SPP基本理论
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体育是教育系统中重要的组成部分,没有好的体育教育难以理解为有出色的教育体系,对于培养学生德智体美全面发展也就没有了落实的可能性。
为了让学生全面的发展,体育教师以及体育课首先应当承担起社会的主要责任,在体育课堂上进行大胆的尝试与改革,积极地引入科学、领先的理论指导体育教学任务的顺利完成。
体育教学模式是将体育教学理论转化为体育教学实践的媒介,该文的SPP教学理论是指从学生发展的角度出发提出,技能、体适能、心理潜三个方面来有机结合锻炼发展学生的理论,三者即相互促进,又互相制约,处于互为影响的状态。
1 SPP体育教学发展的基本内涵新课标展示了学习目标和引领内容,学习的内容取决于学生未来的发展方向及高度。
用SPP发展理论框架指导学生学习,对学习的知识体系也是从整体后局部的开始进行的,是从学生的体育教育发展方向对教学内容框架进行构建,包含了已有的教学目标的发展层面,又有对教学内容宏观的指导作用。
对体育课教学内容的选择上也是别具匠心的,结合体育课程标准具体提出心理健康、身体健康、适应社会的健康观点,结合教育的根本为全面发展身心健康为最终目标,提出了体育教学内容的基本框架。
1.1 教学内容的主体--技能人体在运动的过程中有效掌握并完成专门动作被称之为运动技能,作为体育学习领域的主要运动技能,需要学生在体育课堂中认真学习、掌握一系列的运动知识和技能,形成动力定型从而学会运动特长项目,为终身体育打下坚实的基础。
在学生学习运动技能时要对现有知识进行重组,进行选择性的学习,这个过程实质就是进行改进问题,实现自我突破的过程。
只有这样学生才可以科学进行锻炼,可以在现有知识体系下指导自我技能的学习。
因此,技能教学是体育课教学内容中最重要的一项,它可以做为其他内容的载体,同时也是其他内容的支柱。
1.2 技能和健康的保证--体适能人体各器官系统的机能在身体活动中表现出来的能力被称之为体适能。
体适能它与健康有关展现出体能和与运动技能之间辩证统一的关系,学校体育阶段表现出以增加健康指数和提高基本活动能力为主要任务。
社会临场感理论| 新传理论38一、社会临场感及研究发展二、社会临场感的内在属性社会临场感是个复杂的概念,既涉及技术因素,也涉及社会因素,社会因素与技术因素共同影响社会临场感,贯穿在这一理论整个发展过程之中。
1不同的媒体在传达社会情感的言语和非言语线索方面具有不同的潜能。
媒体的变化影响交互的本质,交互的目的影响个体交流使用媒体的选择。
社会临场感理论通常用来划分通讯媒体的等级,如根据媒体的临场感的程度,可划分为“面对面>视频会议>音频”。
由这个理论,高社会临场感的媒体更适合执行有关人际关系的任务。
2技术是一种支撑环境,社会临场感的产生,也离不开人内心的感知。
学者图(Tu)指出,社会临场感是指发生在媒介环境中的,人对人的知晓程度。
在CMC研究中,社会临场感则被定义为与另一个知性主体连接时的感觉、感知与反应。
因此社会临场感是在通讯媒介环境中产生的心理感知。
3不同的研究者研究的视角不同,对社会临场感的维度划分也不同。
Short等人认为影响社会临场感的维度有“交互响应”、“情感响应”、“凝聚力响应”;Tu认为影响社会临场感的因素有社会情境、在线传播、交互性、系统私密性、私密性感觉五个因素;Kreijns则认为影响在线学习者社会临场感的因素与学习者的社交能力、社会性空间中的学习者的行为密切相关。
三、社会临场感的测量不同的研究者对社会临场感的界定不同,这直接影响了他们对社会临场感的测量方法。
目前常用的测量方法主要有社会临场感量表(SPS:SocialPresence Scale)、社会临场感指标(SPI:SocialPresence Indicators)和社会临场感与隐私问卷(SPPQ:SocialPresence and Privacy Questionnaire)等。
冈纳瓦德纳等人最早在教育背景下研究社会临场感和CMC,他们将社会临场感分成三个维度:情感响应、交互响应、凝聚力响应,提出了社会临场感量表(SPS)。
单芯光子晶体光纤边孔SPR折射率传感特性研究彭荣荣;刘彬;陈佳【摘要】为了实现高灵敏的表面等离子体共振(SPR)折射率传感,提出一种基于大纤芯的单芯光子晶体光纤SPR传感结构,采用全矢量有限元方法对其传感特性进行了数值仿真和分析.结果表明,该结构具有比较宽的折射率传感范围(1.36~1.55),同时具有较高的传感灵敏度,平均传感灵敏度达12139nm/RIU;在折射率1.36~1.42区域,线性传感灵敏度为5646.4nm/RIU,线性度为0.9317;而在折射率1.42~1.57区域,传感灵敏度达到15326.8nm/RIU,线性度为0.98738,传感特性出现明显的线性分段情况.该研究结果为实现高灵敏的光子晶体光纤SPR传感器提供了重要的理论依据.【期刊名称】《激光技术》【年(卷),期】2018(042)005【总页数】5页(P713-717)【关键词】光纤光学;光子晶体光纤传感;有限元;表面等离子体共振【作者】彭荣荣;刘彬;陈佳【作者单位】南昌工学院基础教学部,南昌 330108;南昌航空大学江西省光电检测技术工程实验室,南昌 330063;南昌工学院基础教学部,南昌 330108【正文语种】中文【中图分类】TN253;TP212.1+4引言表面等离激元(surface plasmon polariton, SPP)是指在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用产生的沿金属表面传播的电子疏密波。
当入射光的频率与金属或掺杂半导体表面等离子体振荡频率匹配时就产生共振现象,称为金属表面等离子体共振(surface plasmon resonance,SPR)现象[1]。
金属表面介质折射率对激发SPR的入射光频率非常敏感,利用这一特性可以制作基于SPR的折射率传感器件。
该器件具有实时和快速检测、无需标记、耗样量少等特点,在生物和医药等领域具有广阔的应用前景,已成为近年来光学纳米传感技术的一个重要的研究热点[2-6]。
SPP基本理论1基本理论2.1体材料无限大金属表面等离子体的传输和激发原理对于二维无限大平板问题,以平板所在平面为x-y平面,以平板外法向为z轴建立坐标系(如图 2.1)。
若要激起表面等离子体激元,使导体表面的自由电子重新分布,就要求电场在金属表面处于表面垂直。
因此对于二维问题,只有TM 极化的入射光才能激发表面等离子体激元,这也与试验相吻合[12]。
图 2.1 表面等离子体激元效应发生时金属表面电荷和电场的分布情况1986年Raether总结前人的理论和试验,结合表面等离子体激元的特性,给出了Maxwell方程表面模式的解[13]。
下面就简要介绍一下这个理论。
2.1.1 二维体材料表面等离子体在无限大光滑金属表面的传输理论2.1.1.1 二维表面等离子体激元传输的色散关系对于图2.1中所示的表面光滑,在z 轴负方向上无限大的二维平板,当TM 激化的电磁场入射在界面上时,结合表面等离子体沿x 方向传输,在z 轴正负方向都指数衰减的特点,Maxwell 方程的解可以写成1111()11()111(0,,0)0:(,0,)x z x z i k x k z t y i k x k z t x z H e z E E e ωω----=<=H E(2.1a)1111()22()222(0,,0)0:(,0,)x z x z i k x k z t y i k x k z t x z H e z E E e ωω+-+-=>=H E(2.1b)其中下标1表示z<0的介质,下标2表示z>0的介质,k 表示波矢。
将(2.1)式代入Maxwell 方程中的ii itε∂∇⨯=∂E H (i=1, 2)得11112222z y x z y x k H E k H E ωεωε==-(2.2a)错误!未指定书签。
11112222x y z x y z k H E k H E ωεωε=-=-(2.2b)错误!未指定书签。
基于表面等离激元的偏振不灵敏型电光调制器的理论研究靳琳;宋世超;文龙;孙云飞【摘要】由于受到表面等离激元(SPP)固有偏振性的影响,基于表面等离激元的波导型调制器只支持横磁模式(TM)传播.本文提出了一种在垂直方向和水平方向上均构建混合(hybrid)波导结构的表面等离激元电光调制器,以实现调制器的低偏振灵敏性.在组合的混合波导中,垂直和水平偏振方向上的表面等离激元被限制在相应的混合波导中.通过调控介质和ITO界面处形成载流子积累层中载流子浓度可实现光吸收调制.在经优化的结构中两个偏振态的消光比差为0.005 dB/μm.通过3D-FDTD 模拟调制器的光场调控,清楚地显示了传统硅波导与偏振不灵敏调制器间的耦合传输特性.两种偏振态下,偏振不灵敏调制器与硅波导之间的耦合效率均达到了74%以上.此项研究将为表面等离激元电光调制器在偏振不灵敏光集成回路中的应用提供解决方案,为其与具有偏振随机态光纤回路的集成奠定了基础.【期刊名称】《光电工程》【年(卷),期】2018(045)011【总页数】7页(P41-47)【关键词】表面等离激元;透明导电氧化物;调制器;偏振性【作者】靳琳;宋世超;文龙;孙云飞【作者单位】中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室,江苏苏州 215123;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室,江苏苏州 215123;中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所纳米器件与应用重点实验室,江苏苏州 215123;苏州科技大学电子与信息工程学院,江苏苏州 215009【正文语种】中文【中图分类】O436.3随着光通信应用的发展,光子集成电路(photonic integrated circuits, PICs)在过去的几十年里取得了显著的成效。
调制器作为光子集成电路中光学信号处理的主要器件之一发展尤为迅速[1],例如基于自由载波色散效应(自由载流子等离子体影响材料光学参数的效应)的硅基马赫-曾德尔(Mach-Zenhder)光调节器实现了高达50 GHz的调制速率[2]。
摘要摘要本文开始分析了“家家E”业务的现状和存在的问题,在此基础上,说明了构建新型的固网短信的综合业务平台的开发的迫切性。
为了实施这个项目,需要有一个专业的开发团队和规范的开发过程,因此需要研究软件工程的科学方法并且应用到实际的项目中去。
本文接着研究了项目目管理、SCM、SQA及测试的理论及实施过程、常用的工具,目的是在研究的基础上尽可能把得到的知识应用到烟草项目中去。
然后,本文参照SPP过程提出了一个项目目管理、SCM、SQA及测试一体的项目管理和质量控制的框架。
这个框架是cffMl3的精简并行开发过程,它吸取了CMMl3的精华部分,同时又对CMMl3过程中比较繁琐的部分进行了裁减,使得这个框架更加符合实际的开发管理过程。
最后,通过MicsoftProject2000、perforce,bugz.IIa这些自动化工具把项目管理、SCM、SQA整合成一个实用的开发管理环境。
关键词项目管理:精简并行过程:配置管理;软件项目质量保证:ABSTRACTAtthebeginning.theartiCleanalyzetheactualityandproblemsofthebusihessabout“JiaJiaE”,theshortmessageplatformoftelecom.Becauseofthat,it’SnecessarytodevelopanewplatformforbusinesSbaseonshortmessageoftelecom.TodothiS,weneedateamthatcandevelopingundertheprincipleofsoftwareengineering.Sothen,theartiClestudiesthetheoryonprojectmanagement、SCM、SQAandtesting.IalSOStudytheapplicationofthesetheoryandthetoolStheyoftenuse.FollOWthat,theartiCledevelopaframeworkreferringtheSPP.Theframeworkintegratesprojectmanagement、SCI/、SQAandteeting.ItiSasimplifiedparallelprocesSofCMMl3.ItinheritStheCMMl3andhasa11thestrongpointofCMMl3.ThemodeloutsoutthecomplexpartofCMMl3,SOitaccordswiththerealdevelopprocesSwell.Last,theartiCleimplementthemodelbythetoolS,MiCsoftProject2000、perforceandbugziIIa.KeyWordsprojectmanagement:simplifiedparallelprocess:SCM:SQA华南理工大学学位论文原创性声明木人郑蕈声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
1基本理论2.1体材料无限大金属表面等离子体的传输和激发原理对于二维无限大平板问题,以平板所在平面为x-y平面,以平板外法向为z轴建立坐标系(如图2.1)。
若要激起表面等离子体激元,使导体表面的自由电子重新分布,就要求电场在金属表面处于表面垂直。
因此对于二维问题,只有TM极化的入射光才能激发表面等离子体激元,这也与试验相吻合[12]。
图2.1 表面等离子体激元效应发生时金属表面电荷和电场的分布情况1986年Raether总结前人的理论和试验,结合表面等离子体激元的特性,给出了Maxwell 方程表面模式的解[13]。
下面就简要介绍一下这个理论。
2.1.1 二维体材料表面等离子体在无限大光滑金属表面的传输理论2.1.1.1 二维表面等离子体激元传输的色散关系对于图2.1中所示的表面光滑,在z轴负方向上无限大的二维平板,当TM激化的电磁场入射在界面上时,结合表面等离子体沿x方向传输,在z轴正负方向都指数衰减的特点,Maxwell方程的解可以写成1111()11()111(0,,0)0:(,0,)x z x z i k x k z t y i k x k z t x z H e z E E eωω----=<=H E (2.1a)1111()22()222(0,,0)0:(,0,)x z x z i k x k z t y i k x k z t x z H e z E E e ωω+-+-=>=H E (2.1b)其中下标1表示z<0的介质,下标2表示z>0的介质,k 表示波矢。
将(2.1)式代入Maxwell方程中的ii itε∂∇⨯=∂E H (i=1, 2)得11112222z y x z y x k H E k H E ωεωε==- (2.2a)错误!未指定书签。
11112222x y z x y z k H E k H E ωεωε=-=- (2.2b)错误!未指定书签。
在边界上电磁场须满足如下的边条件:1212112212,,x x y y z z x x xE E H H E E k k k εε===== (2.3)由(2.2a)和(2.3)式可以得出121112220//0y y z y z y H H k H k H εε-=+=若要此方程组有解,则必须系数矩阵行列式为0,即12120z z k k εε+= (2.4)将(2.1)式代入Maxwell 方程中的0i i tμ∂∇⨯=-∂H E (i=1, 2)可得111101222202z x x z y z x x z y k E k E H k E k E H ωμωμ--=-= (2.5)由(2.5)式和(2.2)式可得到2222()x zi ri k k k cωε=+= (2.6)其中εri 为介质1或2的相对介电常数。
(2.6)式结合(2.4)式可得到二维无限大光滑金属平面表面的色散方程为1/21212x k c εεωεε⎛⎫= ⎪+⎝⎭(2.7)1/212112,(0)z k z c εεωεεε⎛⎫=-< ⎪+⎝⎭(2.8a) 1/212212,(0)z k z c εεωεεε⎛⎫=-> ⎪+⎝⎭(2.8b)将(2.8)式代入(2.1)式后可知,若要求波矢量在z 轴的正负方向上都衰减,则需要k z 为纯虚数。
从而若光线从介质中入射,即ε2为正值,由(2.8b)式可以得到ε1一定为负值。
而表面波要沿着表面传输,这要求k x 为实数,所以有|ε1|>|ε2|。
目前金属和靠近本征频率的掺杂半导体的介电常数满足这个要求,所以目前只有在这些材料上可以看到表面等离子体激元的效应。
借用三维自由空间等离子体(plasma ,不同于表面等离子体激元plasmon )的介电常数公式[14]221pp ωεω=- (2.9)其中εp 为等离子体的介电常数,ω为入射场频率,ωp 为等离子频率,它等于,其中n 为电子密度,e 为电子电量,m 为电子质量。
如果假设表面等离子体激元共振时金属的介电常数为三维空间等离子体密度,将(2.9)式代入(2.7)式的ε1可得:x k =(2.10)其中εd 为介质的介电常数。
由此可以得到二维表面等离子体激元传输的色散关系如图2.2所示。
由(2.10)式可以马上得到,在k x很大的地方,它们应该分别趋于/pω和/p ω图2.2色散关系曲线。
左边的ω=ck x曲线为光在真空中的色散曲线,它右边的实线为介质2为空气时的色散曲线,右边的虚线对应介质2为任意介电常数为ε2的色散曲线。
ωp为大块金属的等离子体频率。
2.1.1.2 表面等离子体激元光学器件的四个特征尺寸1.金属衰减深度δm众所周知,金属具有趋肤深度,当电磁波照射到金属表面时,在趋肤深度内光强衰减到1/e。
表面等离子体激元在金属内与表面垂直方向也程指数衰减,定义金属内的衰减深度δm 表示等离子体激元表面波强度衰减为1/e时的深度。
将(2.8a)式代入(2.1a)式,由于k z为纯虚数,可以马上得到11[2Re()]2m zckδω--⎛==⎝(2.11) 其中εd和εm分别表示介质和金属的介电常数。
如果基于表面等离子体激元的光子器件的大小小于δm,那么能量就不能紧紧停留在表面,而是有了透射,这样表面等离子体的特性就不能表现出来,所以金属衰减深度决定了一个表面等离子体激元光子器件的最小尺寸。
2.介质衰减深度δd根据表面等离子体局域场增强的物理特性,与表面垂直方向上的能量不仅在金属内衰减,在介质内也程指数衰减。
同样定义介质内的衰减深度δd表示等离子体激元表面波强度衰减为1/e时的深度。
将(2.8b)式代入(2.1b)式,由于k z为纯虚数,可以马上得到11[2Re()]2d zckδω--==(2.12) 对于大多数情况,δd>δm。
介质衰减深度决定了基于表面等离子体激元的光子器件中介质衬底的最小厚度。
3.表面等离子体激元传输长度δsp以上的两个参数表达了在垂直于表面的纵向方向上表面等离子激元光子器件的特征尺寸。
在沿着表面的横向方向上,表面等离子激元表现出传输的特性。
然而事实上,金属的介电常数并不是一个理想的负实数,而是一个复数,它的虚部很小。
如果考虑这个虚部,金属的介电常数可以写成εm =εm’+iεm”。
将其代入(2.4)式并展开,去掉高阶项可以得到'"x x xk k ik=+(2.13) 其中1/2'''m dxm dkcεεωεε⎛⎫= ⎪+⎝⎭,3/22'""'2(')m d mxm d mkcεεεωεεε⎛⎫= ⎪+⎝⎭。
可见,在横向方向上表面等离子激元也会有衰减,定义传输长度δsp表示等离子体激元表面波沿传输方向强度衰减为1/e时的深度,则3/221'(')[2"]'"m d msp xm d mckεεεδωεεε--⎛⎫== ⎪+⎝⎭(2.14) 一般δsp>δd>δm,500nm的光入射时,铝的δsp可以达到2μm,而对于损耗较小的银,可以达到20μm,在更大的波长入1550nm处,银的δsp可以达到1mm。
传输长度决定了表面等离子体激元光学器件的最大尺寸,一旦大于δsp,则能量衰减过大而不能发挥出器件的特性。
4.表面等离子体激元传输波长λsp根据一般波矢的定义k=2π/λ引入表面等离子激元的传输波λsp,使其满足2π/λsp=k sp=k x,将其代入(2.13)式的实部可得1/2'2''m dspx m dkεεπλλεε-⎛⎫== ⎪+⎝⎭(2.15) 其中λ为入射波的波长。
λsp决定了光子器件表面刻蚀结构的大小。
一般刻蚀结构的周期应为λsp/10。
图2.3给出了常用的-两种金属Al和Ag分别在入射光为0.5μm和1.5μm时以上四种特征尺寸的大小。
图2.3银和铝分别在1.5μm和0.5μm的入射光下各个特征尺寸的大小。
δm为金属衰减深度,δd为介质衰减深度,λ为表面等离子体激元传输波长,δsp为表面等离子体激元传输长度。
2.1.2体材料中金属表面等离子体激发方式表面等离子激元的激发可以通过电子和光两种方式,在这里只简单介绍光的激发。
由图2.2可以看出,真空中光的色散曲线和表面等离子激元的色散关系除了在k x趋于0的时候没有交点。
由于动量大小等于ħk,这意味着光的动量和表面等离子的动量失配,不能激发表面等离子体激元。
若要解决失配问题,就要增加给定光的动量,使k0等于k sp,如图2.4所示。
增加光的动量有两种方法,光栅耦合器和ATR耦合器。
图2.4表面等离子体激元激发条件。
虚线为真空中的色散关系,实线为表面等离子体激元的色散关系,可见为达到动量匹配,入射光的切向波矢k x 需要增加来耦合成表面等离子体激元。
1.光栅耦合器当入射光以入射角θ(入射光于z 轴夹角)入射时,它在x 方向的分量为k 0=ksin(θ)。
如果在金属表面刻蚀周期为a 的光栅,那么入射光波矢的切向分量k x 就会受到调制变为022sin x sp k n k n k ca aωππθ=±=±= (2.16) 其中ω为入射光的角频率,n 为任意的整数。
因此入射光的动量得到了增加而可以激发表面等离子激元。
相反的过程也是成立的,即k sp 由于光栅的调制减少而转变成光。
2.ATR 耦合器如果入射光在入射到金属之前先经过一层介电系数为ε0(ε0>1)的介质,那么其波矢的切向分量就会变为x k θ=(2.17)从而使入射光波矢的切向分量增加。
ATR 耦合器就是使用这种方法,在金属的表面加上一层介质,从而增大入射光的动量,激发表面等离子激元(如图2.5所示)。
图2.5 ATR 耦合器。