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2019年, 第32卷, 第6期 刊出日期:2019-12-25 |
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表面等离激元线光栅的有限元法研究
刘宪云, 孙新涛, 彭聪, 夏丽
大学物理实验, 2019, 32(6): 1-5.https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2019.06.001
摘要(
433)
PDF(1943KB) (
157)
近几年,随着光栅和表面等离子体激元的相关理论和研究的进一步深入,基于表面等离激元光栅问题引起广泛关注。随着器件微型化、高集成化的发展,表面等离激元凭借其自身独特性质,对于以光栅为基础的器件的研究发展做出了巨大贡献。本文基于有限元法对表面等离激元光栅进行研究,通过COMSOL软件对介质基板上线光栅入射的平面电磁波进行了有限元仿真建模和分析,计算了横电波TE波和横磁波TM波的折射,镜面反射和一阶衍射的透射和反射系数。研究结果显示所有系数之和始终小于1,TE波入射时镜面反射系数的值随入射角而相对稳定地增大,当TM波入射时这种情况更加明显,大约一半的波被导线吸收,TM波的另一个重要特征是50~60度附近几乎不发生镜面反射。
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驱动电压对扭曲向列型液晶光学响应时间的影响分析
陈逸凡, 张婧琦, 王桂忠
大学物理实验, 2019, 32(6): 9-12.https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2019.06.003
摘要(
499)
PDF(502KB) (
209)
液晶响应时间是描述液晶显示器性能的重要参数,研究驱动电压对液晶响应时间的影响对确定液晶显示器最佳工作电压具有重要意义。本研究通过理论分析确定了强、弱锚定条件下指向矢上升和下降时间的计算方程,根据电光效应曲线确定了驱动电压选取范围,分析了驱动电压范围内的响应时间变化规律。结果表明:对于本研究所采用的液晶,响应时间随驱动电压的增加呈现先增大后减小的特征,拐点在3V左右;随着驱动电压的增加,下降时间具有驱动电压成反比的特点,而上升时间则呈现明显的分段特征,驱动电压在2-2.5V的范围,上升时间几乎不变,驱动电压在2.5-5V的范围,上升时间增加;结合液晶分子在驱动电压作用下的动力学响应过程,通过强、弱锚定条件下指向矢上升时间和下降时间的计算方程进行模拟可以解释上升时间呈现分段特征的原因。
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具有层状结构过渡金属硼化物硬度机理的研究
宋乐乐, 王常春
大学物理实验, 2019, 32(6): 13-17.https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2019.06.004
摘要(
509)
PDF(2250KB) (
182)
过渡金属硼化物(TMBs)由于其具有非常强的B-B共价键和TM-B键一直被科研工作者认为是潜在的超硬材料。被理论预测为超硬材料的过渡金属硼化物大多具有过渡金属层和硼层交替分布的层状结构。目前,被预测为超硬材料的过渡金属硼化物都已经被实验合成,并且证明都不是超硬材料。然而却很少有理论解释在过渡金属硼化物中为什么不能形成超硬材料。本篇文章以具有金属层和硼层交替分布的层状结构的二硼化铼、二硼化钨和二硼化钼为研究对象。通过对比其层间化学键的强度和硬度关系发现层间的TM-B化学键是决定过渡金属硼化物硬度的关键。在三种过渡金属硼化物中层间的化学键都表现出非常强的离子性。层间的离子键是导致具有层状结构过渡金属硼化物不能成为超硬材料的主要原因。此研究对理解TMBs的硬度机理以及设计新型的超硬材料具有重要的意义。
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纳米结构B4C的合成及其性质的研究
宋乐乐, 解玉鹏
大学物理实验, 2019, 32(6): 80-83.https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2019.06.019
摘要(
400)
PDF(4273KB) (
119)
B4C是继金刚石和立方氮化硼之后自然界中第三硬的超硬材料。然而人们在硬度方面对它的应用却很少。这主要是因为B4C的自扩散系数很低,很难合成出块体材料的B4C其次,B4C断裂韧性很低,达不到工业应用的标准,在工业应用中容易出现碎裂。本篇文章利用高温高压法合成了块体材料的B4C并且合成的材料具有非常高的致密性。通过硬度测试发现其硬度高于材料的单晶硬度值。利用压痕法测量了样品的断裂韧性,其断裂韧性为4.51 MPa?m1/2,这一数值基本接近了工业应用的标准。通过扫面电镜测试发现其具有纳米层状结构。通过原理分析可知,纳米片层结构是导致B4C有高硬度和高断裂韧性的原因。
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自适应滤波器的设计与制作
陈振东, 杨飞帆
大学物理实验, 2019, 32(6): 88-91.https://doi.org/10.14139/j.cnki.cn22-1228.2019.06.021
摘要(
392)
PDF(2623KB) (
207)
自适应滤波器是一种能够根据噪声特性实时修改自身参数,从而达到最佳滤波效果的滤波器,目前广泛应用于数字信号处理的各个领域。设计了一款完整的自适应滤波器展示装置,首先使用加法器和移相器电路对原始信号进行加噪处理,将加噪后的信号和原始噪声经过模数(AD)转换后输入FPGA,并在FPGA平台上构建了基于最小均方误差(LMS)算法自适应滤波器,最后将滤波器输出的信号经过数模(DA)转换后在示波器上进行观察。实验结果表明,该自适应滤波方案能在1-200KHz的频带范围内有效地滤除与原始信号频率差大于10Hz的正弦波、三角波和高斯噪声等噪声信号。
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