2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、Comment[1]:完成了Comment[2]:什么是亞波長,要介紹一下,我們組里的人知道,但是別人不一定了解1亞波長分形結(jié)構(gòu)光子帶隙的研究徐杰諶導(dǎo)師:周磊摘要:我主要重復(fù)了周老師在平面分形結(jié)構(gòu)的亞波長光子帶隙的研究上的一些工作,從基礎(chǔ)的分形以及介質(zhì)理論入手,對比例定律和局部共振進(jìn)行了模擬和實(shí)驗(yàn),在此基礎(chǔ)上,將理論、模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)合,形成一個(gè)比較完整的本科生近代物理實(shí)驗(yàn)。光子帶隙材料(PBG)可以在特定的頻率范圍內(nèi)內(nèi)反射以任意角度入射的

2、電磁波。傳統(tǒng)的光子帶隙材料利用布拉格散射原理來產(chǎn)生禁帶(fbiddenbgap),為了減小邊界效應(yīng),材料的厚度和邊界尺度必須是波長的幾倍。對于微波,幾倍就意味著材料尺度需要達(dá)到1m以上的數(shù)量級,這顯然不實(shí)用。選頻材料(FSS)利用一些金屬單元周期性排列來實(shí)現(xiàn)對于電磁波的反射,但相應(yīng)反射波長仍然受到結(jié)構(gòu)元尺度的限制。分形結(jié)構(gòu)材料可以實(shí)現(xiàn)以亞波長的尺度來產(chǎn)生多重光子帶隙。幾何上,分形是指任意大小的子圖形與原圖形完全一樣的圖形。我們研究的結(jié)構(gòu)

3、是一種工字型的分形,構(gòu)型在如圖1中:這里展示的是一個(gè)11級分形,。分型結(jié)構(gòu)級數(shù)的定義如下:中間縱向最長的一根為分形第1級,長度記為a;橫向最長為第2級,長度為a,有兩根;縱向次長的四根為第3級,長度a2;依次類推,分形的第n級有根,長度。12n122na實(shí)驗(yàn)上直接用平面電磁波(TEM)入射到分形板上來觀察透射系數(shù)()以及相位,21S為了減小邊界效應(yīng),分形板應(yīng)該做得盡可能大(微波實(shí)驗(yàn)中一般使用500mm500mm左右的板)。模擬只能針對有

4、限的尺度進(jìn)行,涉及到S參數(shù)輸出一般采用波導(dǎo),為了使波導(dǎo)支持TEM模式,可以將其平行于平面的邊界面設(shè)為,平行于xz()00PECnEnB==urururur平面的邊界面設(shè)為。yz()00PMCnBnE==urururur整個(gè)模擬及實(shí)驗(yàn)過程中隱含了一條很重要的比例定律(ScalingLaw),即某種結(jié)構(gòu)如果尺度擴(kuò)大一倍,那么相應(yīng)頻率需要縮小一倍。如圖2,(Lv為級數(shù),a為分形第一級長度)3級區(qū)域中(注意到電場沿y方向極化,而分形的1、3、5

5、級正是其在y方向的第1、2、3012340.00.20.40.60.81.0Lv=4a=64mmReflectanceFrequency(GHz)024680.00.20.40.60.81.0Lv=4a=32mmReflectanceFrequency(GHz)圖2.比例定律(Lv=4a=32mm與Lv=4a=64mm)02468103025201510505Transmittance(dB)Frequency(GHZ)Experime

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