諧振器
關注創建者：320科技工作室 創建時間：2023-04-29
諧振器的視頻教程
波動力學論文講解—lamb波在介質中的傳播
通信領域：蘭姆波諧振器是一種新興的微機電系統壓電諧振器，主要利用最低階對稱蘭姆波的傳播特性。這種諧振器具有高品質因子、適中的機電耦合系數、低功耗、體積小等優勢，在通信領域具有潛在的應用價值。 四、蘭姆波傳播的影響因素 介質特性：蘭姆波的傳播速度不僅取決于板間介質的彈性系數，還與板厚的變化以及自身的頻率特性有關。
￥69.9 45分鐘 23播放
查看
011 - COMSOL基于SRR的二次諧波產生（含講解視頻）
包含的文件截圖（手機端可能無法顯示圖片，請在電腦端查看）： ? 詳細描述（手機端可能無法顯示圖片，請在電腦端查看）： ????如上圖所示，金開口環諧振器放置在玻璃基底上構成一個超表面，開口環的邊長為 220 nm，高為 25 nm，排列周期為 305 nm。 ????
￥106 1小時5分鐘 20播放
查看
諧振器的實例教程
令人驚訝的是，你完全可以在另一個科學領域觀察到類似的效果：光波在光環諧振器中傳播。
什么是光環諧振器？
像濾光器一樣，光環諧振器是只允許一個狹窄頻帶通過的波導結構，這種結構也能用于耦合方向相反的兩個光波導。典型的光環諧振器包含兩部分：
直波導
環形波導
波導芯緊密地放置在一起，光波從一個波導耦合到另一個波導。
光環諧振器（上）表現出類似于回音廊（下）的效果，但是用光波代替聲音。右：倫敦圣保羅大教堂內的回音廊。
在硅光子學領域，光環諧振器表現出用作集成光路元件的潛力。由于諧振器的折射率相差極大，它可以產生極小的光路。此外，還可以將兩個或多個光環諧振器相結合來開發結構緊湊、損耗最低且易于集成到現有網絡的高階濾光器。光環諧振器的其他應用還包括可調諧機械傳感器、生物傳感器、光譜學，以及量子光子研究
在光環諧振器中，光沿著環路傳播，并由于全內反射（total internal reflection，簡稱 TIR）而保留在波導中。全內反射是一種光學現象，即光線不會折射通過它們觸及的介質邊界。
光在光環諧振器中的傳播。
由于只有少數波長在這些環路中達到諧振，因此光環諧振器被用作濾波器。諧振腔耦合器的傳輸損耗可以對波在傳播過程中產生的損耗起到平衡作用，對陷波濾波器來說非常理想。
在 COMSOL 軟件中模擬光環諧振器
波動光學模擬軟件有助于評估光環諧振器的光譜特性。例如，你可以使用 COMSOL 軟件和附加的波動光學模塊，模塊中包含預定義的電磁波，波束包絡接口。此接口用于模擬光波在許多波長上的傳播，你可以利用其中的分析結果來評估光環諧振器作為陷波濾波器的性能。
電磁波，波束包絡接口基于波束包絡法，這是一種數值方法，用于分析大型光學仿真中的慢變電場包絡。
展開 該示例問題使用聲學單元和粘熱損失（比較邊界層阻抗[BLI]模型和低頻率[LRF]模型）來分析帶有四分之一波長諧振器的吸音裝飾板。
重點介紹了以下特性和功能：
• 三維聲學單元
• 法向表面速度
• 邊界層阻抗（BLI）模型
• 低頻率（LRF）模型
• 端口定義
• 吸收系數后處理
介紹
開發最小化噪聲的系統是一個持續的過程，因為噪聲是一個可能快速且不利地影響舒適性的因素。例如，在飛機機艙中，機身周圍的湍流邊界層是中高頻范圍（500-2000Hz）噪聲的主要來源。為了降低機艙內的聲壓級，一種有效的解決方案是由不同直徑和長度的管組成的四分之一波諧振器面板。共振板的吸收能力是四分之一波現象和粘熱損失綜合作用的結果。
這里提出的問題計算了示例諧振器面板的吸收系數。
問題描述
為了減少飛機機艙內的噪聲，可以將粘熱四分之一波諧振器面板放置在機艙內。諧振管的長度和直徑經過優化，以使感興趣的頻率范圍內的聲音吸收最大化。因此，本文描述的諧振器模型使用阻抗管方法進行了實驗和數值測試。
下圖顯示了本仿真中使用的諧振器模型的幾何結構：
該圖顯示了由不同直徑和長度的管組成的諧振器，從而優化了所有頻率的吸收：
每個管的半徑和長度由以下值定義：
建模
結構的三維模型在ANSYS DesignModeler中創建，并用FLUID220和FLUID221三維聲學單元進行網格劃分，壓力作為唯一的自由度（KEYOPT（2）=1）。
在阻抗管入口施加法向速度和無反射輻射邊界，模擬揚聲器實驗產生的聲音。
展開 這種電動控制可以將光學梳齒和光電子相連，使得一個諧振器中的各種梳狀輸出具有快速和方便的可調性。由于其卓越的費米-狄拉克可調性和超快的載流子遷移率，石墨烯具有復雜的光色散，可通過柵極電壓進行調整。這帶來了光電子技術的進步，如調制器，光電探測器和可控等離子體激元。
成果簡介
近日，來自成都電子科技大學的姚佰承（通訊作者）的團隊在Nature發表了題為Gate-tunable frequency combs in graphene–nitride microresonators的文章，通過將柵極可調光導與氮化硅光子微諧振器耦合，從而通過改變費米能級來調制其二階和更高階色散來證明石墨烯基光學頻率梳的門控腔內可調諧性。他們實現了雙層離子凝膠門控晶體管，以在單電壓電平控制下調節石墨烯0.45-0.65電子伏特范圍內的費米能級。他們進一步證明了從周期性孤子晶體到具有缺陷的晶體的電壓可調諧轉換，這種結合了單原子層納米科學和超快光電子的異質石墨烯微腔將有助于提高我們對動態頻率梳和超快光學的理解。
圖文導讀
圖1：柵極可調石墨烯氮化物異質微腔的概念設計與實現
a: GMR的示意結構，氮化硅用灰色表示；
b: 石墨烯-氮化物異質波導的電場分布；
c: 光學顯微照片顯示母線波導（紅色箭頭），環形諧振器和Au/Ti金屬化圖案；
d: 根據其費米能級計算石墨烯的速度色散和三階色散。
圖2：調諧石墨烯微環諧振器
a: 電子測量石墨烯/離子凝膠電容器；
b: 費米能級和光學波長的函數；
c: 測量GMR的透射率（頂部面板）和模式FSR與波長關系；
d: 在各種VG下調諧Q因子和色散變化。
展開 近日，一項發表于《Scientific Reports》的研究為這一困境提供了解決方案[1] —— 基于金屬-絕緣體-金屬（MIM）雙環諧振器的等離子體光學生物傳感器，以其超高靈敏度、快速響應及多細菌區分能力，有望重塑細菌檢測技術格局。
細菌檢測技術的現狀與痛點
細菌感染仍然是全球發病率和死亡率的主要原因，診斷延遲往往會加劇臨床結果。然而，傳統檢測手段存在顯著短板：微生物培養需數天時間，PCR與酶聯免疫吸附試驗（ELISA）技術依賴實驗室條件且操作復雜，難以在資源有限地區推廣應用。即便在技術相對成熟的場景，這些方法對早期感染的低濃度細菌也常出現漏檢，延誤治療時機。
近年來，光學生物傳感器憑借無標記檢測、實時分析、可微型化等優勢成為研究熱點，其中等離子體傳感器因對局部折射率變化的超高敏感性脫穎而出。表面等離子體激元（SPPs）在金屬-介質界面的激發，可將電磁場強局域化，極大增強光與生物分子的相互作用，為高靈敏度檢測奠定基礎。但現有技術在特異性、多參數優化及實際環境適應性上仍有提升空間。
MIM 雙環諧振器傳感器的設計與優化
（一）核心結構：MIM雙環諧振器的設計
該傳感器采用MIM雙環諧振器結構，其結構如圖1所示，核心由兩層金屬夾一層介質基板構成，通過納米環與垂直臂的巧妙布局實現電磁場強約束。具體設計中，金納米環與金背反射器的組合被選為最優方案——金具有優異的等離子體共振特性與化學穩定性，可有效減少生物環境中的干擾；絕緣介質基板由一層制成，厚度經優化后確保電磁場與分析物的高效作用；傳感器整體結構參數通過粒子群優化（PSO）算法迭代優化，最終確定關鍵尺寸如表1所示。
展開 光學標準具用于各種應用，例如在光譜學和激光諧振器領域。標準具的基本結構僅僅包括一對平面平行的透明板，并可以形成一個眾所周知的Fabry-Pérot諧振器，它通常用于光譜和/或角度選擇。
諧振器的最新內容
點擊立即報名
7/14 | CLLC電源變壓器的飽和及損耗仿真
講師簡介：
劉朝瑜 | Ansys高級應用工程師
主題簡介：在高功率密度 LLC 諧振變換器中，磁集成變壓器與諧振電感的損耗已成為效率與熱設計的關鍵瓶頸。由于繞組結構復雜、并聯電流分配不均以及磁通路徑強耦合，傳統經驗公式難以準確評估實際損耗。
用戶界面的基礎操作
2
光柵仿真算法比較
薄元近似法（Thin Element Approximation）
傅里葉模態法（Fourier Modal Method）
周期單元近似法（Periodic Cell Approximation）
3
光柵嚴格分析實例
閃耀光柵
亞波長光柵與偏振轉換
體全息光柵的波長和角度選擇特性
諧振光柵耦合器
光學標準具用于各種應用，例如在光譜學和激光諧振器領域。標準具的基本結構僅僅包括一對平面平行的透明板，并可以形成一個眾所周知的Fabry-Pérot諧振器，它通常用于光譜和/或角度選擇。
Fabry-Pérot標準具廣泛應用于激光諧振器和光譜學中，用于敏感波長的濾波。通常，它們由兩個高反射(HR)涂層表面和之間的空氣(或玻璃)組成。在這個例子中，建立了一個以硅為間層的標準具光學測量系統，以測量鈉D線。利用非序列場追跡技術，充分考慮了多元反射對條紋對比度的影響，研究了涂層的反射率對條紋對比度的影響。
雙曲超材料開辟了各種可能性，例如可提供先進傳感功能的平面透鏡、無衍射成像、超靈敏光學顯微鏡、納米諧振器等。
共振納米結構
共振納米結構具有光-物質相互作用所需的強度，電磁相互作用所需的高局域化，以及散射和吸收所需的大橫截面。其可以用作高效的超透鏡、聚光鏡、納米諧振器和亞波長波導。
然而，當模型（例如諧振器）引入微小的光時延時，Spectre的自適應時間步長可能難以收斂，因此，在某些情況下，用戶可能不得不切換到固定時間步長，從而喪失自適應時間步長的優勢。
Optical delay: INTERCONNECT的典型時間步長在0.1ps到1ps之間，這既能準確捕捉模型的光延遲，又能保持較高的仿真性能。
雙曲超材料開辟了各種可能性，例如可提供先進傳感功能的平面透鏡、無衍射成像、超靈敏光學顯微鏡、納米諧振器等。
共振納米結構
共振納米結構具有光-物質相互作用所需的強度，電磁相互作用所需的高局域化，以及散射和吸收所需的大橫截面。其可以用作高效的超透鏡、聚光鏡、納米諧振器和亞波長波導。
表面等離子體光子學的應用
表面等離子體光子學依賴于在金屬-電介質界面的納米結構中發生的光學過程。
什么是波導？2個月前
使用波導的PIC組件有很多，其中包括：
分光器：將單個波導的光波分成兩個波導
耦合器：將來自兩個不同波導的光波耦合為單個波導
環形諧振器：由圓形或橢圓形組成，其可用作PIC上的濾波器或調制器
螺旋波導：延遲PIC上的信號
光柵耦合器：將光垂直耦合到PIC與光纖，可以輸入也可以輸出光信號
光開關：改變波導中的折射率，以控制光信號，并在PIC中引導光信號的路徑
Hermite-Gaussian模型
對于矩形對稱的激光諧振腔，即矩形增益孔徑的激光諧振器，用Hermite-Gaussian模型給出了傍軸波動方程的合適解。這些模式的電場分布可以用Hermite多項式表示。
首先，我們展示了赫里奧特池的情況，這是一種充滿弱吸收氣體的諧振器，其中大量的反射有助于準確表征材料的吸收特性。其次，我們使用法布里-珀羅標準具來解析鈉雙光子。
赫里奧特池的建模
該用例顯示了用于氣體光譜的赫里奧特池的物理光學模擬，包括CO2演示。
