使用波导模式的近场捕获和移动微粒可以实现稳定和紧凑的集成光学平台,以操纵,分类和研究单个微观对象。在这项工作中,研究了通过Bloch表面波在聚合物波中传播的一维光子晶体表面和位于波导表面上的光线的可能性。数值模拟。使用两光子激光光刻,在一维光子晶体的表面制造了Su-8聚合物波导。当Bloch表面波被激发时,聚苯乙烯微粒沿波导的运动被实验证明。
a School of Energy Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, 92 West Street, Harbin 150001, China b Laboratoire Charles Coulomb (L2C) UMR 5221 CNRS-Université de Montpellier, F- 34095 Montpellier, France c Key Laboratory of Aerospace Thermophysics, Ministry of Industry and Information Technology, Harbin 150001, China d School of Energy and山东大学的动力工程,Qingdao 266237,中国E Institut Universitaire de France,1 Rue Descartes,F-75231 Paris Cedex 05,法国
3。必要性IIDOneïtatde laContractació,探测纳米级材料的红外和Thz特性,只能使用散射型扫描近场光学显微镜(S-SNOM)进行。它是我实验室中的一种中心仪器,它可以确保我在基于石墨烯的纳米式电子学上成功进行研究,应用光学近场测量值,利用弹性散射的光线以及分析近场光电流。近年来,由我的小组开创的近场光电流测量值的突破为将来的石墨烯等化烯化铺平了道路。我们需要这种仪器来在2D材料和异质结构的项目中取得进一步的进展。
同时发送和接收相同频率的无线信号已被认为是缓解频谱资源稀缺的一种颇具吸引力的方法 [1]。这是通过实现 IBFD 与现有技术相比可能实现的两倍频谱效率来实现的。此外,IBFD 还为电子战领域的同时多功能前端天线系统带来了机遇 [2]。IBFD 面临的主要挑战是自干扰 (SI),即从发射机泄漏到其自身共定位接收机的自干扰 [3]。大多数系统需要非常高水平的自干扰消除 (SIC) 才能正常运行。通常,为了实现预期的 110-130 dB SIC,如图 1 所示,在三个级别实现消除:射频或天线、模拟和数字 [4]-[5]。
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摘要:近场辐射传热(NFRHT)测量通常依赖于定制的微发行版,这些版本在其原始演示后可能很难再现。在这里,我们使用纯硅(SIN)膜纳米力学谐振器研究NFRHT,一种可广泛可用的基材,用于电子显微镜和光学力学等应用,并可以轻松地沉积其他材料。我们报告的测量值降低到较大的曲率半径(15.5 mm)玻璃散热器和SIN膜谐振器之间的最小距离。在如此深的次波长距离处,热传递在(0.25 mm)2的有效区域上由表面极化共振支配,这与使用自定义的微型制造设备的平面 - 平面实验相当。我们还讨论了使用纳米力学谐振器的测量如何创造机会,同时测量近场辐射传热和热辐射力(例如,对Casimir力的热校正)。关键字:近场辐射,纳米力学谐振器,热辐射,表面极化
间隙距离≈50nm时石墨烯的电子密度达到极限。与SiO2等极性电介质材料相比,石墨烯可以在更宽的红外频率区域激发表面等离子体极化子(SPP),为辐射传热增强提供极好的通道。[1,21]精心控制石墨烯的几何形状还可以实现诸如超导体[22]、关联绝缘体[23]、原子级离子晶体管[24]、超薄海水淡化膜[25]等特殊材料。理论上,可以通过多层系统[26–28]通过多表面态耦合(如多个等离子体[29,30]或非互易石墨烯等离子体耦合)进一步增强NFTR。[31]在这里,制备多个石墨烯片的间隙桥接悬浮晶体将允许组织等离子体极化子模式。这些耦合的 SPP 为 NFTR 增强提供了一个非常好的通道,因为近乎完美的光子隧穿概率涵盖了很大范围的横向波矢。石墨烯片具有与线性狄拉克带中的费米能级相关的高度可调的耦合 SPP。调整费米能级可使片间等离子体极化子支持所需中远红外频率区域内的光子隧穿,从而实现优化的 NFTR 增强。然而,制备这种多层悬浮系统具有挑战性。许多支撑材料,如 SiO 2 、Si 或 hBN,会将这些表面模式限制在较小的横向波矢中,因为这些结构的折射率更高且损耗更大。在这里,我们研究了石墨烯/SU8/5 层异质结构 (Gr/SU8/5L),因为 SU8 在中远红外频率区域内与真空在光学上相似(第 S6 部分,支持信息)。调整费米能级可以控制 k 空间中 SPP 的形状,从而控制 NFTR 增强。由于石墨烯 SPP 的强耦合,在两个 Gr/SU8/5L 异质结构之间,间隙距离约为 55 nm 时,与 BB 极限相比,增强了约 1129 倍。据我们所知,顶级相关研究显示,在类似的间隙距离下,增强了(相对于其相应的远场极限,远场极限小于 BB 极限),例如在 ≈ 50 nm 时增强了约 100 倍 [17],在 ≈ 42 nm 时增强了约 84 倍 [18],在 ≈ 50 nm 时增强了约 156 倍 [19]。因此,我们的 Gr/SU8/5L 异质结构在类似的间隙距离下实现了近一个数量级的改进。这种巨大的热传递可能会激发热光伏[32]、热管理[33]和新型通信系统[34]等领域的潜在应用。
数十年来,光学近场显微镜促进了对纳米级光子激发的开创性研究。近年来,Terahertz场的近场显微镜已成为涉及语音和电子现象,丰富时空动力学和高度非线性过程的实验的重要工具。建立在这个基础上,这种观点阐明了Terahertz近场显微镜提供的变革机会,以探测超快相变的探测,有助于应对以前无法访问的凝聚态物理学的挑战。激光驱动的相位转变在许多系统中都伴随着具有时空特征的Terahertz脉冲,该脉冲受相变的复杂物理学控制的。使用Terahertz近场微副本技术对这些发射的脉冲的表征可以支持对超快相变动力学的研究。这种方法可以例如,允许量子材料中超快拓扑转换的观察者,展示其阐明相位变化的动态过程的能力。
摘要:由于其超高的能量转移效率,近场辐射传热显示出在各种新兴技术领域中应用的显着潜力。目前,研究近场辐射传热问题的主要理论框架包括传统的波动电动力学(FE)理论和最近提出的非平衡绿色功能(NEGF)方法。在两种方法中,物体之间的辐射热通量取决于计算物体对外部电磁场的响应函数。本报告介绍了基于密度功能理论的第一原理方法,在不同温度下对物体之间计算近场辐射热通量的方法。它提供了计算公式,其中包括FE和NEGF方法的局部现场效应。使用二维材料(例如石墨烯)作为示例,我们介绍了近场辐射热通量与物体之间的距离以及辐射能谱之间的关系。然后,我们系统地比较了第一原理方法和传统理论模型对诸如石墨烯极化之类的响应函数的影响。最后,我将在完全非平衡条件下的光子电子相互作用引起的统一的能量,动量和角动量转移理论引入开拓性工作。
解锁光谱对纳米级的真正潜力需要开发稳定和低噪声激光源。在这里,我们开发了一个基于由飞秒纤维激光器泵送的全正常分散纤维的低噪声超脑(SC)来源,并显示出高分辨率,在近芳烃(NIR)区域的频谱分辨出近场测量。具体来说,我们探讨了对无孔径散射型扫描近场光学显微镜(S-SNOM)的减少噪声要求,包括SC的固有脉冲到脉冲波动。我们使用SC的光源来展示第一个NIR,频谱解决的S-SNOM测量,这种情况是最先进的商业SC来源太嘈杂而无法有用。我们在单个测量中绘制了在波长区域的1.34–1.75μm波长区域中表面等离子体偏振子(spp)波的传播,从而实验表征了NIR中SPP的分散曲线。我们的结果代表了一种技术突破,有可能在近场研究中实现低噪声SC来源的广泛应用。