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二维热传导方程在高能脉冲离子束溅射中的应用 下载：95 浏览：335

李莉 雷雨 滕保华 吴明和 杨宏春 《物理进展》 2019年9期

摘要:
本文基于能量守恒定律和傅里叶定律,建立了一种非常简单而直观的二维热传导物理模型。以工程上熔石英光学元件的氩离子束溅射为切入点,采用时域有限差分法数值计算了熔石英内部温度的二维演化规律,以及不同位置温度随时间的演化规律。计算结果表明,沿离子束入射方向熔石英温度演化规律呈现类高斯分布；离子束辐照区域内任一点的温度随时间的演化规律很大程度上依赖于入射离子束的脉冲形状。文中利用热学知识详细讨论了光学元件表面能量吸收对元件温度演化规律的影响。

用于热光伏系统的近场辐射光谱控制表面结构 下载：42 浏览：329

于海童1 刘东2 杨震1 段远源1 《现代物理学报》 2018年10期

摘要:
为提升近场热光伏发电系统的能源转换效率和发电功率，设计了Ⅲ-Ⅴ族半导体表面的矩形光栅结构，以实现从热发射器到热光伏电池的近场辐射热流选择性调制.使用在近红外波段具有表面等离子体激元特性的掺杂氧化锌作为热发射器，在GaSb热光伏电池表面添加亚微米二维光栅结构，在近场间距下形成与表面波耦合的陷光效应，由此有选择性地增强了电池能带内的光谱辐射热流.有别于以往类似研究中常用的等效近似方法，开展了时域有限差分方法模拟，能够严格考虑周期性结构细节，结合以涨落耗散理论为基础的Langevin方法，直接计算了复杂结构参与的近场辐射传热问题，以此揭示表面结构影响近场辐射传热的物理机理.结果显示使用带表面结构的薄膜GaSb电池，可使辐射热流的光谱峰值达到同温度远场黑体辐射源情况下的2.84倍，且热流增益区集中在波长略短于电池能带的窄波段区间，适应高效率、高功率热光伏系统对辐射传热设计的要求.

二维光子晶体传输特性的时域精细积分法 下载：86 浏览：463

杨红卫 彭硕 高冉冉 《动力技术研究》 2019年11期

摘要:
本文研究了二维光子晶体的时域精细积分法,并对其精度、效率、以及稳定性进行分析.从麦克斯韦方程的微分形式出发,利用Yee元胞将空间微分算子近似为差分算子,结合边界条件及激励源的表达式得到一组关于时间的常微分方程.对时间进行精细划分,使用精细积分算法求解常微分方程组.结合通解与激励源的特解得到光子晶体两端的反射场及透射场分布,进而通过傅里叶变换求得二维光子晶体的传输特性.数值算例表明,本文方法具有准确、稳定、高效的特点.

Al纳米颗粒尺寸对LSPR特性影响的模拟与分析 下载：26 浏览：333

彭浩程1 葛成1 周婧1 陈鹏1，2 施毅1 张荣1 郑有炓1 《光电子进展》 2020年5期

摘要:
以能够在紫外波段产生局域表面等离激元共振的Al纳米颗粒作为研究对象,利用时域有限差分法(FDTD)对立方柱形Al纳米结构的近场局域增强和远场特性进行了模拟与分析。首先对不同尺寸的立方柱形Al纳米颗粒的远场消光特性进行分析;结果表明,增大纳米颗粒尺寸,共振峰红移,并且局域表面等离激元共振峰呈现出一定的展宽,其消光系数先增大后减小。其次分析了在局域表面等离激元共振波长下的近场增强特性;结果表明,金属纳米颗粒对该共振波长下的电场增强效果显著。从研究中发现,Al纳米结构的尺寸会对其LSPR效果产生显著影响,可以通过改变尺寸参数来调控纳米结构的LSPR特性,实现紫外波段的局域表面等离激元的共振激发。

船舶舱室环境中无线信道全波建模与分析方法 下载：57 浏览：455

张燕军 王健时稳 《天线研究》 2022年3期

摘要:
为保证船舶舱室的通信质量，研究无线电波的传播特性显得尤为重要。本文将金属共形技术引入时域有限差分法，用于曲形舱室结构的电磁传播特性和信道建模分析。具体地，通过修正共形网格处磁场迭代方程的系数，减少FDTD方法在计算曲形物体时存在的阶梯近似误差。通过与CST软件场仿真结果对比，验证了该方法的正确性。接着，将该方法用于模拟大型船舶舱室环境中的超短波无线信道，并通过CLEAN算法对时域信号进行数据后处理，得到了舱室下多径分量的功率分布及簇的数目。仿真结果表明，该方法不用增大网格的剖分精度，仍可获得较高的计算精度，适用于不规则大型物体目标的电磁求解。
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