国家自然科学基金(51277001)
- 作品数：6 被引量：14H指数：2
- 相关作者：吴先良黄志祥王辉方明沙威更多>>
- 相关机构：安徽大学合肥师范学院香港大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金教育部“新世纪优秀人才支持计划”国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程自动化与计算机技术一般工业技术更多>>
- 任意两非共轴平行圆线圈间互感系数的分析被引量：4
- 2017年
- 基于圆环线圈的电磁感应传感器是常用的一种传感器,其是通过互感的变化实现测量的一种装置。文中针对非共轴圆环线圈系统,运用纽曼积分公式和Grover公式,分析了任意两非共轴圆形平行线圈间的互感随两线圈平面间的距离、两线圈半径及两线圈轴间距离的变化规律,并由磁感线方程绘制出了其磁感线的分布图,从而在物理上直观验证了互感系数的大小。仿真结果验证了公式的正确性,并为电磁感应传感器的设计和优化提供了依据。
- 吴振飞宋开宏吴先球
- 关键词：互感系数磁感线
- 有耗色散光子晶体带隙结构的本征值分析新方法被引量：5
- 2014年
- 为计算有耗色散光子晶体的带隙结构,提出了新的本征值分析方法.该方法借助于量子输运问题中的思想,在本征值方程的推导过程中进行了巧妙的变换,将复杂的非线性本征值问题转化为线性本征值问题:并利用频域有限差分(FDFD)方法直接求解线性本征值方程,最终得到有耗色散光子晶体结构的相关物理参数.与其他方法相比,该方法的最大特点为概念清晰、计算简便,最终节省了计算时间及所需内存量.利用该方法,对介质光子晶体结构进行模拟,结果与传统FDFD方法符合较好,从而验证了方法的有效性.此外,利用所提方法计算了有耗色散光子晶体结构的色散曲线,得到了表面等离子波激发的区域,进一步讨论了损耗对其色散曲线及本征模场的影响.相关结果对色散有耗光子晶体的研究具有一定的理论指导意义.
- 王辉沙威黄志祥吴先良沈晶
- 关键词：带隙结构
- 双色散模型的辛时域有限差分算法被引量：1
- 2014年
- 结合有耗的Drude-Lorentz色散模型,提出了处理双色散模型的辛时域有限差分算法.基于矩阵分裂,辛传播算子和辅助差分方程技术,结合严格而巧妙的公式推导,构建了算法框架,并给出了详细的公式推导过程.为了验证本文算法的有效性和精确性,首先计算了一维空间双色散平板的透射系数,并与解析解对比,结果较好地符合,证明了该算法是有效而精确的.然后计算了三维空间中有实际意义的银分裂环,金属银的介电参数由Drude模型拟合.计算了该结构的透射系数,反射系数和吸收系数,得到了银分裂环的谐振频率和吸收频率,为实际实验结果提供了可供参考的计算结果.
- 王辉黄志祥吴先良任信钢吴博
- 关键词：矩阵分裂
- 二维典型纳米结构的非局域化光学特性研究被引量：2
- 2015年
- 由于量子效应的存在,纳米尺度结构所具有的特性很难完全基于经典力学来解释,其光学特性也难以采用经典方法得到.随着时域有限差分(FDTD)方法的发展,其在光学领域中的应用变得越来越广泛.论文基于FDTD方法研究了典型二维纳米结构的非局域光学特性,得到了不同纳米尺度结构的局域和非局域性光学特性存在的条件,分析了结构形状对其消光截面特性的影响.计算与分析结果表明随着纳米结构尺寸的减小及形状的突变,结构的非局域性越明显.我们的理论及结果可为实际小尺度纳米器件的设计提供参考依据.
- 陈晨方明黄志祥吴先良
- 关键词：时域有限差分光学特性非局域性
- 一种新型介质结构的超传输电磁特性研究
- 2015年
- 光入射到不同折射率材料的分界面时会很自然地产生反射现象.在很多的工业应用中,例如太阳能电池,衬底的引入会在其表面产生反射损耗.至今为止,人们提出很多方法用来克服这一问题,比较常见的有介质涂层、表面纹理、绝热折射率匹配和散射等离激元纳米粒子.本文利用二维周期排布的亚波长级硅纳米圆柱阵列来降低衬底表面的反射.结合辅助微分方程和时域有限差分法对该结构的散射特性进行系统研究,结果发现,纳米圆柱粒子能够产生类似于在金属表面发生的超传输现象,这种现象的发生基于介质衬底耦合Mie共振机理,该机理能在整个紫外到近红外光谱范围内将能量耦合到衬底中,从而降低衬底表面的反射;同时当散射结构被放置在具有高光学态密度的高折射率衬底附近时,会产生较强的前向散射,也能有效的减少后向散射即反射的发生.基于降低衬底表面反射这一目的而言,我们设计的结构可为实际太阳能电池及光学天线的设计提供参考.
- 王娟娟黄志祥方明张亚光吴先良
- 关键词：时域有限差分法
- 基于FDFD方法研究含石墨烯薄膜太阳能电池的电磁特性被引量：2
- 2015年
- 近年来,基于非晶硅太阳能电池在提高能量转换效率和降低成本等方面的研究越来越受到学者的关注,其中,太阳能电池吸收峰值的位置,反映了电池对该频点及其附近频谱光波吸收具有较好的效果.然而,非晶硅太阳能电池的吸收峰位置主要是由非晶硅和金属电极的参数决定,很难实现位置的可调以及进一步的吸收效率增加.所以,在周期结构太阳能电池的金属光栅结构中引入单层石墨烯薄膜,借助石墨烯的特殊光电特性,即介电常数可通过改变化学势μc来调谐,并结合频域有限差分方法的数值模拟,理论上实现了对太阳能电池能量吸收峰位置的调谐.针对石墨烯电导率的虚部出现奇异点,本文提出了采用数值拟合予以解决奇异点的方法,数值结果表明近似表达式的最大绝对误差为0.8%.本设计结构的理论结果可为实际有机薄膜太阳能电池在工作频段的调节和优化提供理论基础和技术支撑.
- 周丽魏源黄志祥吴先良
- 关键词：石墨烯薄膜太阳能电池化学势
