张元[1]（2021）在《四配位d8过渡金属Pt（Ⅱ）/Pd（Ⅱ）配合物二阶非线性光学性质的理论研究》文中研究说明过渡金属Pt（Ⅱ）/Pd（Ⅱ）配合物因其独特的电子构型和成键方式、丰富的光物理性质、优异的发光性能以及合成简单易操作等优点,在材料化学研究领域备受科研工作者的广泛关注,该类配合物在环境科学、生物医药、化学传感和超分子自组装等领域展现出广阔的应用前景。过渡金属Pt（Ⅱ）/Pd（Ⅱ）配合物特有的平面四配位结构以及金属离子d轨道与有机配体形成的d-π共轭有利于提高分子内的电荷转移程度。与此同时,该类配合物具有较高的化学稳定性、易于功能化修饰且在整个可见光范围内具有宽的吸收峰以及透光性好等优点,使其具有成为新型金属配合物非线性光学（NLO）材料的巨大潜质。目前,为了满足日益增长的材料功能化需求,寻求和设计高效稳定的新型金属NLO材料,同时兼具良好透光性和较高NLO性能的材料一直是人们关注的焦点。然而,在微观水平上剖析研究体系二阶NLO响应机制,揭示结构-NLO性质的关系对于开发设计结构新颖且发光性能优异的功能化NLO材料具有重要的指导意义。本论文基于密度泛函理论（DFT）方法,结合解析导数法以及完全态求和方法对一系列的d8过渡金属Pt（Ⅱ）/Pd（Ⅱ）配合物展开系统的理论研究。探究配体修饰、光异构化以及尺寸效应等因素对该类金属配合物NLO性质的影响。通过深入分析体系的几何结构、电子结构、电子跃迁形式、紫外可见吸收光谱以及NLO性质等,进一步阐明了NLO响应的微观机理。此外,以配合物的可逆氧化还原反应为参考,得到显着的二阶氧化还原NLO开关,为设计优良的功能化NLO材料提供理论依据。本论文的主要研究内容包括:（1）采用DFT和TD-DFT方法,对比研究了一系列含二噻吩基乙烯（DTE）光致变色基团单核、双核Pt（Ⅱ）配合物的二阶NLO性质,考察了取代基修饰和光异构化效应对研究体系第一超极化率的影响。结果显示引入喹啉取代基可有效提高配合物的二阶NLO响应。与双核金属配合物相比,单核金属配合物显示较强的电荷转移能力。此外,闭环配合物由于具有良好的共轭结构和较低的跃迁能,导致其第一超极化率比开环配合物大。（2）研究了具有供体-受体共轭结构配体的环金属Pt（Ⅱ）乙酰丙酮配合物的电子结构和NLO响应,通过改变金属配合物的配位位点,探究不同供受体的组合对该系列同分异构体配合物光电性和NLO性质的影响。其中配合物2由于具有强供电子能力的TPA和强吸电子能力的py T基团且存在多种电荷转移模式,所以该配合物的第一超极化率最大。同时氧化还原反应引起配合物氧化态的第一超极化率明显增加,显示出良好的氧化还原NLO开关效应。（3）通过对含有联吡啶[8]CPP配体的Pd（Ⅱ）纳米环配合物与其对应的线性配合物和烷基链修饰的线性化环状Pd（Ⅱ）配合物进行对比分析,探究了尺寸效应和极化环境对该金属Pd（Ⅱ）配合物的电子结构、吸收光谱和NLO性质的影响。结果显示线性化环状Pd（Ⅱ）配合物的二阶NLO响应最强,且随着烷基链长度的增加第一超极化率逐渐增大。与传统的线性配合物相比,金属Pd（Ⅱ）纳米环配合物能够显着提高体系的二阶NLO响应并且实现了NLO与透光性的权衡。由此可见,金属Pd（Ⅱ）纳米环配合物是一类具有实际应用价值的NLO材料。（4）以研究的金属Pd（Ⅱ）纳米环配合物为基础,将两个不同尺寸的金属Pd（Ⅱ）纳米环配合物相互嵌套形成了一系列Pd（Ⅱ）主-客体“套娃”配合物。探究主、客体环尺寸的相对大小对嵌套配合物的电子结构、稳定性、相互作用以及二阶NLO性质的影响,同时提出了一种新的结构-NLO性质的关系。结果表明当主、客体环相差五个亚苯基结构单元时嵌套配合物最为稳定,主、客体环之间存在π-π相互作用。主、客体环较小的尺寸差异有利于获得较大的二阶NLO响应,并进一步明确了此类嵌套金属Pd（Ⅱ）配合物NLO响应的微观机理。
付齐[2]（2020）在《基于酯交换和基于二硫交换的自修复材料的制备及性能研究》文中认为材料的自修复功能能够有效延长其使用寿命,提高资源利用率,一直是材料科学领域的研究热点。然而传统的外援型自修复材料需要额外植入修复剂,成本较高,制备工艺复杂且修复次数也受限制,不能从根本上实现自修复,为此,材料学家们开始设计和开发本征型自修复材料。本征型自修复材料的修复机制为材料本体的动态相互作用,理论上可以实现无限次的修复。本论文探索了由廉价的工业原料通过开环缩合反应制备本征型自修复材料的可能,制备了一种基于酯交换的自修复材料,同时探索了通过高效绿色的巯基-双键点击反应制备本征型自修复材料的可能,合成了一种基于二硫键交换的自修复材料,在此基础上适度延伸,探索了通过巯基-环氧基点击反应制备自修复功能材料的可能,合成了一种基于二硫键交换的磁性自修复功能材料。主要研究内容如下:通过钛酸四丁酯（TBT）催化三乙醇胺（TEA）引发乙交酯进行开环聚合,合成了羟基封端聚乙交酯基多元醇（HTPG）中间产物,随后与六亚甲基二异氰酸酯三聚体（HDIT）进行加聚反应,合成了基于动态酯交换的自修复交联网络聚合物（ICSPG）,使用1H-NMR、FTIR表征了中间产物HTPG及终产物ICSPG的结构。通过DSC、TGA和DMA和拉伸测试等分析了材料的热稳定性,力学性能和自修复性能。研究结果表明ICSPG具有较好的热稳定性,分解温度为280℃～420℃,拉伸强度可达12.4MPa以上,且随着-NCO含量的增加,ICSPG的稳定性和力学性能也随之增强。ICSPG可在热压下成功地实现自修复,并研究了修复温度,修复时间和修复次数对自修复效率的影响。此外,还提出了可能的乙交酯的开环机理和ICSPG自修复机制。通过二月桂酸二丁基锡（DBTDL）催化HDIT与季戊四醇三烯丙基醚（PTTAE）反应,制备了一种九官能度双键封端的树枝状中间产物（NETD）,并进一步与聚硫二硫醚（PSDT）在紫外光辐射（UV）下发生巯基-双键点击反应,合成了一种基于二硫键交换的自修复聚氨酯（PSPN）。通过1H-NMR、FTIR、拉曼光谱和UV/Vis光谱,TG-DSC综合热分析、DMA、流变仪和拉伸测试等方法进行了结构,热稳定性,力学性能,流变性能和自修复性能的研究和分析。研究结果表明PSPN具有较好的热稳定性,在300℃附近开始热分解,并表现出特殊的流变学性能,高频率区域同时表现出弹性流变行为和粘性流变行为,能在室温下自修复,且在UV光和加热下均表现出高达80%以上的自修复效率。最后,提出了PSPN自修复机制。通过二甲基苄胺（BDMA）催化季戊四醇缩水甘油醚（PTEGE）与PSDT发生巯基-环氧加成反应,合成了二硫键交联的环氧树脂交联网状结构（PSEN）,并通过一锅法制备了基于二硫键交换自修复磁性环氧树脂复合材料（PSEN-Fe3O4）。该复合材料可实现室温自修复,是一种磁性自修复功能材料。通过FTIR、拉曼光谱、TG-DSC综合热分析、DMA、拉伸测试等方法进行结构,热稳定性,力学性能和自修复性能的研究和分析,研究结果表明PSEN具有较好的热稳定性,热分解温度在300℃以上,Fe3O4纳米粒子可增强PSEN复合材料的热稳定性和力学强度,在室温下的自修复效率为88%,掺杂Fe3O4纳米粒子后自修复效率仍可达62%。最后,提出了可能的BDMA催化的二硫键复分解反应机理。
吴潇杰[3]（2020）在《90°空间光混频器动态特性研究》文中提出和传统的直接探测光通信系统相比,空间相干光通信系统具有灵敏度高、传输距离远、传输容量大等优势,已成为自由空间光通信（Free Space Optics Communication,FSOC）领域的研究热点。空间光混频器是空间相干光通信接收系统的核心器件之一,通过干涉叠加信号光与本振光的波前为信号光提供能量增益,同时将相位变化转化为光强变化。实际空间激光通信应用中,零差相干接收机制需要保证本振光和信号光在频率和相位上完全一致,需要进行一个跟踪捕获-锁频锁相-通信的动态过程。由于空间信道大气湍流的存在,空间光混频器始终处于一个动态的工作环境。因此对90°空间光混频器的动态特性研究是非常有意义的。本文针对90°空间光混频器动态特性展开研究,主要工作内容如下:1、作为空间相干光通信接收端核心器件的90°空间光混频器,其研究有着较大现实意义,已成为相干光通信领域的研究热点。文章整理了空间光通信发展历程及国内外发展现状,特别是90°空间光混频器器件设计及影响因素分析的研究动态和发展趋势。2、介绍了空间相干激光通信原理、系统构成和通信调制格式。分析并介绍了空间相干光通信系统中的重点器件:光混频器、光学锁相环和平衡探测器,比较了各自的优缺点以及适用条件。3、针对90°空间光混频器锁相-通信的内部动态过程,建立数学模型分析了信号光分光比对锁相时间、锁相范围、锁相残余误差以及环路稳定性的影响规律,根据锁相环路残余误差阈值确定了分光比控制范围。针对90°空间光混频器湍流等外部动态工作环境,建立数学模型分析了倾斜、离焦、像散、场曲、球差五种初级像差和湍流强度对90°空间光混频器混频效率的影响规律。对比了信号光存在波前畸变时空间输出型90°空间光混频器和单模光纤输出型90°空间光混频器性能。4、在理论分析基础上提出一种分光比可自适应调控的90°空间光混频器,可根据需求完成不同工作过程下的分光比优化。通过光通信仿真软件Optisystem和数学仿真软件Simulink建立变分光比90°空间光混频器模型,验证分光比对90°空间光混频器性能的影响以及自适应系统的可行性。5、为了验证动态特性理论分析结果,搭建90°空间光混频器特性实验平台。首先实验研究了空间输出型90°空间光混频器和单模输出型90°空间光混频器的基本性能。随后实验研究了分光比对混频器性能影响规律并验证了分光比调整策略,而后实验分析了不同分光比条件下零差相干接收机的误码率。再者搭建了基于MEMS的140单元变形镜的初级像差模拟实验平台,实现了五种初级像差的模拟,实验研究了引入五种像差条件下90°空间光混频器的混频效率性能,验证了像差对混频效率的影响规律。最后制作了随机相位板进行大气湍流,模拟了两种不同强度的湍流,实验研究了湍流条件下90°空间光混频器的输出信号峰值,验证了理论结果。所做的工作完善了现有的90°空间光混频器动态性能影响研究,提高了90°空间光混频器在实际应用中的适应性,为空间相干光通信系统实用化提供技术参考。
王伟[4]（2017）在《面向微型傅里叶变换光谱仪的电热式MEMS微镜关键技术研究》文中指出随着物联网技术的不断成熟,进一步推动了基于微机电系统（MEMS,Microelectromechanical system）技术的微型光谱仪向着小体积、低成本、高集成度、高性能的趋势发展,以不断满足食品安全、环境监测、安全检查、医疗卫生等领域对便携、现场、快速且高精度光谱检测的迫切应用需求。基于MEMS技术的微型傅里叶变换光谱仪（MEMS-FTS）,正是MEMS技术特点与傅里叶变换光谱技术（FTS,Fourier transform spectroscopy）优势的有机结合,不仅能实现光谱检测仪的微型化、便携化、低成本化,同时还能发挥高分辨力、高信噪比、高精度的性能优势,因此MEMSFTS日益成为国内外研究的热点。开展面向微型傅里叶变换光谱仪的电热式MEMS微镜关键技术的研究,旨在解决基于MEMS技术的FTS微型化进程中存在的技术难题与挑战,具有重要的科学研究价值和深远的社会意义。本文针对当前基于MEMS技术的FTS微型化进程中,如何在减小系统体积与动镜扫描机构尺寸的同时,保证MEMS动镜具有较大位移输出,实现较高光谱分辨力,并尽量减少对信噪比、光通量、光谱带宽等性能的牺牲等关键技术难题与挑战,开展了面向微型傅里叶变换光谱仪的电热式MEMS微镜的关键技术研究,实现了MEMS-FTS高分辨力、高集成度等核心技术突破;研制了超大位移输出的电热式MEMS微镜;开展了针对电热式MEMS微镜的控制研究;构建了基于电热式MEMS傅里叶变换光谱系统;在硅基微光学平台（Si OB）实现了基于电热式MEMS微镜的微型FTS干涉模块;提出并实现了基于电热式MEMS微镜的集成一体化FTS片上系统（FTS on chip）。本文的主要研究内容及成果具体如下:（1）深入调研当前微型傅里叶变换光谱及其核心MEMS微镜器件的研究现状,归纳并总结了MEMS-FTS微型化进程中存在的关键技术问题与瓶颈,提出了基于电热式MEMS微镜的微型化傅里叶变换光谱仪解决方案。（2）开展了傅里叶变换光谱技术原理的深入研究,论述了FTS系统实现过程面临的若干理论问题,分析并论证了可动微镜扫描位移、扫描倾角、扫描速度等对FTS系统光谱分辨力等性能指标的影响,为后续MEMS微镜器件研制、器件控制及MEMS-FTS系统的构建等确立了理论参考依据。（3）深入开展了电热式驱动机理的分析与研究,从薄膜应力-应变的角度分析推导了电热式双膜片（Bimorph）的形成机理,建立了电热式Bimorph驱动方程。从理论角度对Bimorph的材料选择、尺寸参数等进行了优化设计,并对其机械特性进行了讨论。建立了Bimorph的热模型,完成了静态热分布与动态热响应特性的研究。（4）开展了基于电热式Bimorph的平动大位移MEMS微镜的研究。分别提出了基于LSF和双S两种垂直位移驱动结构的微镜方案,完成了MEMS微镜的参数设计和有限元仿真优化;采用体硅工艺和表面微加工工艺,加工得到了电热式MEMS微镜器件,并对电热式MEMS微镜的动、静态特性进行了测试分析。加工出的LSF结构MEMS微镜尺寸仅有3.4mm×3.4mm,在8V驱动电压下可产生0.78mm平动位移。（5）研究并确立了基于电压源驱动的电热式MEMS微镜驱动方案,并完成基于单片机的驱动控制电路系统,开展了基于开环电压调节、闭环反馈调节等多方案的MEMS微镜扫描倾角控制的研究。采用经典控制理论,建立并识别了电热式MEMS微镜的模型,构建了针对镜面倾角和扫描速度的双控闭环系统。改善了电热式微镜的响应速度、响应频带、提高了抗干扰的能力。将电热式MEMS微镜的扫描倾角有效抑制在±0.0015°以内,实现了恒定扫描速度的精确调控,提高了电热式MEMS微镜在FTS系统中的扫描稳定性。（6）基于核心MEMS微镜,构建了完整的FTS光谱实验系统,实现了基于Agilent I/O Card+Matlab联调的信号采集系统;研究并完成了基于Matlab的数据处理算法程序。分别配置了基于MEMS微镜的开、闭环控制方案的光路系统,并开展了相应的光谱实验研究。在闭环控制下实现了1016μm光程差（OPD）扫描位移,在532nm波长附近获得了0.55nm光谱分辨力。（7）在硅基微光学平台（Si OB）上实现了一种微小紧凑型的FTS干涉模块,光学组件采用硅微加工制作并通过微组装的方式集成在2cm×2cm的硅基微光学平台,研究并建立开环控制算法以抑制MEMS微镜扫描倾角。通过光谱实验验证,该微型FTS模块实现了450μm的有效OPD扫描,镜面倾角<±0.002°,波长分辨力高达1.1nm。（8）提出并实现了一种集成一体化且自组装的微型FTS片上系统（FTSOC,FTS on chip）,利用电热式Bimorph在残余应力下的初始形变,使MEMS微镜、固定镜在释放后能够自行垂直立于基底上,形成自对准、自组装芯片级FTS干涉平台。开展了理论计算、仿真分析以及工艺实验等研究,完成了方案论证、结构设计及参数优化。基于表面和体硅结合工艺成功加工出了FTSOC样品,并完成了动、静态特性测试,成功通过了光谱实验验证。该FTSOC尺寸仅有9mm×9mm,能够实现～2mm的OPD扫描位移,其在开环控制下的光谱分辨力可达0.56nm。
刘宇鹏[5]（2017）在《基于液晶材料微波关键无源元件调谐技术研究》文中研究表明液晶材料是介于液态与晶态之间的有机化合物,兼有液体和晶体的部分优点,基于电光效应,液晶材料在微波频段具有双折射特性及介电各向异性,在微波雷达、精确制导和无线宽带通信等方面具有深度的发展潜力。液晶材料运用到微波关键无源元件中,能实现相应中心频率宽带调谐的控制,达到动态选频、扩大调谐范围与带宽,进而实现电子系统小型化和轻量化特性,能广泛应用于通信、雷达、跟踪接收机以及电子对抗设备等微波系统,是当前微波领域的热门探索方向。本文通过液晶材料调谐特性、小型化谐振单元、微波关键无源元件结构设计等方面,深入研究了液晶材料在微波频段的物理特性、开环谐振结构液晶可调滤波器、开环谐振结构液晶可调滤波功分器、互补开环谐振结构梳状基片集成波导液晶可调滤波器、互补开环谐振结构半模梳状基片集成波导液晶可调滤波器。本论文的研究具体可以概括到以下四个方面:1)液晶材料在微波频段的介电特性研究。本文在采用数学模型对液晶材料的电场效应、双折射特性、电调介电各向异性等物理特性进行分析的基础上,利用连续体弹性形变理论对液晶材料的电调介电特性进行精确建模,通过数值分析得到不同位置处液晶分子指向矢倾角随外加偏压的连续变化曲线。基于带修正因子的改进型谐振法对液晶材料在微波频段的介电常数进行测量与计算,并得到微波频段液晶的介电常数极值与液晶电调介电特性模型,以及微波频段液晶介电参数随外加偏压的连续变化曲线。由迭代法结合实测介电常数分析得到了微波频段液晶材料的损耗角正切的压控特性。提出了利用特征值分析与液晶层相邻分界面处的模式匹配条件,结合液晶介电特性,通过Maxwell方程组对液晶中入射均匀平面波进行数值分析,得到相应的电磁场传输特性。实验验证:待测液晶在微波频段实现介电常数在（2.73,2.32,2.32）2.32,2.32,2.73范围内变化。上述研究为实现液晶材料在微波可调谐元件方面的应用奠定了基础。2)基于液晶材料的微波频段介电特性,提出了一种基于液晶材料的可调谐滤波器仿真与设计方法。该方法将液晶材料封装在多层基片的内部,利用倒置微带电路结构与液晶材料有效接触,利用液晶材料的电调介电各向异性实现电路的调谐特性,级联具有高Q值的SRR磁谐振结构使宽带扩展及产生阻带抑制性能,并结合渐变线阻抗变换结构解决由液晶材料电控介电各向异性造成的滤波器馈电端口阻抗匹配及可调稳定性问题,进而设计了高性能微波可调谐滤波器。最终对液晶可调谐滤波器进行仿真与实现,实验验证:该类液晶可调谐滤波器中心频率可调宽度大于430MHz。该类电路结构具有宽带、尺寸小、传输响应良好、通带可调范围较宽以及高频选择性良好的特点;3)为了同时实现信号的低损耗传输及较强抑制,提出了加载液晶材料及开环谐振型（SRR）异向结构的可调滤波功分器设计。该设计中采用圆形/多边形SRR替代Wilkinson功分器的四分之一波长变换段,将滤波功能集成在功分器中。利用倒置微带电路结构以及在滤波功分器内部填充液晶材料,通过改变偏置电压值进而有效控制液晶有效介电分布,实现该元件的动态选频及功率分配。仿真并实验验证了该宽带可调滤波功分器可实现大于510MHz的中心频率调谐范围,有效避免多个谐振器耦合、调谐过程中级间阻抗失配等问题。该设计实现用一个器件有效完成两个器件的功能,并有效降低电路中的能量损耗,满足电子系统对微波元件体积小、重量轻、易于集成、损耗低、Q值高等要求;4)针对新型波导滤波器研究,提出了一种基于液晶材料互补开环谐振（CSRR）可调微波CSIW滤波器设计。利用CSIW的四分之一微带线枝节取代SIW的金属通孔,解决了SIW在加偏置电压时,由于金属化通孔使波导上下两个平面短路的问题。针对CSIW传输线结构的工作原理和传输特性,利用互补开环谐振型异向介质结构的电磁散射特性-加强散射特性可放大截止模,并结合液晶的电调介电各向异性和倒置微带线的高调制效率,设计基于电控液晶材料的加载CSRR的CSIW滤波器,该波导滤波器具备高调制效率、高Q值、低传输损耗等优势。为了进一步减小元件尺寸,提出了一种加载CSRR结构的HMCSIW可调谐滤波器,通过传输线理论、等效电路原理对所设计的新型微波CSIW/HMCSIW可调滤波器进行建模分析。实验验证:该新型滤波器中心频率可调范围为1.33GHz,插损耗小于5.3dB,回波损耗大于15dB,结构尺寸18.5mm×17.2mm,实现了具备宽范围频率选择特性的CSIW/HMCSIW-CSRR液晶可调谐滤波器。
蒋迪[6]（2015）在《基于互补开环谐振器和向列型液晶微波关键器件研究》文中进行了进一步梳理随着电子技术的快速发展,现代电子信息系统除了具备高性能而且向着成本低、重量轻、体积小、可靠性高和功能性强等目标迅猛发展,高性能且小型化的微波无源器件作为系统中的关键组成部分,对微波子系统实现小型化起到了重要作用,目前成为了微波系统研究的重点、难点和热点。针对微波无源器件小型化,本文从小型化谐振器、电磁超介质加载、新材料应用三个方面,分别研究了具有陷波可控特性的小型化超宽带天线、基片集成波导/半模基片集成波导小型化滤波器以及小型化高移相量向列型液晶移相器。本文的主要内容包括:1.首先分析了单极子天线辐射振子和地板对辐射特性的贡献,提出了梯形地板燕尾型辐射振子的设计方法,该方法不仅可以明显改善印刷超宽带天线的阻抗带宽而且增加了方向图的稳定性。然后基于小型化超宽带天线表面电流分布状态,利用同向互补开环谐振器加载超宽带天线实现陷波功能,通过在天线辐射振子上加载单个、两个以及多个具有相似结构的同向互补开口谐振器,实现了单陷波/双陷波/多陷波而且陷波中心频率可控的小型化超宽带陷波天线。并通过分析超宽带陷波天线的等效电路模型,再结合天线表面陷波电流分布状态分析,阐述了陷波产生的原理,理论上证明了该陷波超天线设计方法的正确性。实测结果表明,基于梯形地板的多陷波超宽带天线尺寸仅有25 mm×27.9mm,阻抗带宽为2-15GHz,三陷波频段可覆盖3.7-4.25GHz、5.12-5.48GHz、5.66-5.98GHz,陷波频段最低辐射效率仅有3%,陷波频段增益相比通频段内增益下降12dB且在2-12GHz频段内远场辐射方向图全向性较好。2.基于基片集成波导（SIW）/半模基片集成波导（HMSIW）工作原理和传输特性,首先通过SIW上层金属面加载互补开环谐振器（CSRR）单元,设计并验证了CSRR加载平面集成传输线结构可对消逝模进行放大从而实现滤波特性的方法。从仿真散射参数中提取了等效磁导率和等效介电常数,阐述了该滤波器通带和阻带产生的机理。进一步利用变形双开口CSRR单元加载于HMSIW导波结构,提出了基于CSRR放大消逝模的HMSIW滤波器,该滤波器在明显减小体积的同时,实现了良好的带外抑制特性。结合传输线理论、等效电路原理对该新型加载结构进行了准确的建模分析。测试结果表明设计的HMSIW滤波器,中心频率位于5.017GHz,3dB带宽为944MHz（4.52GHz-5.464GHz）,通带带宽达19%,在5.06GHz到5.29GHz的通带范围内回波损耗大于15dB,整体尺寸仅有20mm×9mm,表明该消逝模滤波器在保证性能的同时,相对于传统波导滤波器体积明显减小。3.通过理论推导,分析了向列型液晶指向矢计算原理,研究了向列型液晶指向矢与折射率之间的关系,提出了基于倒置微带线结构向列型液晶移相器。进而分析了倒置微带线结构和向列型液晶材料的关键参数（基片厚度、液晶厚度等）对移相器性能的影响,得到了制备液晶移相器时选用材料的基本原则,优化器件结构并制作了以金属铜为地板、尺寸为125mm×20mm的液晶移相器,该移相器调谐电压为0-10V,在10MHz-6GHz频率可实现0-150度相对相移量,重量56克。为了进一步实现移相器的小型化和轻量化,提出了金属铝地板结合倒置微带蛇形线结构向列型液晶移相器,该移相器在体积和重量明显减小的同时,移相量明显提高。测试结果表明该向列型微波移相器尺寸仅有30mm×35mm,在10MHz-6GHz频率范围内通过调谐电压0-10V,可实现0-200度相对移向量,实际重量仅有26克,有效地实现了微波频段移相器小型化、工作电压较低、移相量大的目标。
胡红斌[7]（2013）在《液晶波前校正器的过驱动研究》文中进行了进一步梳理液晶波前校正器是液晶自适应光学系统的核心器件，其响应速度慢是影响液晶系统工程化的关键问题。虽然通过设计合成高Δn低粘度的向列相液晶材料可以提高液晶波前校正器的响应速度，但是提升其响应速度的潜力越来越有限。本论文根据液晶动力学理论，研究了与驱动过程相关的液晶分子指向矢转动行为，看出驱动电压从高到低变换时，液晶分子指向矢的分布越接近平衡态转动速度越慢，严重的拖尾现象使响应速度大大降低，因此将过驱动方法应用于液晶波前校正器中。过驱动是指使用比正常驱动更大的电压差来驱动液晶分子使其快速到达目标位相。本论文以液晶弹性体理论为基础，推导了无扭曲液晶指向矢的平衡态方程及响应过程所满足的动力学方程；通过对不同驱动电压下的液晶分子回落响应曲线的分析，看出液晶波前校正器的响应时间由撤除最高驱动电压后回落2π位相的响应时间所决定。提高器件最高驱动电压可以缩短液晶波前校正器的响应时间，同时必须在完成2π位相回落的时刻施加对应剩余位相值的稳定电压；液晶器件的最高驱动电压由集成电路所能承受的电压决定，无法大幅增加，而鉴于电场作用于液晶分子的扭矩由电场强度与液晶Δ的乘积决定，因此可通过提高材料的Δ进一步减少液晶的响应时间。研究了成品液晶波前校正器过驱动的实现方法。本实验室所用液晶波前校正器，即使采用上述过驱动方法其响应时间也较长，为1.92ms，如果进一步缩短响应过程将导致部分像素的位相不到位，引起波前校正误差；但实际上大气湍流中的波前是在50Hz上下动态变化的，响应时间大于1ms的校正器都会由于时间延迟引起更大的误差，因此本研究尝试了过驱动条件下液晶波前校正器响应时间接近1ms的实验。由于所用液晶自适应光学系统中波前探测器数据读出时间为1.07ms，因此所设定的液晶波前校正器响应时间不能短于1.07ms，另外液晶波前校正器只能在驱动场交变帧周期（128.3us）整数倍时刻进行电压切换，因此液晶波前校正器的响应时间必须是128.3us的整数倍，因此选取1.155ms作为液晶波前校正器的响应时间。经仿真计算，液晶波前校正器的响应时间限定为1.155ms时液晶自适应光学系统的–3dB误差抑制带宽为35Hz，而当响应延迟时间增加至1.92ms时–3dB误差抑制带宽仅为26Hz，因此1.155ms是所用系统的液晶响应时间优化值。计算了1.155ms响应时引入的不到位误差。利用湍流模拟器产生格林伍德频率为30和50Hz、大气相干长度为2.4cm、7.2cm和10cm、口径为1.2米的湍流波前，采用上述液晶自适应光学系统对湍流波前进行实时校正；得出位相响应不到位误差不超过1.5×10-2λ（λ=785nm）；1.2米望远镜的衍射极限分辨要求波前残差RMS值应小于0.07λ，看出由不到位引起的校正误差约为1/5衍射极限对应的误差，可认为对成像效果不产生影响。过驱动成功应用于与1.2米口径望远镜对接的液晶自适应光学系统，获得清晰的环境卫星、 Com双星等图片。对北极星的校正成像实验显示，未校正时星像亮度的半高宽为2.02角秒，不使用过驱动时校正后半高宽为0.46角秒，采用1.155ms的单帧过驱动校正后半高宽减至0.31角秒。在单帧过驱动的基础上进一步提出了单帧超调过驱动及多帧过驱动的方法。经分析，使用单帧超调过驱动及多帧过驱动可以进一步减少系统校正残差，提高系统的带宽。仿真结果表明多帧过驱动可将–3dB抑制带宽提高至37Hz。通过数学推导及仿真分析，研究了时间起伏误差、过驱动矩阵测量误差、位相-灰度级关系标定误差对过驱动过程的影响。提出进一步提高位相-灰度级标定精度的方法及过驱动矩阵测量精度的方法。
韩忠张[8]（2012）在《二维光学负反馈系统关键技术研究》文中进行了进一步梳理光学负反馈系统是将负反馈的概念从电学中引入到光学中的光学信息处理技术，也是一种将负反馈的概念从一维扩展至二维的创新性的尝试。与传统的自适应光学系统不同的是，光学负反馈系统是用全光学方法在物理上实现系统的闭环，而没有电学器件对光路的隔断。从这个意义上讲，二维光学负反馈系统构建的是物理上的光学闭环，而不仅仅是逻辑上的闭环，这对实现光速的信息处理，克服系统中电学器件在速度上的瓶颈很有价值。论文对实现光学负反馈系统中的主要技术环节进行了较详细的理论分析，主要从光学放大技术、光学相位控制技术和光学负反馈系统模型三个方面进行阐述。结合实现二维光学反馈系统的目的，有针对性地对其中的核心技术环节进行了理论分析和软件仿真，得到了一些较有价值的结果。论文的主要工作如下：①综合阐述了实现二维光学负反馈系统的关键技术，并总结为相位控制技术、光学放大技术和非线性闭环共振器模型三个方面。②提出了光学负反馈系统对放大环节的要求，对现今主要光学放大技术进行了综述，对各种放大方法进行了性能对比，得出了适合于光反馈系统的放大方法。③对二维光学系统中的相位控制技术进行了较详细的分析，对Zernike波前重构技术和液晶材料在相位控制技术中的应用进行了理论分析和软件仿真。④基于非线性光学谐振器的理论，建立了二维光学负反馈系统的模型，并进行了软件仿真，得出了较有价值的结论。论文的创新之处是：①提出一种全光学实现光学相位叠加的方案，除了器件本身的光电转换特性外，不需要外加非光学的辅助单元，用全光的方式实现了相位的线性叠加。②基于非线性共振器建立了系统的初步理论模型，得出了通过控制输入光学图像强度和非线性光学材料的光折变系数来控制系统中光学图像振幅和相位的相互间调制的结论。
吴海涛[9]（2010）在《基于液晶的激光偏振参数控制组件研究》文中提出基于液晶光调制器的激光偏振特性控制技术及其实用化组件的研究具有较高的理论与应用价值。本文将在电控柔性可调激光偏振调制技术前期工作基础上,对其工作原理进行深入研究并研制偏振态调制组件,并利用AVR单片机驱动7536D/A转换芯片,输出的模拟量为电流值,经OP07运算放大器转变成电压,控制液晶光束控制系统实现该组件的精确控制,设计简单的实验装置,进一步对激光偏振态的各种控制特性进行实验研究。激光偏振控制是利用液晶相位可变延迟器（LCVR）的相位延迟随着其驱动电压的可调来实现激光偏振态连续控制,对LCVR进行了808nm波长的激光标定,分别获取左旋、右旋圆偏振光以及水平和垂直振动方向的线偏振光对应的驱动电压,通过数字控制器或手动控制器控制其电压来实现对激光偏振态的控制。该方法具有对激光入射方向不敏感、无需机械转动、使用较宽波长范围、实时可控等优点。
曹钟慧[10]（2005）在《应用于光通信的非硅基底光开关与光衰减器的研究》文中研究表明光波作为信息载体,在通信领域发挥着越来越重要的作用。为了突破通信系统信息传输中“电子瓶颈”的限制,需要大力发展全光通信网络,研发一系列全光网络中的关键器件。光开关和可调光衰减器是组建全光网络的两种关键器件。光开关主要用于光信号的交叉连接（OXC）,并实现分插复用（OADM）等,可调光衰减器主要用于短距离通信系统的信号衰减,实现增益平坦,宽带光纤传输中的各信道均衡等。作者在阅读国内外相关文献的基础上,利用实验室现有条件,对基于非硅基微加工技术的光开关及可调光衰减器的设计、制作进行了分析探讨和深入研究。 本文内容主要包括四大部分。 第一部分是研究背景综述（第一章）,总结了本文的研究工作和贡献,介绍了全光通信与光无源器件的背景情况,综述了光开关和光衰减器的研究现状,并与本文设计的器件进行优缺点对比。 第二部分是非硅基底微加工型光开关的研究（第二章至第三章）,研制开发了一种全金属化非硅基底可扩展1×8微加工型光开关。此种光开关具有开关时间短（2ms）,低插入损耗和回波损耗等特点,特别是其反射单元落地面积较小,仅为3～4mm直径,在金属非硅基底微加工而成,可扩展为4×4反射单元阵列用于高端口光开关。本文应用有限元方法进行了器件开关时间的理论分析,器件的结构优化设计,并给出样品的实测结果。与国内外同类器件相比较,驱动电压低（±5V）,能耗低;具有多数MEMS光开关不具有的断电自锁功能。制造工艺简单,成本低;利用独特设计,在非硅基底上采用微细电火花加工（EDM）技术,摆脱硅微加工的生产工艺复杂性,提高成品率,实现光开关的低成本批量国产化,并已通过浙江省经贸委的成果鉴定,受到鉴定专家的好评。 为了满足光开关阵列的装配要求,开发了一种光纤准直器阵列专用光路对准装置,该装置具有一个沿准直器光轴方向转动,两个正交方向上绕其出射端点的摆动和三个相互正交的方向上的平移共六个分解的调节自由度,同时消除了准直器出射光轴与摆动调节转轴交点之间的距离偏心,可广泛应用于光通讯器件封装领域的光纤准直器阵列的对准调节。该装置己获国家专利。 第三部分是非硅基底微加工型可调光衰减器的研究（第四章至第六章）,针对现有
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。
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。
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。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 引言 |
| 1.1 过渡金属铂(Ⅱ)配合物 |
| 1.1.1 金属铂(Ⅱ)配合物的结构特征 |
| 1.1.2 金属铂(Ⅱ)配合物的分类 |
| 1.1.3 金属铂(Ⅱ)配合物的光物理性质 |
| 1.1.4 金属铂(Ⅱ)配合物的研究进展 |
| 1.2 过渡金属钯(Ⅱ)配合物 |
| 1.2.1 金属钯(Ⅱ)配合物的简述 |
| 1.2.2 金属钯(Ⅱ)配合物的研究进展 |
| 1.3 非线性光学材料 |
| 1.3.1 非线性光学材料分类 |
| 1.3.2 非线性光学材料设计 |
| 1.3.3 非线性光学开关 |
| 1.4 选题意义和研究内容 |
| 第二章 非线性光学理论和计算方法 |
| 2.1 非线性光学基本原理 |
| 2.1.1 非线性极化作用 |
| 2.1.2 非线性光学效应 |
| 2.2 非线性光学响应的实验测定方法 |
| 2.2.1 电场诱导二次谐波产生法 |
| 2.2.2 超瑞利散射法 |
| 2.2.3 溶剂化变色法 |
| 2.3 非线性光学的理论计算方法 |
| 2.3.1 导数法 |
| 2.3.2 完全态求和法 |
| 2.4 密度泛函理论 |
| 第三章 含二噻吩基乙烯单核、双核Pt(Ⅱ)配合物的二阶非线性光学性质 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 计算细节 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 几何结构和电子结构 |
| 3.3.2 静态第一超极化率 |
| 3.3.3 吸收光谱 |
| 3.3.4 含频第一超极化率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Pt(Ⅱ)乙酰丙酮类配合物氧化还原二阶非线性光学开关效应 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 计算细节 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 几何结构与前线分子轨道分析 |
| 4.3.2 氧化还原性质 |
| 4.3.3 极化率 |
| 4.3.4 第一超极化率 |
| 4.3.5 第一超极化率密度 |
| 4.3.6 氧化还原NLO开关效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 环状和线性化环状Pd(Ⅱ)纳米环配合物非线性光学性质的理论研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 计算细节 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 几何结构和电子结构 |
| 5.3.2 极化率 |
| 5.3.3 第一超极化率 |
| 5.3.4 极化环境的影响 |
| 5.3.5 尺寸效应的影响 |
| 5.3.6 静态和动态HRS响应 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 嵌套Pd(Ⅱ)纳米环形成的“套娃”配合物非线性光学性质的理论研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 计算细节 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 几何结构和电子结构 |
| 6.3.2 结合能 |
| 6.3.3 非共价相互作用 |
| 6.3.4 静态极化率和第一超极化率 |
| 6.3.5 吸收光谱 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 工作总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 外援型自修复材料 |
| 1.2.1 外援型自修复本征型功能材料 |
| 1.2.2 外援型自修复掺杂型功能材料 |
| 1.3 本征型自修复材料 |
| 1.3.1 动态非共价键自修复体系 |
| 1.3.2 动态共价键自修复体系 |
| 1.4 本课题的研究意义,研究内容和创新点 |
| 1.4.1 本课题的研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 创新点 |
| 第二章 基于酯交换反应的自修复材料的制备和表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 聚乙交酯多元醇(HTPG)的合成 |
| 2.2.4 基于酯交换自修复聚氨酯(ICSPG)的合成 |
| 2.2.5 对照组聚氨酯(PPPU)的合成 |
| 2.2.6 测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 核磁共振氢谱 |
| 2.3.2 红外光谱 |
| 2.3.3 飞行时间质谱 |
| 2.3.4 热稳定性 |
| 2.3.5 力学性能 |
| 2.3.6 自修复性能及其影响因素 |
| 2.3.7 机理的探讨 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于二硫交换反应的自修复材料的制备和表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 双键封端中间体(NETD)的合成 |
| 3.2.4 基于二硫交换自修复聚氨酯(PSPN)的合成 |
| 3.2.5 测试与表征 |
| 3.3 结果与表征 |
| 3.3.1 核磁共振氢谱 |
| 3.3.2 红外、拉曼及紫外可见光谱 |
| 3.3.3 热重-差示扫描量热综合热分析 |
| 3.3.4 动态机械热分析 |
| 3.3.5 流变性能 |
| 3.3.6 力学性能 |
| 3.3.7 自修复性能 |
| 3.3.8 机理的探讨 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 磁性自修复复合材料的制备和表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验仪器 |
| 4.2.3 Fe_3O_4纳米粒子的合成 |
| 4.2.4 二硫键自修复环氧树脂的制备 |
| 4.2.5 基于二硫键交换自修复磁性复合材料的制备 |
| 4.2.6 测试与表征 |
| 4.3 结果与表征 |
| 4.3.1 红外光谱 |
| 4.3.2 拉曼光谱 |
| 4.3.3 热稳定性 |
| 4.3.4 动态机械热分析 |
| 4.3.5 力学性能 |
| 4.3.6 磁性能 |
| 4.3.7 自修复性能 |
| 4.3.8 机理的探讨 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景和研究的目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 空间激光通信国内外研究现状 |
| 1.2.2 光混频器国内外研究现状 |
| 1.3 论文内容及结构 |
| 第二章 空间相干激光通信系统原理 |
| 2.1 相干探测原理 |
| 2.2 空间零差相干激光通信系统组成 |
| 2.2.1 调制格式 |
| 2.2.2 90°空间光混频器 |
| 2.2.3 平衡探测 |
| 2.2.4 锁相环 |
| 第三章 动态因素条件下90°空间光混频器理论性能分析 |
| 3.1 分光比对90°空间光混频器性能影响 |
| 3.1.1 变分光比条件下锁相时间和锁相范围模型 |
| 3.1.2 变分光比条件下锁相环残余误差分析 |
| 3.2 像差和湍流对90°空间光混频器性能影响 |
| 3.2.1 混频效率模型 |
| 3.2.2 初级像差对 90°空间混频器混频效率影响 |
| 3.2.3 大气湍流对混频器性能影响 |
| 第四章 混频器及相干通信系统仿真研究 |
| 4.1 空间光混频器分光比控制系统设计 |
| 4.1.1 空间光混频器分光比控制策略 |
| 4.1.2 空间光混频器分光比控制系统结构设计 |
| 4.2 变分光比条件下系统通信性能仿真 |
| 4.2.1 Optisystem仿真模型设计 |
| 4.2.2 变分光比条件下误码率及探测灵敏度测量 |
| 4.3 变分光比条件下系统锁相性能仿真 |
| 4.3.1 Simulink仿真模型设计 |
| 4.3.2 变分光比条件下锁相时间和锁相范围测量 |
| 第五章 动态因素条件下空间光混频器及通信系统性能实验研究 |
| 5.1 90°空间光混频器基本性能测量实验平台 |
| 5.1.1 90°空间光混频器基本性能测量实验平台设计 |
| 5.1.2 90°空间光混频器基本性能测量实验结果 |
| 5.2 变分光比条件下混频器性能及通信性能实验研究 |
| 5.2.1 变分光比条件下混频器性能测量实验平台设计 |
| 5.2.2 变分光比条件下系统通信性能实验结果 |
| 5.3 特定像差条件下混频器混频效率实验研究 |
| 5.3.1 像差条件下混频器混频效率测量实验平台设计与器件 |
| 5.3.2 特定像差条件下混频效率测试结果 |
| 5.4 模拟湍流条件下混频性能实验研究 |
| 5.4.1 模拟湍流条件下混频性能测试实验设计与器件 |
| 5.4.2 模拟湍流条件下混频性能测试实验结果 |
| 第六章 总结和展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得结果 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 技术背景及发展现状 |
| 1.1.2 MEMS微型光谱仪分类 |
| 1.1.3 选题依据与意义 |
| 1.2 基于MEMS微镜的FTS研究现状 |
| 1.2.1 静电式驱动 |
| 1.2.2 电磁式驱动 |
| 1.2.3 压电式驱动 |
| 1.2.4 电热式驱动 |
| 1.2.5 技术对比与总结 |
| 1.3 存在问题与挑战 |
| 1.4 研究目标与研究内容 |
| 1.4.1 研究目标 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.5 全文总览 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 傅里叶变换光谱技术 |
| 2.1 概述 |
| 2.1.1 技术起源 |
| 2.1.2 FTS技术优势 |
| 2.1.3 时间调制与空间调制 |
| 2.2 FTS工作原理及相关理论 |
| 2.2.1 干涉与光谱 |
| 2.2.2 仪器线函数与分辨力 |
| 2.2.3 双边干涉与单边干涉 |
| 2.2.4 截趾处理 |
| 2.2.5 相位误差及校正 |
| 2.3 可动微镜对FTS系统的误差影响 |
| 2.3.1 光束发散角 |
| 2.3.2 动镜扫描倾角 |
| 2.3.3 非匀速扫描 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电热式Bimorph驱动研究与分析 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 电热式驱动原理 |
| 3.2.1 薄膜的应力与应变 |
| 3.2.2 Bimorph驱动机理 |
| 3.3 电热式Bimorph的设计 |
| 3.3.1 驱动角度最大化 |
| 3.3.2 材料的选择 |
| 3.3.3 厚度的优化 |
| 3.3.4 加热电阻设计 |
| 3.4 Bimorph的机械特性分析 |
| 3.4.1 Bimorph厚度影响 |
| 3.4.2 内置电阻层影响 |
| 3.5 Bimorph的热模型分析 |
| 3.5.1 稳态热分布 |
| 3.5.2 非稳态热响应 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 垂直平动大位移电热式MEMS微镜 |
| 4.1 电热式垂直平动驱动器 |
| 4.1.1 LSF型驱动结构 |
| 4.1.2 双S型驱动结构 |
| 4.2 基于LSF结构的MEMS微镜 |
| 4.2.1 微镜结构设计 |
| 4.2.2 仿真分析与优化 |
| 4.2.3 加工流片 |
| 4.2.4 基本性能测试 |
| 4.3 基于双S结构的MEMS微镜 |
| 4.3.1 微镜的设计 |
| 4.3.2 仿真分析 |
| 4.3.3 加工流片 |
| 4.3.4 基本性能测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电热式MEMS微镜的驱动控制 |
| 5.1 电热式MEMS微镜驱动 |
| 5.1.1 驱动方案 |
| 5.1.2 电路实现 |
| 5.2 电热式MEMS微镜倾角误差 |
| 5.2.1 成因分析 |
| 5.2.2 误差影响 |
| 5.3 基于比例电压的倾角补偿方案 |
| 5.3.1 方案思路 |
| 5.3.2 控制的实现 |
| 5.3.3 控制结果 |
| 5.4 基于负反馈的倾角调节方案 |
| 5.4.1 方案思路 |
| 5.4.2 控制的实现 |
| 5.4.3 控制结果 |
| 5.4.4 倾角调控算法优化 |
| 5.5 .电热式MEMS微镜倾角的闭环控制 |
| 5.5.1 模型建立 |
| 5.5.2 倾角控制器设计 |
| 5.5.3 控制系统性能 |
| 5.5.4 倾角控制 |
| 5.6 电热式MEMS微镜平动速度的闭环控制 |
| 5.6.1 模型建立 |
| 5.6.2 平动控制器设计 |
| 5.6.3 速度控制 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 基于电热式MEMS微镜的傅里叶变换光谱系统 |
| 6.1 系统总体方案 |
| 6.2 光路设计 |
| 6.2.1 参考光共路 |
| 6.2.2 MEMS测控回路 |
| 6.2.3 光束发散角考量 |
| 6.3 干涉信号检测与数据采集 |
| 6.3.1 干涉信号特征 |
| 6.3.2 干涉光信号检测 |
| 6.3.3 数据采集系统配置 |
| 6.3.4 基于MATLAB的数据采集程序 |
| 6.4 基于MATLAB的光谱数据处理 |
| 6.4.1 数据预处理 |
| 6.4.2 干涉信号插值 |
| 6.4.3 截趾处理 |
| 6.4.4 傅里叶变换与相位修正 |
| 6.5 FTS光谱实验研究 |
| 6.5.1 基于MEMS开环驱动 |
| 6.5.2 基于MEMS闭环驱动 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 微型硅基光学平台上FTS模块 |
| 7.1 方案设计 |
| 7.2 SiOB上 FTS模块的实现 |
| 7.2.1 结构设计 |
| 7.2.2 组件加工 |
| 7.2.3 微组装工艺 |
| 7.3 MEMS微镜的开环控制 |
| 7.3.1 控制算法 |
| 7.3.2 控制结果 |
| 7.4 光谱实验验证 |
| 7.5 本章小结 |
| 第8章 集成一体化微型FTS片上系统 |
| 8.1 系统方案 |
| 8.2 方案设计 |
| 8.2.1 弯曲Bimorph设计 |
| 8.2.2 限位结构设计 |
| 8.2.3 微镜设计 |
| 8.2.4 整体配置 |
| 8.3 FTSOC的加工实现 |
| 8.3.1 版图设计 |
| 8.3.2 工艺流程 |
| 8.3.3 加工结果 |
| 8.4 基本性能测试 |
| 8.4.1 静态测试 |
| 8.4.2 频率响应 |
| 8.4.3 阶跃响应 |
| 8.5 光谱实验验证 |
| 8.6 本章小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 全文总结 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 后续展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 国内外研究动态 |
| 1.2 研究背景及研究意义 |
| 1.2.1 液晶材料在微波频段特性研究的现状及趋势 |
| 1.2.2 液晶材料在微波无源元件应用研究的现状及趋势 |
| 1.3 本文的研究内容与章节安排 |
| 第二章 液晶调谐技术理论分析 |
| 2.1 液晶的分类与应用 |
| 2.1.1 溶致液晶 |
| 2.1.2 热致液晶 |
| 2.2 液晶材料物理特性 |
| 2.2.1 液晶的电场效应 |
| 2.2.2 液晶的电控双折射特性 |
| 2.2.3 液晶的指向矢与折射率 |
| 2.2.4 液晶的介电各向异性与折射率 |
| 2.3 向列相液晶的微波频段介电特性分析与测量 |
| 2.3.1 液晶介电特性分析 |
| 2.3.2 液晶介电常数测量 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 微波SRR结构液晶可调滤波器 |
| 3.1 SRR结构特性分析 |
| 3.2 耦合谐振单元带通滤波器的基本原理 |
| 3.3 SRR结构液晶可调滤波器 |
| 3.3.1 圆形SRR液晶可调滤波器设计 |
| 3.3.2 圆形SRR液晶可调滤波器的实验测试 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微波SRR结构液晶可调滤波功分器 |
| 4.1 滤波功分器工作原理 |
| 4.2 SRR结构液晶可调滤波功分器 |
| 4.2.1 圆形SRR液晶可调滤波功分器设计 |
| 4.2.2 圆形SRR液晶可调滤波功分器实验测试 |
| 4.2.3 多边形SRR液晶可调滤波功分器设计 |
| 4.2.4 多边形SRR液晶可调滤波功分器实验测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 微波互补开环谐振结构CSIW/HMCSIW液晶可调滤波器 |
| 5.1 CSIW传输线结构研究 |
| 5.1.1 CSIW传输特性 |
| 5.1.2 CSIW结构性能测试 |
| 5.2 HMCSIW传输线结构研究 |
| 5.2.1 HMCSIW传输特性 |
| 5.2.2 HMCSIW结构性能测试 |
| 5.3 CSRR结构特性分析 |
| 5.4 CSRR结构CSIW液晶可调滤波器 |
| 5.4.1 单CSRR结构CSIW液晶可调滤波器的设计 |
| 5.4.2 单CSRR结构CSIW液晶可调滤波器的实验测试 |
| 5.4.3 双CSRR结构CSIW液晶可调滤波器的设计 |
| 5.4.4 双CSRR结构CSIW液晶可调滤波器的实验测试 |
| 5.5 CSRR结构HMCSIW液晶可调滤波器 |
| 5.5.1 单CSRR结构HMCSIW液晶可调滤波器的设计 |
| 5.5.2 单CSRR结构HMCSIW液晶可调滤波器的实验测试 |
| 5.5.3 双CSRR结构HMCSIW液晶可调滤波器的设计 |
| 5.5.4 双CSRR结构HMCSIW液晶可调滤波器的实验测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文的主要内容及创新点 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容及文章结构 |
| 第二章 开环/互补开环谐振器理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电磁介质的重要特性 |
| 2.3 开环/互补开环谐振器特性及其等效电路 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 陷波可控小型化超宽带天线研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 UWB印刷单极子天线设计 |
| 3.2.1 UWB天线要求和设计方法 |
| 3.2.2 地板对天线的影响 |
| 3.3 具有单/双陷波特性的超宽带天线实现 |
| 3.3.1 陷波结构特性分析 |
| 3.3.2 具有单陷波特性UWB天线设计 |
| 3.3.3 具有双陷波特性UWB天线的设计 |
| 3.3.4 具有双陷波结构UWB天线测试与分析 |
| 3.4 具有可控多陷波UWB天线设计 |
| 3.4.1 可控多陷波结构UWB天线分析 |
| 3.4.2 多陷波结构UWB天线的实验测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于SIW/HMSIW高选择性小型化CSRR滤波器研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SIW/HMSIW电磁性能分析 |
| 4.3 基于SIW对偶CSRR消逝模滤波器设计 |
| 4.4 基于HMSIW改进型CSRR滤波器研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于向列型液晶小型化微波移相器研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微波移相器和液晶材料分类及其应用 |
| 5.2.1 微波移相器分类 |
| 5.2.2 液晶的分类及其应用 |
| 5.3 液晶材料物理特性及液晶移向器原理分析 |
| 5.3.1 液晶双折射现象及分析方法和电控双折射效应 |
| 5.3.2 液晶指向矢和折射率的计算 |
| 5.3.3 液晶的介电各向异性 |
| 5.3.4 液晶移相器的原理 |
| 5.3.5 向列型液晶介电系数的测量及分析 |
| 5.4 液晶移相器的结构和性能分析 |
| 5.4.1 液晶移相器结构分析 |
| 5.4.2 移相器性能分析 |
| 5.5 微波液晶移相器设计与验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论和展望 |
| 6.1 本文所做的创新型工作及贡献 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻博期间取得的研究成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 液晶空间光调制器及其应用 |
| 1.2 液晶空间光调制器在自适应光学中的应用 |
| 1.2.1 液晶自适应光学系统的研究意义 |
| 1.2.2 液晶空间光调制器作为波前校正器的优势 |
| 1.2.3 液晶波前校正器存在的主要问题 |
| 1.3 提高液晶波前校正器响应速度的各种方法 |
| 1.3.1 快速响应液晶材料的合成 |
| 1.3.2 新型材料和先进驱动方式 |
| 1.3.3 过驱动方法 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 液晶器件的响应特性研究 |
| 2.1 液晶指向矢分布及其动力学特性 |
| 2.1.1 液晶弹性体理论 |
| 2.1.2 液晶器件的电场能密度 |
| 2.1.3 电场下的液晶指向矢分布 |
| 2.1.4 液晶的动力学方程 |
| 2.2 液晶指向矢分布及动力学方程数值解析与仿真 |
| 2.2.1 有限差分法求解液晶指向矢分布 |
| 2.2.2 液晶动力学仿真 |
| 2.2.3 以 5CB 为基础的数值仿真计算与实际测试结果的对比 |
| 2.3 液晶位相响应曲线的研究 |
| 2.3.1 响应时间的分类定义 |
| 2.3.2 小角近似下的位相响应曲线 |
| 2.3.3 不同初始位相相同目标位相的响应 |
| 2.3.4 不同目标位相相同初始位相的响应 |
| 2.4 盒厚对液晶响应特性的影响 |
| 2.4.1 平均角近似下的 2π自由弛豫时间 |
| 2.4.2 小角近似下的 2π自由弛豫时间 |
| 2.4.3 盒厚对响应曲线的影响 |
| 2.5 驱动电压对液晶响应特性的影响 |
| 2.5.1 2π位相调制区间的选择 |
| 2.5.2 驱动电压对 2π自由弛豫时间的影响 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 液晶波前校正器的过驱动探讨 |
| 3.1 液晶波前校正器的特性测试及研究 |
| 3.1.1 液晶波前校正器的频率特性 |
| 3.1.2 所用 BNS LCOS 的设备参数 |
| 3.1.3 波前校正器响应特性及灰度级位相关系的测定 |
| 3.2 LCOS 液晶波前校正器的过驱动方案 |
| 3.2.1 显示中的过驱动 |
| 3.2.2 液晶波前校正器的单帧过驱动 |
| 3.2.3 过驱动的实现 |
| 3.3 过驱动在液晶自适应光学系统中的应用 |
| 3.3.1 液晶自适应光学系统介绍 |
| 3.3.2 过驱动响应时间的研究 |
| 3.3.3 部分到位过驱动的实现及误差分析 |
| 3.3.4 液晶自适应光学系统截止效果的仿真 |
| 3.3.5 带宽的实际测试与外场校正实验 |
| 3.4 单帧过驱动的超调研究 |
| 3.4.1 最佳超调量的确定 |
| 3.4.2 超调过驱动的控制实现 |
| 3.5 多帧过驱动的研究 |
| 3.5.1 多帧过驱动的原理 |
| 3.5.2 过驱动矩阵及过驱动帧数矩阵的测量 |
| 3.5.3 多帧过驱动的程序实现 |
| 3.6 小结 |
| 第4章 过驱动中的误差研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 灰度级位相级关系的定标误差 |
| 4.2.1 位相量化级次引入的静态误差 |
| 4.2.2 灰度位相对应关系的测量误差 |
| 4.3 过驱动矩阵的精确测量及测量偏差对过驱动的影响 |
| 4.3.1 初始位相输入误差对过驱动的影响 |
| 4.3.2 位相级离散导致无法找到恰当驱动位相引入的误差 |
| 4.3.3 光强位相关系非线性的处理 |
| 4.3.4 其他误差来源 |
| 4.4 像素非均匀性对过驱动的影响 |
| 4.4.1 盒厚不均匀及其对驱动的影响 |
| 4.4.2 预倾角不一致对驱动误差的影响 |
| 4.4.3 黑矩阵对位相调制量的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间学术成果情况 |
| 指导教师及作者简介 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光学信息处理技术 |
| 1.3 二维光学反馈系统 |
| 1.4 二维光学负反馈系统涉及的主要技术 |
| 1.5 本文主要研究内容及研究意义 |
| 2 二维光学负反馈系统中主要技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光折变非线性光学调制技术 |
| 2.2.1 光折变材料 |
| 2.2.2 Kerr 介质 |
| 2.3 相位控制技术 |
| 2.3.1 相位传感技术 |
| 2.3.2 Zernike 相衬波前传感技术 |
| 2.3.3 相位恢复算法 |
| 2.3.4 光学移相技术 |
| 2.4 光学图像放大技术 |
| 2.5 液晶材料在系统中常见的应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 二维负反馈系统中的光学图像放大 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光学放大（增强）技术原理 |
| 3.2.1 基于微通道板的图像增强技术 |
| 3.2.2 非线性光学放大技术 |
| 3.2.3 基于振幅调制模式的光学图像放大 |
| 3.3 二波混频技术中晶体的选择 |
| 3.4 液晶光阀光放大方式对比分析 |
| 3.5 适用于二维光学系统中的光学图像放大技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 光学波前相位控制技术及应用 |
| 4.1 光学负反馈中的波前相位控制技术 |
| 4.2 基于 Zernike 多项式的波前探测方法 |
| 4.2.1 光学系统中的像差 |
| 4.2.2 Zernike 多项式（相衬技术） |
| 4.2.3 波前曲面的 Zernike 多项式拟合 |
| 4.2.4 Zernike 多项式波前拟合的协方差矩阵法 |
| 4.2.5 仿真结果及分析 |
| 4.3 液晶材料在光学移相技术中的应用 |
| 4.3.1 液晶双折射效应和折射率椭球 |
| 4.3.2 液晶分层理论和液晶分子指向矢分布数值模拟 |
| 4.4 光学波前相位的叠加单元 |
| 4.4.1 Zernike 相位片 |
| 4.4.2 光寻址空间光调制器（OASLM） |
| 4.4.3 单元功能仿真 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 二维负反馈系统模型初探 |
| 5.1 二维负反馈系统 |
| 5.2 典型的二维负反馈系统 |
| 5.2.1 典型的光强负反馈系统 |
| 5.2.2 相位畸变校正控制系统 |
| 5.2.3 典型的光电混合负反馈系统 |
| 5.3 模型的物理定性和等效变换 |
| 5.4 非线性光学共振器模型理论 |
| 5.5 二维光学负反馈系统模型 |
| 5.6 仿真结果及分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B. 作者在攻读学位期间参与的科研项目 |
| C．本论文中的实验数据和程序清单等相关信息 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 本课题研究的主要内容及意义 |
| 第二章 偏振光基本原理 |
| 2.1 自然光 |
| 2.2 椭圆偏振光 |
| 2.3 线偏振光 |
| 2.4 圆偏振光 |
| 2.5 部分偏振光 |
| 2.6 偏振光获得的原理及方法 |
| 2.7 各种偏振态的检验和鉴别 |
| 第三章 液晶技术的发展及理论 |
| 3.1 液晶光调制器的发展 |
| 3.2 液晶的概念及其分类 |
| 3.3 液晶的物理性质 |
| 3.4 液晶控制器件的分类 |
| 第四章 激光偏振参数控制组件的原理及结构设计 |
| 4.1 液晶的偏振调制技术 |
| 4.2 液晶光调制器的结构与理论推导 |
| 4.3 激光偏振参数控制组件控制原理及结构的设计 |
| 4.4 LCVR标定 |
| 4.5 液晶驱动电源的设计 |
| 第五章 激光偏振控制组件的实验结果与分析 |
| 5.1 偏振控制系统组成 |
| 5.2 实验数据 |
| 5.3 实验数据分析及结论 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 概述 |
| §1.1 本论文研究内容、主要工作和创新点 |
| §1.1.1 本论文的研究内容 |
| §1.1.2 作者的主要工作 |
| §1.1.3 本论文的主要创新点 |
| §1.2 全光通信与光无源器件 |
| §1.2.1 光通信结构 |
| §1.2.2 全光通信的发展 |
| §1.2.3 全光通信系统中的光无源器件 |
| §1.3 光开关及其在全光通信系统中的应用 |
| §1.3.1 光开关概述 |
| §1.3.2 光开关在全光通信系统中的应用 |
| §1.4 光衰减器及其在全光通信系统中的应用 |
| §1.4.1 光衰减器概述 |
| §1.4.2 光衰减器在全光通信系统中的应用 |
| §1.5 本论文设计器件与其他类型技术方案的优缺点比较 |
| 参考文献 |
| 第二章 低电压驱动1×8可扩展光开关 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 低电压驱动可扩展光开关的设计 |
| §2.2.1 设计目的 |
| §2.2.2 微反射单元设计 |
| §2.2.3 器件整体结构与工作原理 |
| §2.2.4 器件阵列扩展 |
| §2.3 器件结构的理论与优化分析 |
| §2.3.1 光纤准直器性能分析 |
| §2.3.2 驱动系统磁场分析 |
| §2.4 器件的制作 |
| §2.4.1 器件制作工艺过程 |
| §2.4.2 微细电火花加工 |
| §2.4.3 器件整体组装 |
| §2.5 器件性能测试 |
| §2.5.1 光开关器件性能要求 |
| §2.5.2 器件性能测试结果 |
| §2.6 一种超小型1×2微机械光开关 |
| §2.7 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第三章 光纤准直器阵列对准装置 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 装置结构设计 |
| §3.3 具体实施应用 |
| §3.4 装置优点 |
| §3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 齿轮步进型可调光衰减器 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 齿轮步进型可调光衰减器的设计 |
| §4.2.1 设计目的 |
| §4.2.2 位移驱动器设计 |
| §4.2.3 位移传动与挡光片设计 |
| §4.2.4 器件整体结构与工作原理 |
| §4.2.5 其他实现方式 |
| §4.3 器件光衰减理论、线性补偿和机构性能优化分析 |
| §4.3.1 挡光片式可调光衰减器光学传播过程的理论分析 |
| §4.3.2 光衰减量的线性补偿 |
| §4.3.3 微驱动机构性能分析 |
| §4.4 器件制作与性能测试 |
| §4.4.1 器件制作 |
| §4.4.2 性能测试 |
| §4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 数字化高速可调光衰减器 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 数字化高速可调光衰减器的设计 |
| §5.2.1 器件结构设计 |
| §5.2.2 衰减器原理设计 |
| §5.2.3 智能驱动电路系统设计 |
| §5.3 器件制作 |
| §5.4 器件驱动磁场和响应速度分析 |
| §5.4.1 驱动系统磁场分析 |
| §5.4.2 响应速度分析 |
| §5.5 器件性能测试 |
| §5.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 反射式微加工可调光衰减器 |
| §6.1 引言 |
| §6.2 器件结构设计 |
| §6.3 器件衰减特性分析 |
| §6.3.1 反射镜摆动角度与衰减的关系 |
| §6.3.2 驱动电压与衰减的关系 |
| §6.4 器件制作 |
| §6.5 器件性能测试 |
| §6.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| §7.1 论文总结 |
| §7.2 今后工作展望 |
| 附录1：博士期间发表的学术论文 |
| 附录2：博士期间申请和授权的专利 |
| 致谢 |
