度均不敏感,可以实现器件在复杂环境中的应用。并且数值仿真模拟了质量分数为20%的葡萄糖溶液在不同温度下的折射率的变化,探测灵敏度可达到1000nm/RIU。5.实验制备了“吉祥结”结构阵列,利用真空磁控溅射镀膜系统和等离子体增强化学气相沉积（Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition,PECVD）系统进行材料的薄膜沉积;利用电子束曝光技术（Electron Beam Lithography,EBL）和传统的紫外光刻系统实现制备中“吉祥结”结构的图形化;利用感应耦合等离子体刻蚀（Indutively Coupled Plasmon,ICP）系统和深硅刻蚀等离子刻蚀系统完成了材料Si的相关刻蚀工艺;利用了SEM设备对结构进行结构参数表征,并且进行了初步的光谱测试。
宫廷[2]（2021）在《超冷基态85Rb133Cs分子量子态的制备和微波相干操控》文中研究表明随着激光冷却原子技术的发展,超冷分子由于其独特的特性引起了广泛的关注。与原子相比,分子拥有更加丰富的振动和转动自由度。极性分子具有永久电偶极矩以及长程各向异性相互作用使得其可通过外场进行分子内态操控。这些特性使得超冷极性分子成为实现精密测量、量子计算以及量子模拟的良好载体。稳定分子态的制备是实现这些应用的前提。最低振动基态超冷极性分子由于其势阱深度较深,不会弛豫到更低的能态,分子性质较为稳定,且基态分子寿命较长,因此经常被作为研究对象。制备超冷基态分子的方法主要有以下几种,直接激光冷却、费氏巴赫共振结合受激拉曼绝热转移以及光缔合。直接激光冷却分子需要形成闭循环跃迁其适应的分子种类较为受限。费氏巴赫共振结合受激拉曼绝热转移的方法可实现基态分子转动能级的超精细分辨,因其直接构建了制备分子的通道,所以分子产率较高,被研究人员广泛使用。相比于费氏巴赫共振结合受激拉曼绝热转移的方法,光缔合在实验上操作较为简单,且可以实现分子的连续制备,也是一种较受欢迎的制备分子的手段。其中短程光缔合制备的激发态分子可以直接自发辐射至基态,引起了研究人员的兴趣。相较于直接构建制备分子的通道,短程光缔合通过自发辐射机制制备得到的分子产率较低。研究人员尝试研究不同光缔合中间态的光缔合谱并计算该中间态与原子态和分子态的弗兰克康登因子来探索寻找制备基态分子产率较大的中间态。如果能找到一个可构建原子-分子相干转移通道的中间态,可以极大地提高基态分子的产率。在完成超冷基态分子的制备后,由于微波满足基态转动能级的跃迁频率,故经常被用来耦合最低振动基态分子的相邻转动态。微波操控基态分子内态在很多方面都有应用价值,比如:量子磁性、拓扑相位以及合成尺寸等。量子计算对分子能级的相干性有一定要求,为此有不少研究学者展开了超冷基态分子转动量子态的相干性探索。制备得到基态分子后,在微波场的作用下,可实现转动能级拉比振荡的测量,进而求得相干时间。类似的测量仅在由费氏巴赫共振结合受激拉曼绝热转移的方法制备得到的超冷40K87Rb、23Na40K、87Rb133Cs和23Na87Rb分子以及由直接激光冷却制备得到的Ca F分子中完成。极性分子较大的电偶极矩为实现量子计算奠定了基础,电偶极矩的存在使得极性分子可以通过外电场实现偶极-偶极相互作用的调控。早在上世纪八十年代研究学者便展开了极性分子电偶极矩的理论研究和实验测量。其中通过费氏巴赫共振结合受激拉曼绝热转移制备得到的40K87Rb、87Rb133Cs、23Na87Rb分子以及通过光缔合制备得到的7Li133Cs分子的电偶极矩测量已完成。超冷85Rb133Cs基态分子的电偶极矩测量还并未实现。本文选择短程光缔合这种方法来制备超冷基态85Rb133Cs分子。基于以上研究背景展开了以下几个方面的研究。1.21Π1-23Π1-33Σ1+光谱以及33Σ1+特性研究具有单态-三态混合特性的中间态可以极大地提高分子产率。在这里,我们研究了21Π1-23Π1-33Σ1+的光缔合光谱。依照分子态标定方法,我们知道这三个态的角动量Ω均为1,其振动光谱中不应出现J=0这一组分,然而研究发现33Σ1+（v=3）存在J=0组分。基于此我们较为详尽地研究了33Σ1+（v=3）的特性,研究表明通过这一振动能级制备得到基态分子的产率较其他振动能级更高,转动常数也较邻近振动能级有突变,显示了33Σ1+（v=3）这一能级共振耦合的特性。实验中利用损耗光谱实现了基态分子转动分布的测量,并且对比分析研究了经由33Σ1+（v=3,J=1）制备得到基态分子的级联辐射机制,研究发现通过33Σ1+（v=3,J=1）制备的分子存在直接单步自发辐射至基态的通道,这有异于其他分子态的双光子级联辐射机制。这为进一步利用原子-分子相干转移技术实现超冷基态85Rb133Cs分子的大量制备奠定了基础。2.二能级微波相干谱以及相干时间的测量在实现超冷基态85Rb133Cs分子的制备后,通过微波耦合相邻转动态,我们实现了二能级X1Σ+（v=0,J=1）和X1Σ+（v=0,J=2）微波相干拉比振荡的测量。在使用考虑了纵向和横向衰减时间的密度矩阵后,分析了分子布居的演变,确定了相干时间,并且了解了平衡态的相关知识。3.三能级微波相干谱的测量以及光谱分析在二能级微波相干拉比振荡的研究基础上,构建阶梯型三能级结构,进行了三能级微波相干谱的测量。在π脉冲的作用下,我们将初始布居于X1Σ+（v=0,J=1）的分子全部转移至X1Σ+（v=0,J=2）,并测量了X1Σ+（v=0,J=2）和X1Σ+（v=0,J=3）的拉比振荡,得出了这两个能级的相干时间。同时,我们用较弱的探测微波场耦合X1Σ+（v=0,J=1）→X1Σ+（v=0,J=2）的跃迁,用较强的控制微波场耦合X1Σ+（v=0,J=2）→X1Σ+（v=0,J=3）的跃迁。固定控制微波场的频率来扫描探测微波场的频率得到了三能级微波相干谱。最后,我们用Akaike’s information criterion（AIC）的判据分析了相干谱的谱线线型,并且讨论了观察到的光谱分裂展宽以及频率中心的偏移现象。4.超冷基态85Rb133Cs分子电偶极矩的测量基于三能级微波相干谱的研究,我们测量了外电场作用下基态X1Σ+（v=0,J=1）的能级分裂,并且得到了超冷基态85Rb133Cs分子的电偶极矩。相较于同样利用光缔合制备得到的7Li133Cs分子,其采用损耗谱测量能级分裂,并且忽略了激发态的能级分裂。我们采用的微波相干谱有如下优势:在测量精度上微波相干谱要比损耗光谱高三个数量级以上;微波相干谱构建的lambda型的三能级结构可以有效地避免由于上能级的Stark分裂带来的影响。5.85Rb里德堡原子测量电场强度为得到超冷基态85Rb133Cs分子较为准确的电偶极矩,电场强度的测量和校准也非常关键。在这里,我们利用里德堡原子对外场的敏感性来校准施加在栅网电极板上的电场强度。较弱的探测光耦合5S1/2→5P3/2的跃迁,较强的耦合光耦合5P3/2→10D3/2的跃迁。固定探测光的频率,通过扫描耦合光的频率并监测探测光光强得到EIT光谱。对比分析不同电场强度下85Rb里德堡原子10D3/2态的能级分裂并计算了相应磁子能级的极化率,最终实现了电场强度的校准。
国馨月[3]（2021）在《太赫兹超材料生物传感技术研究》文中认为生物传感器是将生物响应转换为电信号的分析装置,目前已应用于食品产业、医疗等多个领域,具有更好的稳定性和灵敏度,因此成为研究生物现象不可或缺的工具。利用超材料（Metamaterials）的局域近场增强效应与太赫兹（THz）波在生物检测领域的优势相结合,使THz超材料在未来对生物大分子的微量检测中展现了巨大的应用前景。本论文针对THz超材料生物传感器展开研究,主要包括以下三方面内容:（1）总结基于电磁诱导透明（EIT）现象的已有工作,利用仿真软件CST设计了THz波段类EIT超材料生物传感器的几何结构。电场分析揭示了由明模与暗模之间电磁相消干涉产生透明峰的形成机理;仿真了超表面传感器在待测物不同厚度、覆盖面积及介电常数下的传感特性,结果显示待测物厚度t=17μm时达到检测极限,且传感有效区域集中在内部开口圆环与外部方环之间,灵敏度为162 GHz/RIU。（2）加工了基于EIT谐振模式的开口谐振环（SRRs）超表面样品;根据上述对EIT透射峰谐振机理的解释,利用该透射峰的频率偏移作为检测MDK中期因子浓度的指标之一,获得了频移Δf与强度差对浓度的依赖关系。通过对全光谱幅度差（FSAD）进行再次傅里叶变换,得到的赝谱结果显示:所设计超表面传感器的检测限（LOD）至少可达0.5μg/m L,测量时间缩短到5分钟以内。其次,利用连续小波变换（CWT）,获得了不同溶液和不同MDK浓度的二维时频消光映射谱。结果表明,由CWT计算处理的未归一化消光二维时频映射（TFMs）可以清晰地识别不同溶液而不引起混淆;最后,这些具有类似于传统ELISA荧光图像的双域二维映射还可作为MDK浓度水平的有效可视化输出。与ELISA方法相比,该传感器平台提供了统一的测量标准,使每次测量的MDK表达水平具有可比性,在未来的癌症疾病无标记检测中显示出EIT超表面传感器的潜在应用价值。（3）设计了由不同开口谐振环（SRRs）组成的超表面作为细胞生物传感平台。TFMs结果显示了正常上皮角质化细胞Ha Ca T与口腔癌细胞HSC3的差异,进一步证明CWT在细胞类型的无标记识别中极具潜力。此外,TFMs还对HSC3细胞实现了浓度从1×105cells/m L到7×105 cells/m L的检测,为癌症相关生物分子的高灵敏传感提供了一条新的途径。最后,在比较了不同超表面的二维TFMs后,发现通过设计不同SRRs结构,可以控制生物细胞与局域场之间的耦合,这意味着不同超表面近场分布对生物细胞产生作用不同,这种特性也为局域近场的生物电磁相互作用提供了参考。
蒋藩[4]（2020）在《基于光子晶体纳米梁腔的类电磁诱导透明和吸收效应研究》文中研究指明光子晶体是一种由不同介质材料呈周期性排列的人工微结构。在光子晶体中人为的引入缺陷或者破坏光子晶体的周期性,从而形成光子晶体谐振腔。光子晶体纳米梁（Photonic Crystal Nanobeam,PCN）腔就是一种典型的光子晶体谐振腔,因其有着紧凑的结构、极高的品质因子以及制备相对简单的优势,从而在很多方面都有广泛的应用。本文对基于PCN腔的电磁诱导透明（Electromagnetically Induced Transparency,EIT）效应与电磁诱导吸收（Electromagnetically Induced Absorption,EIA）效应进行了研究,并借助石墨烯的费米能级可调来控制PCN腔的损耗来实现对EIT效应和EIA效应的控制。同时,利用理论分析和数值模拟相结合的方法,探索基于PCN的EIT效应和EIA效应的物理机制及其潜在应用。本文紧紧围绕基于光子晶体纳米梁腔的电磁诱导透明和吸收效应这一主题,从光学干涉的方面阐述了两项具体研究工作:（1）设计并提出了一种由硅波导和两个PCN腔组成的PCN腔-波导耦合系统及其理论模型,并通过时域有限差分法（Finite Difference Time Domain,FDTD）研究了该结构的传输和共振特性以及EIT效应。通过优化两个腔之间的耦合距离,可以实现对形成的类EIT效应产生的透明窗口进行调制,这是由于两个腔近场耦合产生的相消干涉引起的。通过在暗模式腔顶部进一步与石墨烯集成,可以通过调节石墨烯的费米能级来实现对EIT效应的完全开-关调制,而无需重新优化或重新构造结构。结合耦合模理论（Coupled Mode Theory,CMT）的理论分析表明,类EIT效应的主动调制归因于暗模腔损耗的变化。此外,通过改变石墨烯的费米能级还实现了对群时延的主动调制,从而实现了对慢光的控制。（2）设计并提出了一种PCN腔-波导耦合系统,该系统由一个带有PNC辐射腔C1的硅波导与另一个PCN亚辐射腔C2侧耦合而成,以此来研究类EIA效应。当两个腔之间的近场耦合强度足够强时,在系统传输谱中的共振频率处出现了明显的吸收窗口。基于CMT的理论分析表明,吸收窗的形成和演化分别归因于极强的相消干涉、辐射腔与亚辐射腔之间的耦合距离。通过在亚辐射腔顶部进一步与石墨烯集成,可以通过调节石墨烯的费米能级实现类EIA效果的开-关调制,而无需重新优化或重新构造结构。结合CMT的理论分析表明,类EIA效应的主动调制归因于亚辐射腔损耗的变化。此外,还对该系统的慢光和吸收特性进行了一定的研究。
谷振宁[5]（2020）在《无损表面等离激元狭缝波导中光孤子的传播特性研究》文中进行了进一步梳理当常规光学电路的尺寸减小到纳米级时,光的传播会受到衍射的限制。然而,表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons,简称SPPs）为构建此类纳米级光子学器件提供了途径。表面等离激元波导可以在纳米级上限制和操纵表面等离激元,并支持表面等离激元在其金属电介质界面处的传播。其中金属-电介质-金属（metal-dielectric-metal,简称MDM）波导由于其结构简单,易于制造,具有强大的限制光波的能力,因此被认为是最有价值的微纳光学结构之一。但是由于其具有金属界面,所以当表面等离激元在其界面上传播时不可避免的会受到欧姆损耗,极大的限制了其传播距离,这成为了制约金属微纳波导实际应用的瓶颈之一。因此本学位论文的主要目的就是研究如何去克服欧姆损耗,让表面等离激元和金属-电介质-金属波导结构的优势充分结合起来,使表面等离激元能够传播更远的距离,使其更具有应用价值。本文的研究主要包括以下几个方面:（1）研究了MDM波导中的电场模式和色散关系。我们首先介绍了MDM波导结构,并通过麦克斯韦方程组推导出了其色散关系,说明了TM模式才能够激发SPPs,然后分析了MDM波导的电场模式,发现TM模式下反对称模式随着传播距离的增加,光场强度相比于对称模式衰减更剧烈,在没有加入非相干泵浦的情况下反对称模式不如对称模式传播的距离远,因此在后续的研究中我们可以为系统提供增益来使对称与反对称两种模式都能够传播理想的距离。（2）通过引入非相干泵浦对MDM波导中对称和反对称表面等离激元孤子展开了研究。我们提出了在MDM三层波导结构中掺杂三能级量子发射体,产生电磁感应透明效应（electromagnetically induced transparency,简称为EIT）,并引入非相干泵浦为系统提供增益,抵消欧姆损耗从而实现无损表面等离激元孤子的方案。我们首先研究了非相干泵浦速率Γ31与增益-Im（K）的关系,结果发现这两种模式的增益随着Γ31的增加而增大。并且,当反对称模式的吸收饱和时,增益就不会增加了。通过计算群速度,我们发现这两种模式都可以以慢光的形式传播。在非线性传播模式下,研究发现,虽然不同的模式分别采用了不同的非相干泵浦,但在EIT效应和MDM波导光场囚禁增强效应的共同作用下对称和反对称的表面等离激元都可以极大地增强克尔非线性。最后,通过数值模拟,证明增益辅助（1+1）维对称和反对称的SPPs孤子可以利用MDM波导的光场囚禁效应来实现。本文的研究结果能够帮助我们了解表面等离激元孤子的传播特性,并且其预测结果对纳米级的光传输的研究也有一定的指导意义。
温荣[6]（2019）在《冷原子系综中光与原子相干性的转换》文中研究说明光与原子相干性之间的转换是研究光与原子相互作用的基本问题之一。光与原子之间的量子态转换可用于实现宏观原子系综的纠缠、量子隐形传输、量子存储,以及量子中继器,因此其在量子信息处理和量子网络中有非常重要的作用。原子系综的原子数目能通过激光冷却囚禁技术而大幅提升,并且原子的基态相干性能被有效操控而最大限度地匹配输入的光场模式,原子系综能实现超过90%的光-原子转换效率乃至光学存储效率。光场中没有被存储到原子内态相干性的部分,即通常被称为漏光,被普遍认为是量子系统的损失而无法被利用。但是,只要这部分光场的相干性没有破坏,其携带的信息仍可再利用。光与原子相干性之间的线性转换本质上是一种线性分束器模型,而原子系综本身具有很高的可操控性。因此,可以利用光与原子之间的转换实现可操控的光与原子量子界面。我们基于电磁诱导透明效应中的暗态极化子的概念提出了虚拟光-原子分束器的概念,并在冷原子系综中对光与原子相干性的转换进行了研究:通过改变控制光的光强而改变分束转换比例,实现了分束比可调的光-原子分束器;此外,我们发现转换过程中不可避免的损耗会引起光与原子相干性之间非厄米的转换。我们通过调节激光频率以及原子系综的光学深度发现光-原子分束器的厄米特性可以变换。因此我们实现了一个厄米性可调的分束器,相比于常规的固态分束器,这种虚拟分束器具有更大的操作自由度。本论文包含以下三个工作:1.利用DLCZ方案实现光-原子相干性转换产生关联光子对。在二维磁光阱中通过读写过程产生关联光子对以及宣布式单光子,并且研究在不同的实验条件下,双光子波包的变化情况。利用DLCZ方案的读取过程,通过改变读光光强,观察原子自旋波的转换情况,模拟原子自旋波的分束过程,我们发现原子自旋波的读取效率与读光强度和脉冲宽度均成正比。2.在三能级电磁诱导透明[Electromagnetically induced transparency（EIT）]系统中,通过EIT存储过程实现光场与原子基态相干性之间的相干分束。在不同的控制光条件下,EIT存储效率也不同,且未被存储的光与原子自旋波的比例会发生改变。当控制光从0.5 mW一直增大到12.5 mW时,光和原子相干性的比例被有效调节。在3 mW处,光与原子的比例为50:50。因此,我们分别演示了DLCZ和EIT存储过程中,改变泵浦光的激光光强均可实现控制光和原子之间的转换效率,从而实现分束比可调的分束器。3.将光和原子自旋波在虚拟分束器上进行合束,通过施加控制光脉冲引起光和原子自旋波的同时转换并干涉。通过调节电磁诱导透明过程的单光子失谐和原子系综的光学深度可以控制分束过程中的损耗比例,进而影响干涉结果:当损耗可以忽略不计时,光和原子自旋波的转换是厄米的,干涉条纹互补;当损耗增大时,光和原子之间的转换呈现非厄米特性。最终,我们实现了厄米性可调的光-原子分束器。
徐之遐[7]（2019）在《人工电磁材料界面电磁波的辐射、传输和散射研究》文中指出人工电磁材料是由大量人为设计的单元结构排布构成,能够在亚波长尺度上对电磁波特性进行调控,具有很多常规材料所没有的特性,所以也可以称为超材料,人工电磁材料是电磁场与电磁波领域非常重要的分支。人工电磁材料不仅适用于天线,滤波器,传输结构等电磁模块设计,也为凝聚态物理提供了理论验证与模拟实验平台,促进了物理学的发展。近年来引发关注的人工电磁材料的研究对象有:类表面等离极化激元（SSPPs）,人工阻抗表面构成的界面波导,光子拓扑绝缘体,类电磁诱导透明（A-EIT）,全介质人工电磁表面等。本文对这些内容进行理论分析并探索相关应用前景,以不同人工电磁材料交界处的电磁界面特性为主线,研究了电磁波的辐射、激励、传输、散射及谐振问题,主要工作内容如下:（1）研究并验证了SSPPs传输线的辐射现象,设计了小型化SSPPs传输线。SSPPs是一种周期性金属结构与空气界面支持的电磁表面波,由于其辐射现象不明显,在过去的文献中辐射现象往往被忽视。本文研究了SSPPs的辐射机理,建立了其行波天线辐射模型,并设计了梯度电阻加载结构,将有限长度的SSPPs辐射从传输线的总体辐射中分离。理论、仿真与测试结果均表明:平面SSPPs传输线存在辐射,而且是微波波段,尤其是低频波段传输损耗的主要来源,这会给系统带来潜在的串扰信号。利用金属化过孔墙技术,设计了低阻抗槽线与SSPPs的过渡结构,增强了慢波效应,减小了由共面波导馈电的双侧SSPPs传输结构的横向尺寸,为小型化表面波传输线提供了一种有效方案。（2）提出了由槽线、共面波导到具有横电-横磁阻抗特性(ZTE-ZTM)的人工电磁表面构成的阻抗界面波导的过渡结构,解决了如何高效激励阻抗界面波导的难题,为阻抗界面波导在微波波段的实际应用奠定了基础。ZTE-ZTM界面波导始终缺乏有效的激励途径,以往的研究不得不使用探针在界面处进行近场激发,耦合效率很低,因此ZTE-ZTM阻抗界面波导始终无法应用到实际的设计中。本文利用缓变匹配技术,分别设计了由槽线、共面波导转换到ZTE-ZTM阻抗界面波导的宽频段过渡结构,实现了传统的准横电磁模与人工阻抗界面处的线波模式的高效过渡,散射参数与近场分布的测试与仿真结果吻合,计算所得线波模式的色散特性与本征模仿真结果一致。（3）研究了拓扑边界模式对整体晶格形变的免疫性,为无序晶格设计以及相应能带特性研究提供了思路。以往研究已经证明具有C3旋转对称性的六边形晶胞具有谷拓扑带隙,拓扑界面模式的传播对局部晶格的缺陷具有鲁棒性,但整体晶格的无序形变对拓扑边界模式传输的影响尚缺乏研究。本文将蜂窝晶格中每个顶点在一定区域内随机移位,形成了类似泡沫分布的长程无序晶格。仿真和实验研究表明:拓扑边界模式对整体晶格的无序扰动也具有一定的鲁棒性,类似聚合物分布的无序体系依然能保存一定的拓扑特性。随着无序性的增加,光子带隙将变窄。利用3D打印技术设计制备了晶格形变的拓扑界面波导,在微波波段进行了实验,测试与仿真结果一致,在剧烈弯折的结构中,拓扑界面模式依然在带隙内具有显着的传输峰,实验验证了拓扑界面模式能够在无序形变晶格中传播。（4）研究了开口谐振环（SRRs）阵列中的磁感应波,实现了高于SSPPs传输线截止频率的隧穿传播,以此设计新型多通带滤波器;接着提出了利用磁感应梯度人工电磁表面实现无反射的‘局域彩虹’效应,以此设计出新型吸收式带阻滤波器。过去关于隧穿传播的研究集中在孔洞金属波导低于截止频率波段的倏逝波传输,本文在SSPPs传输线两侧加载一维周期性SRRs磁感应传输通道,实现了高于SSPPs截止频率的隧穿传播,为带通滤波器提供了新的实现手段。过去大多数‘局域彩虹’结构依赖于色散设计,不同频率的波在不同区域截止,难以克服反射波,本文提出垂直主传输线的导波方向加载磁感应梯度人工电磁表面,不同波长的波被局限在人工电磁表面中相应的磁感应通路,长时间的振荡显着增强了金属贴片与介质板的吸收率,阻带能量转换为热损耗,反射和辐射可以忽略不计,实现‘局域彩虹’效应并为吸收式滤波器设计提供了新思路,设计了一系列单频、多频和宽带吸收式滤波器作为实例,按照所提方案设计的滤波器阻带抑制特性明显,并保持端口阻抗匹配特性,消除了传统反射式滤波器阻带信号对前级链路的影响。（5）研究了人工电磁表面中的两种强耦合体系,提出了使用硅介质颗粒近场激发金薄膜表面等离激元（SPs）,降低了传统金属颗粒激发结构中的欧姆损耗;此外,设计了基于类磁性局域表面等离激元（spoof-MLSPs）和SRRs的A-EIT人工电磁表面,所得尖锐透明传输谱线具有一定的传感应用的前景。空间波激发低损耗硅介质颗粒的磁偶极子模式,通过近场耦合激发金属-空气界面的SPs模式,仿真所得频谱分裂现象与洛伦兹耦合方程所得理论结果一致。在提出的A-EIT人工电磁表面中,SRRs作为明模谐振器被空间波电场直接激发,spoof-MLSPs为暗模谐振器被SRRs近场磁耦合激发,形成尖锐的透明传输谱线,并伴随大群延时特性,仿真、测试与洛伦兹耦合模型理论解吻合。（6）研究了受晶格调控的全介质人工电磁表面的米散射特性,并在微波波段利用陶瓷颗粒进行了验证,促进了微波波段全介质人工电磁材料的进步。工作在微波波段的人工电磁表面通常依赖金属单元形状设计,基于印刷电路板工艺进行制备,具有单元设计复杂、易腐蚀、易受热形变等缺点。本文研究的全介质人工电磁材料不需改变颗粒几何形状,仅通过调节晶格尺寸即可调节颗粒之间的相互作用,从而调节空间波传输的频率响应特性。此外,陶瓷材料具有低损耗、硬度高、抗腐蚀、耐高温等优势,对高功率低损耗的全介质人工电磁材料设计具有重要意义。本文工作聚焦于界面电磁波的辐射、传输和散射,探究了界面电磁学中的一些关键问题,促进了人工电磁材料理论与应用的发展。
王改莹[8]（2019）在《量子相干调控金刚石锗空位色心光学双稳和多稳研究》文中研究表明激光与介质相互作用会诱导出许多量子相干效应,将引起光的色散、吸收和非线性等方面的特性显着改变。因此量子相干在非线性光学、激光物理、量子光学等研究方向产生重要的影响。光学双稳近年来由于在光学晶体管、光电转换、存储元件、全光开关和逻辑电路方面的潜在广泛应用引起了众多研究者的关注。本论文在光与物质相互作用的半经典理论背景下,基于电磁感应透明原理从理论上研究了四能级N型金刚石锗空位色心方案中的光学双稳和光学多稳特性。论文内容主要分为以下几个部分进行:第一部分:首先介绍了光学双稳的研究背景及现状。随后对锗空位色心系统光学性能方面的研究进展进行了详细介绍。锗空位色心优异的光学性能和单光子水平的非线性等特性,将有助于锗空位色心中光学双稳的实现。第二部分:介绍了光与物质相互作用的理论基础。其中对论文研究过程中所用到的物理方法和物理原理进行了详细介绍,包括旋转波近似、慢变包络近似、几率幅方法、密度矩阵方法、光在原子介质中的传播理论和电磁感应透明原理。第三部分:首先介绍了光学双稳产生的基本原理及其分类,其次对于量子相干诱导光学双稳态机制也做了详细讨论。最后主要阐述了我们的研究工作:金刚石锗空位色心中由量子相干调控的光学双稳和光学多稳特性。第四部分:对论文研究的内容进行总结,并展望了在锗空位色心中实现的光学双稳和光学多稳在以后科学领域理论和应用方面的前景。本文的研究成果主要为:在金刚石锗空位色心中由量子相干所产生的光学双稳行为对探测场和耦合场的失谐量、场强度以及锗空位色心的粒子数密度等参数非常敏感,可以通过改变这些参数来控制光学双稳的阈值。此外,我们研究发现通过调节控制场的强度和锗空位色心的粒子数密度可将光学双稳转换为光学多稳,并对其阈值进行调控。本文的创新点:锗空位色心的光学性能相比于以往的其他金刚石空位色心更具有优势,所以锗空位色心中研究光学双稳和多稳特性的工作具有很大意义。我们的研究结果与以往的N型原子系统中的光学双稳研究方案结果不完全一致,对于实现光学双稳和多稳及其调控的实验条件给出了详细的精确数据方案。并且对锗空位色心的粒子数密度与光学双稳和多稳的调控进行了相关的讨论。这为研究者实现光学双稳相对应用时,选取更优异的非线性材料提供了一定的理论指导。
韩倩[9]（2017）在《基于无监督学习的EIT图像重建方法研究》文中研究说明电阻抗层析成像技术（Electrical Impedance Tomography,EIT）是一种新型的无损功能成像技术,因其具有可视化、无辐射、非入侵性、响应快、结构简单、低成本等优点,成为国内外研究的热点。EIT图像重建属于逆问题求解,由于EIT逆问题存在严重的病态性和非线性,传统的重建方法将EIT逆问题映射到特定的空间进行求解,导致图像重建精度降低。现有的机器学习方法中,神经网络容易陷入局部极值点,且实际应用中难以获得足够多的标记样本用于训练,导致模型的泛化能力较差。无监督学习算法不需要单独的离线训练过程和带标记的训练数据集,可以通过自主学习数据集,抽取相应的内在规律和规则,做出合理的决策。本文基于无监督学习对EIT图像重建方法展开研究,主要工作如下:一、建立了 EIT测量值到重建图像的映射模型,将映射关系确定转化为分类问题,根据像素分类结果重构出图像像素值。二、为了更好地实现像素分类,提高EIT重建图像的准确性,提出基于等位区理论的EIT边界测量电压预处理方法,建立物场区域到重建图像像素的点对点映射模型,将测量电压预处理得到的物场剖分子块对应的电压向量作为特征向量,对物场剖分子块进行分类,从而得到像素分类结果。三、依据不同的物质具有不同的电阻抗,物场不同物质区域具有区别性的特征向量,提出了基于模糊C均值（Fuzzy C-Means Algorithm,FCM）聚类的无监督学习方法,对EIT系统中物场剖分子块对应的特征向量进行分类,重构出物场中电导率分布,实现EIT图像重建。四、为了验证本文算法的有效性,对EIT重建图像质量进行了客观、定量的评价,提出了具有物理意义的EIT图像质量评价指标,以占空比、形心、质心、形状误差为评价指标分别对本文算法、共轭梯度法（Conjugate Gradient,CG）和BP神经网络算法实验结果进行了评价。通过仿真实验和系统实验验证了本文算法的有效性,实验结果表明,相对于传统的CG重建算法和基于监督学习BP神经网络算法,本文提出的基于聚类机制的无监督学习算法,能够更好地重建出EIT被测物场内的介质分布。
张强[10]（2016）在《基于量子—光子学类比的表面等离激元天线特性研究》文中认为贵金属微纳结构与外来光场的相互作用主要体现为表面等离激元共振（surface plasmon resonance,SPR）,因此这种微纳结构也常常被称作为表面等离激元微纳天线（plasmonic nanoantenna,PN）。PN是光学超材料和超表面的基本构成单元,对PN光学特性的研究是设计功能型超材料和超表面的必要前提。与此同时,光子系统与电子系统在很多方面具有类比性。利用PN对光波的灵活操控常常可以模拟一些凝聚态物理系统中的量子现象。反过来,这种量子—光子学类比也会对PN的光学性质产生强烈的影响。PN与传统微波及射频天线在机制机理上有许多不同之处,为充分考察其特殊性（如极大的近场增强,灵活可调的共振频率等）,利用量子-光子学类比来设计和研究PN的特性被证明是可靠和有效的,但目前这一类的研究探索显得非常不足。本文的研究目的为探讨微纳光子学中几种典型的量子-光学类比对PN的模场性质、散射特性以及相关光致力学效应的调控作用。论文工作以PN中的多模相互作用导致的Fano共振、电磁诱导透明、旋磁矩共振以及光子的自旋-轨道耦合效应为主线展开了以下的研究内容:（1）探讨了PN中由金属部分产生的不同阶电多极子SPR天线模,以及它们之间的相互作用。特别重点研究了其中由类量子相干效应Fano共振导致的光致力学效应。采用Maxwell张量积分法对支持Fano共振的二聚体型PN中的光力进行了严格的计算。发现Fano共振会导致金属天线臂间的光致成键力发生符号的反转,并通过模场分析阐明了两类反转点的产生机制。进一步对具有多光学暗态Fano共振PN中的光力性质进行了研究,结果表明这种由Fano共振导致的光力反转效应具有一定的普遍性。（2）对PN中与介电狭缝层有关的磁共振腔模的性质进行了研究。讨论了圆盘型金属-介电-金属（metal-dielectric-metal,MDM）贴片型PN中腔模的产生机制,及其宏观光学性质。结合腔模的模场性质和多极子响应,证明腔模中包含磁多极子共振和磁旋偶极子共振。进一步,比较了侧壁开放型和闭合型PN中的腔模性质。发现侧壁金属包层能够破坏甚至消除磁多极子模式,使腔模全部具有涡旋状的磁场分布。最后,给出了预测不同几何尺寸PN中各个腔模共振频率的理论方法。对共振频率不超过600 THz的腔模,理论预测与全波数值计算结果的偏差小于5%。（3）以前两部分的研究结果为基础,研究了PN中天线模和腔模的相干现象。通过调节偶极PN的几何尺寸和负载介电材料,PN中的天线模与腔模能够发生耦合作用。结果表明,角量子数为1的磁偶极腔模与天线模产生正交累加的散射增强效应;角量子数为0的磁旋偶极腔模与天线模发生模式竞争作用,产生具有电磁感应诱导透明（electromagnetic induced transparency,EIT）特征的散射透明现象。采用数值和理论相结合的方法,系统的研究了天线模和腔模的共振频率随PN几何及材料参数的变化关系,提出了独立调节天线模或腔模共振频率的有效方案。（4）沿着量子-光子学类比这一思路,初步研究了PN中与SPP横向自旋有关的自旋-轨道耦合效应。主要包括SPP的单向性激发和自旋相关的PN散射方向调控。分析了圆极化电偶极子（circular polarized elelctric dipole,CPED）和满足Kerker条件的K偶极子辐射场特性。理论上指出CPED和K偶极子都能够产生表面波的单向性激发,全波仿真结果验证了理论分析的正确性。进一步,以纳米球-纳米线耦合型PN为例,指出了SPP的自旋-轨道耦合效应可用来调节PN的散射方向。量子—光子学类比极大的丰富了PN中的光子学现象,对PN以及由其构成的光学超材料的应用研究有重要意义。本论文的研究结果为设计和调控PN的光学性质提供了更灵活的方案。同时,研究结果对理解相应的量子效应有一定帮助。研究结果可应用于基于PN的光学微操控,高灵敏光学传感,散射隐身,结构光的产生和调制,基于自旋概念的光波定向发射等。
二、用经典方法求解EIT（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、用经典方法求解EIT（论文提纲范文）
（1）基于电介质材料的微纳结构米氏共振及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景 |
| 1.2 超构材料的分类 |
| 1.3 数值仿真计算方法 |
| 1.3.1 麦克斯韦方程组 |
| 1.3.2 时域有限差分方法 |
| 1.3.3 仿真模拟结构的设计和优化 |
| 1.4 论文的主要内容及章节安排 |
| 第2章 基于电介质材料的微纳结构共振理论基础 |
| 2.1 米氏散射理论 |
| 2.2 连续域中的束缚态 |
| 2.2.1 通过对称性或可分离性调整激发的BIC模式 |
| 2.2.2 通过参数调整激发的BIC模式 |
| 2.2.3 能够激发BIC模式的反转构造方法 |
| 2.3 Fano共振的基本原理 |
| 2.3.1 基于金属材料的Fano共振 |
| 2.3.2 基于电介质材料的Fano共振 |
| 2.3.3 光学系统中Fano共振的构造方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于电介质材料的长波红外窄带反射式滤波器研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于超构材料的滤波器的研究现状与趋势 |
| 3.3 基于电介质材料的六边形结构阵列理论模型的建立 |
| 3.4 不对称六边形阵列结构的准BIC模式的调控 |
| 3.4.1 结构参数对不对称六边形阵列结构的准BIC模式的影响 |
| 3.4.2 光学参数对不对称六边形阵列结构的准BIC模式的影响 |
| 3.5 不对称六边形阵列结构在中红外反射式滤波器中的应用 |
| 3.5.1 不对称六边形阵列结构在长波红外波段的光谱可调性 |
| 3.5.2 不对称六边形阵列结构中红外反射式滤波器的插入损耗 |
| 3.5.3 不对称六边形阵列结构在制备过程中的圆角容忍度 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于电介质材料的中波红外光学折射率传感器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于超构材料的光学折射率传感器的研究现状与趋势 |
| 4.3 基于电介质材料的“吉祥结”结构阵列理论模型的建立 |
| 4.4 结构的几何参数对Fano共振的影响 |
| 4.4.1 十字结构的几何参数对Fano共振特性的影响 |
| 4.4.2 圆环结构几何参数对Fano共振特性的影响 |
| 4.5 “吉祥结”结构阵列在中红外光学折射率传感器中的应用 |
| 4.5.1 传感器的RI范围和分辨率 |
| 4.5.2 传感器的灵敏度(S) |
| 4.5.3 传感器的品质因数(FoM)和Q值 |
| 4.5.4 移相时间(dephasing time) |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 “吉祥结”微纳结构阵列的制备与测试 |
| 5.1 微纳结构制造系统及设备简介 |
| 5.1.1 镀膜系统及设备简介 |
| 5.1.2 光刻系统及设备简介 |
| 5.1.3 刻蚀系统及设备简介 |
| 5.2 “吉祥结”结构阵列的制备 |
| 5.3 “吉祥结”结构阵列的表征与光谱测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文的主要工作总结 |
| 6.2 论文的创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）超冷基态85Rb133Cs分子量子态的制备和微波相干操控（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 引言 |
| 1.1 超冷基态极性分子的研究背景 |
| 1.2 超冷基态极性分子的制备方法 |
| 1.3 最低振动基态超冷RbCs分子 |
| 1.3.1 超冷基态RbCs分子的特性 |
| 1.3.2 超冷基态RbCs分子的研究进展 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 超冷基态RbCs分子的基本理论和实验装置 |
| 2.1 双原子分子能级 |
| 2.2 洪特定则 |
| 2.3 实验装置 |
| 2.3.1 真空系统 |
| 2.3.2 光学系统 |
| 2.3.3 探测与时序控制系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 最低振动基态超冷~(85)Rb~(133)Cs分子的光学制备 |
| 3.1 实验背景 |
| 3.2 2~1Π_1-2~3Π_1-3~3Σ~+_1中间激发态光谱的研究 |
| 3.2.1 2~1Π_1-2~3Π_1-3~3Σ~+_1中间激发态光谱的研究 |
| 3.2.2 3~3Σ~+_1共振耦合特性的研究 |
| 3.2.3 3~3Σ~+_1级联辐射的研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 最低振动基态超冷~(85)Rb~(133)Cs分子的微波相干操控 |
| 4.1 实验背景 |
| 4.2 实验装置 |
| 4.3 最低振动基态超冷~(85)Rb~(133)Cs分子二能级的微波相干操控 |
| 4.3.1 相邻转动态之间Rabi振荡的测量 |
| 4.3.2 Rabi振荡的理论分析 |
| 4.4 最低振动基态超冷~(85)Rb~(133)Cs分子三能级的微波相干操控 |
| 4.4.1 阶梯型三能级转动态微波相干谱的测量 |
| 4.4.2 微波相干谱的理论分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 最低振动基态超冷~(85)Rb~(133)Cs分子的电偶极矩测量 |
| 5.1 研究背景 |
| 5.2 微波谱测量基态能级分裂 |
| 5.2.1 单微波光谱测量外电场导致的能级分裂 |
| 5.2.2 微波相干谱测量外电场导致的能级分裂 |
| 5.3 外电场场强的校准 |
| 5.3.1 超冷里德堡Rb原子EIT的实验装置 |
| 5.3.2 里德堡EIT外电场场强的校准 |
| 5.4 最低振动基态超冷~(85)Rb~(133)Cs分子电偶极矩的测量 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间完成的学术论文 |
| 博士期间参与的科研项目 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（3）太赫兹超材料生物传感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景以及意义 |
| 1.2 太赫兹超材料生物传感器 |
| 1.2.1 太赫兹波的特性 |
| 1.2.2 电磁超材料器件 |
| 1.2.3 太赫兹超表面生物检测领域的应用 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 2 太赫兹超表面电磁诱导透明(EIT)理论及应用 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 EIT谐振形成机理 |
| 2.3 超表面中类EIT现象的产生与应用 |
| 2.3.1 电磁可重构EIT超表面 |
| 2.3.2 E IT超表面生物传感器 |
| 2.4 本章小节 |
| 3 太赫兹类EIT超表面折射率传感仿真研究 |
| 3.1 模型构建与设计 |
| 3.2 超表面EIT谐振物理形成机制 |
| 3.3 超表面折射率传感器传感性能评估 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 太赫兹类EIT超表面传感器对癌症中期因子的检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 传感器样品制备与测试 |
| 4.3 一维传感参数特性分析 |
| 4.4 二维时频传感参数分析 |
| 4.5 本章小节 |
| 5 太赫兹超表面时频联合映射用于生物细胞的多维分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 原理与可行性分析 |
| 5.3 二维时频联合映射对细胞的多角度解析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及参加的科研项目目录 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
（4）基于光子晶体纳米梁腔的类电磁诱导透明和吸收效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光子晶体 |
| 1.2.1 光子晶体基本概念 |
| 1.2.2 光子晶体纳米梁腔 |
| 1.3 石墨烯简介 |
| 1.4 类电磁诱导透明与吸收 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 理论与数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 典型的唯象理论模型 |
| 2.2.1 耦合模理论 |
| 2.2.2 转移矩阵模型 |
| 2.3 时域有限差分方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于光子晶体纳米梁腔-波导耦合系统中的类EIT效应研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构与设计 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 类EIT的产生 |
| 3.3.2 基于石墨烯的类EIT效应的可调性 |
| 3.3.3 类EIT的理论分析 |
| 3.3.4 群时延的可调性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于光子晶体纳米梁腔-波导耦合系统中的类EIA效应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构与设计 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 类EIA的产生 |
| 4.3.2 耦合距离对类EIA的调控 |
| 4.3.3 类EIA效应的主动可调 |
| 4.3.4 EIA的理论分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）无损表面等离激元狭缝波导中光孤子的传播特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 表面等离激元简介及激发方式 |
| 1.2.1 表面等离激元 |
| 1.2.2 表面等离激元的光学激发方式 |
| 1.3 表面等离激元波导 |
| 1.4 电磁感应透明简介及其研究进展 |
| 1.4.1 电磁感应透明现象 |
| 1.4.2 EIT的基本原理 |
| 1.5 增益辅助的表面等离激元的传播及其研究进展 |
| 1.6 光孤子及表面等离激元光孤子研究进展 |
| 1.7 论文结构 |
| 第二章 光与物质相互作用的半经典理论以及自由空间的光孤子 |
| 2.1 光与物质相互作用的理论描述 |
| 2.2 光与原子介质相互作用时的电磁感应现象以及传播特性 |
| 2.2.1 理论模型 |
| 2.2.2 探测光场在原子介质中的线性传播性质 |
| 2.3 自由空间的光孤子 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 金属-电介质-金属波导中的电场和色散关系 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 MDM结构物理模型 |
| 3.3 MDM结构的电场模式 |
| 3.4 TM模式下对称和反对称两种传播模式的电场振幅研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 具有非相干泵浦的金属-电介质-金属波导中的对称与反对称表面等离激元孤子的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 理论模型介绍 |
| 4.3 表面等离激元的线性关系 |
| 4.3.1 初始状态 |
| 4.3.2 表面等离激元的线性色散关系 |
| 4.4 对称和反对称表面等离激元孤子 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）冷原子系综中光与原子相干性的转换（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光和原子系综之间的量子界面 |
| 1.1.1 光与物质量子界面的相互作用类型 |
| 1.1.2 用于量子界面的原子介质 |
| 1.2 光-原子相干性转换 |
| 1.2.1 光的量子存储 |
| 1.2.1.1 EIT存储和拉曼存储 |
| 1.2.1.2 DLCZ方案 |
| 1.2.1.3 光子回波 |
| 1.2.1.4 非共振的法拉第相互作用 |
| 1.2.2 原子系综的纠缠 |
| 1.3 非厄米物理 |
| 1.4 本论文的创新点和主要内容 |
| 第二章 基本理论 |
| 2.1 光与原子的相互作用理论 |
| 2.1.1 原子系综的光学深度 |
| 2.1.2 三能级原子与光场的相互作用 |
| 2.1.2.1 电磁诱导透明 |
| 2.1.2.2 EIT慢光效应 |
| 2.1.2.3 EIT存储 |
| 2.1.2.4 原子自旋波 |
| 2.2 基于线性分束器的干涉理论 |
| 2.2.1 无损线性分束器 |
| 2.2.1.1 无损线性分束器的输入输出关系 |
| 2.2.1.2 基于无损线性分束器的一阶以及二阶干涉(HOM干涉) |
| 2.2.2 有损线性分束器 |
| 2.2.2.1 有损线性分束器的输入输出关系 |
| 2.2.2.2 基于有损线性分束器的一阶以及二阶干涉 |
| 第三章 冷原子实验系统 |
| 3.1 磁光阱的基本原理 |
| 3.1.1 激光冷却 |
| 3.1.2 磁光阱 |
| 3.2 ~(85)Rb二维磁光阱冷原子系统的设计 |
| 3.2.1 工作激光与光路设计 |
| 3.2.2 囚禁磁场线圈与光束排列 |
| 3.2.3 时序控制 |
| 3.3 实验仪器与装置 |
| 3.3.1 真空系统 |
| 3.3.2 激光锁频系统 |
| 3.3.3 声光调制器驱动 |
| 3.4 制备结果和系统测量 |
| 3.4.1 OD以及EIT测量 |
| 3.4.2 原子布居数测量 |
| 第四章 利用电磁诱导透明实现分束比可调的光-原子分束器 |
| 4.1 背景介绍与基本原理 |
| 4.1.1 虚拟分束器 |
| 4.1.2 EIT暗态极子 |
| 4.1.3 光-原子虚拟分束器 |
| 4.2 利用DLCZ方案EIT读取过程模拟自旋波分束 |
| 4.2.1 在冷原子系综中利用DLCZ方案产生单光子源 |
| 4.2.2 实验方案与实验结果 |
| 4.3 利用EIT存储实现光场分束 |
| 4.3.1 理论模型 |
| 4.3.2 实验装置 |
| 4.3.3 实验结果 |
| 第五章 在冷原子系综中实现可调非厄米分束器 |
| 5.1 非厄米分束器 |
| 5.2 原子系综中非厄米的光子与磁子干涉 |
| 5.3 物理本质及理论描述 |
| 5.4 可调谐非厄米分束器 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻博期间发表的科研成果目录 |
| 致谢 |
（7）人工电磁材料界面电磁波的辐射、传输和散射研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 人工电磁材料的发展历史 |
| 1.2 材界面处的电磁现象 |
| 1.2.1 金属-介质界面支持的表面波 |
| 1.2.2 光子晶体 |
| 1.2.3 光子拓扑绝缘体 |
| 1.2.4 人工电磁表面 |
| 1.3 本文结构安排 |
| 第二章 人工电磁材料界面波导 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 类表面等离激元传输线 |
| 2.2.1 类表面等离激元传输线及其色散特性 |
| 2.2.2 辐射现象 |
| 2.2.3 过孔墙技术的应用 |
| 2.3 人工阻抗表面构成的界面波导 |
| 2.3.1 人工电磁表面的阻抗 |
| 2.3.2 阻抗界面波导中的线波模式 |
| 2.3.3 准横电磁模式与线波模式的匹配技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 无序形变晶格中的拓扑边界模式 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 谷拓扑绝缘光子晶体 |
| 3.3 形变晶格的统计分析法 |
| 3.4 拓扑界面波的传输 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 混合传输结构 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁感应传输线 |
| 4.3 平行于主传输线导波方向进行加载 |
| 4.3.1 隧穿效应 |
| 4.3.2 类表面等离激元传输线的周期势垒与谐振隧穿 |
| 4.4 垂直于主传输线导波方向进行加载 |
| 4.4.1 吸收式滤波器 |
| 4.4.2 梯度人工电磁表面中的局域彩虹现象 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 强耦合系统 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 经典力学中的耦合谐振子 |
| 5.3 表面等离激元的近场激发 |
| 5.3.1 常见的表面等离激元激发方案 |
| 5.3.2 利用硅纳米颗粒的近场激发技术 |
| 5.4 明暗模磁耦合的类电磁诱导透明 |
| 5.4.1 类电磁诱导透明 |
| 5.4.2 类局域表面等离激元 |
| 5.4.3 磁谐振类电磁诱导透明人工电磁表面 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 晶格调控的全介质人工电磁表面 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 米散射中的多极子谐振模式 |
| 6.3 晶格调控的散射 |
| 6.3.1 仿真 |
| 6.3.2 实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（8）量子相干调控金刚石锗空位色心光学双稳和多稳研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 光学双稳的研究背景及现状 |
| 1.2 金刚石锗空位色心的研究进展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 光与物质相互作用的理论基础 |
| 2.1 量子化体系的相互作用绘景 |
| 2.2 激光场与介质相互作用的半经典理论 |
| 2.2.1 原子与光场的相互作用哈密顿量 |
| 2.2.2 旋转波近似 |
| 2.2.3 慢变包络近似 |
| 2.2.4 几率幅方法 |
| 2.2.5 密度矩阵方法 |
| 2.3 光在介质中的传播理论 |
| 2.4 电磁感应透明原理 |
| 第3章 量子相干调控锗空位色心中光学双稳和多稳的研究 |
| 3.1 光学双稳的概念及其产生的基本原理 |
| 3.2 光学双稳的分类 |
| 3.3 量子相干诱导光学双稳态机制 |
| 3.4 量子相干调控锗空位色心中光学双稳和多稳的研究 |
| 3.4.1 引言 |
| 3.4.2 锗空位色心理论模型及动力学方程 |
| 3.4.3 数值结果与讨论分析 |
| 3.4.4 总结与结论 |
| 第4章 全文总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（9）基于无监督学习的EIT图像重建方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 电阻抗成像技术简介 |
| 1.2 电阻抗成像技术的意义及应用前景 |
| 1.3 电阻抗成像技术的发展及研究现状 |
| 1.4 无监督学习算法的研究意义 |
| 1.5 本课题研究的主要内容 |
| 第二章 EIT图像重建映射模型构建 |
| 2.1 EIT图像重建映射模型 |
| 2.2 无监督学习映射模型 |
| 2.3 图像灰度值重建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 EIT测量数据预处理 |
| 3.1 COMSOL建模仿真 |
| 3.2 基于等位区的数据预处理 |
| 3.3 电压向量的形成 |
| 3.4 数据区分性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于聚类机制的EIT图像重建算法 |
| 4.1 聚类算法简介 |
| 4.2 模糊C均值聚类算法 |
| 4.2.1 FCM目标函数 |
| 4.2.2 FCM参数的确定 |
| 4.2.3 FCM算法过程 |
| 4.3 基于聚类机制的EIT图像重建算法 |
| 4.4 仿真实验结果 |
| 4.5 系统实验结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 EIT重建图像的质量评价 |
| 5.1 图像质量评价 |
| 5.1.1 图像质量评价概述 |
| 5.1.2 主观质量评价 |
| 5.1.3 客观质量评价 |
| 5.2 图像质量评价的评价指标 |
| 5.2.1 占空比 |
| 5.2.2 质心 |
| 5.2.3 形心 |
| 5.2.4 形状误差 |
| 5.3 EIT重建图像的预处理 |
| 5.3.1 EIT重建图像的二值化 |
| 5.3.2 EIT重建图像轮廓提取 |
| 5.4 EIT重建图像的质量评价 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（10）基于量子—光子学类比的表面等离激元天线特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 超材料与人工光子微结构 |
| 1.2.1 超材料的研究概况 |
| 1.2.2 人工光子微结构 |
| 1.3 表面等离激元学 |
| 1.3.1 表面等离激元的分类，性质及应用 |
| 1.3.2 表面等离激元光学微纳天线 |
| 1.4 光子学与量子力学的类比 |
| 1.4.1 描述电磁系统与量子系统基本方程的相似性 |
| 1.4.2 Fano共振与电磁诱导透明 |
| 1.4.3 光波的自旋霍尔效应 |
| 1.5 研究现状分析 |
| 1.6 本文的研究体系及内容安排 |
| 第2章 基本理论与研究方法 |
| 2.1 Mie理论和光学共振模式的多极子展开 |
| 2.1.1 任意形状颗粒的散射与吸收 |
| 2.1.2 球形颗粒的散射与吸收 |
| 2.1.3 光学共振模式的多极子展开 |
| 2.2 时域耦合模理论与耦合谐振子模型 |
| 2.2.1 时域耦合模理论及其在颗粒散射问题中的运用 |
| 2.2.2 经典耦合谐振子模型与Fano共振 |
| 2.3 有源波动方程的格林函数法及偶极子辐射的角谱理论 |
| 2.4 本文所用经典电磁数值计算方法 |
| 2.4.1 有限元法 |
| 2.4.2 时域有限积分技术 |
| 2.4.3 离散偶极子近似 |
| 2.5 拟开展的实验研究初步方案 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 Fano共振对二聚体天线光致力学性质的调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二聚体天线中的模式杂化现象 |
| 3.3 异质结二聚体天线中的Fano共振及其近场效应 |
| 3.3.1 基于电偶极-电四极天线模的Fano共振 |
| 3.3.2 Fano共振导致的光力符号反转 |
| 3.3.3 支持多重Fano共振天线中的光力性质 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 圆盘金属-介电-金属贴片型天线中的腔模特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 腔模共振的形成机理与多极子响应 |
| 4.3 边界条件的改变对腔模光学性质及共振频率的影响 |
| 4.3.1 侧边开放型与闭合型天线中腔模性质的对比 |
| 4.3.2 腔模共振频率的预测 |
| 4.4 腔模对偶极辐射源辐射特性的调控 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 天线模与腔模耦合导致的电磁诱导散射透明 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 典型偶极天线中天线模与腔模的耦合作用 |
| 5.2.1 腔模对天线模散射强度的增强及抑制 |
| 5.2.2 不同模式的模场性质及耦合谐振子模型 |
| 5.2.3 天线模及腔模共振位置的调控 |
| 5.3 偶极天线在不同激发源下的光学响应 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于自旋-轨道耦合效应的天线散射特性调控 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 时谐光场的动力学属性及表面波的横向自旋锁定效应 |
| 6.3 偶极子的辐射特性及SPP的单向性激发 |
| 6.3.1 偶极子辐射远场的方向性及偏振特性 |
| 6.3.2 偶极子辐射场的角谱分析及SPP的单向性激发 |
| 6.4 远场辐射中的自旋-轨道耦合效应 |
| 6.5 小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录1常用缩写词 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、用经典方法求解EIT（论文参考文献）
- [1]基于电介质材料的微纳结构米氏共振及其应用研究[D]. 张宇昊. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(01)
- [2]超冷基态85Rb133Cs分子量子态的制备和微波相干操控[D]. 宫廷. 山西大学, 2021(01)
- [3]太赫兹超材料生物传感技术研究[D]. 国馨月. 华北水利水电大学, 2021
- [4]基于光子晶体纳米梁腔的类电磁诱导透明和吸收效应研究[D]. 蒋藩. 湘潭大学, 2020(02)
- [5]无损表面等离激元狭缝波导中光孤子的传播特性研究[D]. 谷振宁. 山东师范大学, 2020(08)
- [6]冷原子系综中光与原子相干性的转换[D]. 温荣. 华东师范大学, 2019(02)
- [7]人工电磁材料界面电磁波的辐射、传输和散射研究[D]. 徐之遐. 东南大学, 2019(01)
- [8]量子相干调控金刚石锗空位色心光学双稳和多稳研究[D]. 王改莹. 陕西师范大学, 2019(01)
- [9]基于无监督学习的EIT图像重建方法研究[D]. 韩倩. 天津工业大学, 2017(10)
- [10]基于量子—光子学类比的表面等离激元天线特性研究[D]. 张强. 哈尔滨工业大学, 2016(01)