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关键词： 电磁治疗   电磁场发射极   癌症   仿生电磁场   可穿戴设备  

摘要： 全球癌症发病率和死亡率均不断增高,而中国是世界上的癌症大国,在居民死亡原因中癌症位居第一。癌症的主要治疗方式有外科手术切除、化学治疗、放射治疗、免疫治疗、靶向治疗等,这些治疗方式虽然能够在一定程度上延长患者的生存期,但可能会引发不同程度的毒副作用,给患者带来极大的痛苦。进入电气时代以来,电磁场对人类健康影响的相关研究越来越多。其中,电磁场在疾病治疗中的应用成为了研究热点,一些研究发现电磁场在癌症、糖尿病、神经系统疾病、免疫系统疾病的治疗中具有显著疗效,并且还可以加速皮肤伤口的愈合,促进骨骼肌肉系统损伤的恢复,提高机体的抗氧化能力。电磁疗法与传统疗法相比,具有安全、无痛无创、无毒副作用等优点。虽然诸多研究证明了电磁场在疾病治疗中具有良好效果,但其理论和技术尚未成熟。目前,提出的电磁场生物效应机制包括感应电场与感应电流机制、带电离子受力机制、自由基对机制等,但尚未达成共识。因此,电磁治疗面临的主要问题包括电磁场的作用机制尚未明确,缺少相关电磁治疗设备等。本文旨在本课题组前期工作的基础上开发一款适用于癌症治疗的可穿戴仿生电磁场治疗设备的电磁场发射极。可穿戴医疗设备是指患者可穿在身上或者随身携带的医疗设备,它对患者的治疗无地域和时间限制,可以大大提高患者的生活质量。电磁场发射极是可穿戴电磁场治疗仪的关键部件,决定了病灶部位的电磁场强度和电磁场均匀度。目前,用于癌症电磁治疗研究的电磁场发射线圈有螺线管线圈、亥姆霍兹线圈和Braunbeck线圈等,但这些线圈体积较大、外部电磁场分布不均,故不适用于可穿戴电磁治疗仪。首先,本文设计了一款双线圈系统的电磁场发射线圈,通过仿真对比发现,内线圈采用直径为0.6 mm的漆包线、外线圈采用直径为0.5 mm漆包线的双线圈系统性能最好。随后,本文选择内半径为5 mm的双线圈系统,对其外半径和匝数进行优化设计,通过仿真对比发现,外半径为8 mm、25匝的内线圈和外半径为11.5 mm、42匝的外线圈构成的双线圈性能最好,可满足本文的设计要求。本文又以蜂巢的六边形结构为仿生原型,设计线圈的排布阵列,通过对比不同线圈间距阵列的磁场仿真结果,发现线圈中心间距为26 mm的阵列产生的电磁场强度最大且均匀度高。为验证仿真结果,本文设计了一款绕线棒,用于制作电磁场发射极实物,并搭建了电磁场发射系统,测量了单个电磁场发射极和发射极阵列产生的电磁场强度。与仿真结果的对比表明,磁场强度的实际测量结果与仿真结果变化趋势一致,吻合度较高,其误差亦在可接受范围之内。之后,通过Hela细胞集落形成实验验证了本文制作的电磁场发射极所发射的仿生电磁场(0.5 Hz、35μT–70μT)对癌细胞增殖的抑制作用。在直径为3.5cm的培养皿中分别接种100个(低密度)和1000个(高密度)Hela细胞,经过仿生电磁场照射6天后,低密度实验组无细胞集落形成,高密度实验组内只有极少数细胞集落形成。该实验结果证明了本文设计方案的可行性和有效性。最后,本文通过细胞实验对抑制Hela细胞增殖的仿生电磁场参数进行了优化。通过文献调研,本文选择模拟舒曼共振基频7.83 Hz的方波脉冲电磁场,并将磁场强度分别设为600μT和200μT。研究发现,Hela细胞经7.83 Hz、600μT电磁场照射2天后,细胞形态开始发生变化,照射4天后,细胞开始凋亡。Hela细胞经7.83 Hz、200μT电磁场照射后形态亦会发生类似的变化。当在直径为3.5cm的培养皿中接种5000个Hela细胞时,经7.83 Hz、600μT电磁场照射6天后,实验组无细胞集落形成;当细胞接种数目达到20000时,600μT和200μT这两种电磁场对Hela细胞增殖仍然具有抑制作用,但600μT电磁场的抑制作用更强。同时,通过NIH/3T3细胞实验证明了这两种参数的电磁场对正常细胞的生长无明显影响。本文工作从线圈的设计和仿真优化,到线圈阵列的设计与仿真优化,再到电磁场发射极实物的制作和磁场强度的实际测量,最后到细胞实验验证,建立了一套“设计-仿真-优化-制作-验证”的闭环方案,系统性地证明了本文设计方案的可行性以及仿生电磁场对癌症细胞增殖的抑制作用,所研制的电磁场发射极适用于可穿戴仿生电磁场治疗仪。

关键词： 贯流式水轮发电机   短路   阻尼条损耗   瞬态温度场   铁芯材料   单元格  

摘要： 伴随着高水头的水电资源开发利用趋于饱和,落差在25米以下的低水头水电资源很有必要进一步开发利用。贯流式水轮发电机是用于低水头、大流量的水电资源开发的重要水电机组,作为一种典型的卧式机组,其进出水方向一致,有很大的水电效率。但与此同时,贯流式水轮发电机的内部结构紧凑,细小狭长和磁场谐波显著,使得其通风散热效果较差,内部磁极区域发热问题比较明显。若电机发生短路这样的故障工况,阻尼条涡流损耗将急剧增加,导致阻尼条温度陡升,极端情况下阻尼条可能会发生软化甚至断裂等严重损伤。为保证机组与电网运行安全,本文针对贯流式水轮发电机三种典型的空载短路工况,研究了电机内部磁场,阻尼绕组损耗发热的瞬变规律,并讨论分析了不同铁芯材料定义形式、不同电磁场有限元网格剖分单元阶数和温度场模型维数等因素对计算分析的影响。第一,以电磁场理论为基础,结合电路理论,基于发电机真实数据,构建起水轮发电机的非线性时变运动电磁场-电路耦合模型,用于求解发电机电磁场与磁极区域损耗的分布与变化规律。进而考虑发电机通风结构与热传导和热对流特性,构建磁极区域的三维及二维瞬态温度场模型,用于研究阻尼条温度分布规律和变化趋势。与此同时,为研究揭示铁芯材料与电磁场有限元网格剖分单元阶数对计算结果的影响,定义了线性与非线性两类共六种铁芯材料与两种电磁场有限元网格阶数来分析三种典型的发电机空载短路工况。第二,运用建立的非线性时变运动电磁场-电路耦合模型,研究发电机空载运行发生不同短路时,其内部电磁场分布与变化情况。揭示了线性与非线性铁芯材料对发电机不同短路前后电磁场计算结果影响以及一、二阶电磁场有限元单元格对不同短路前后的电磁场影响,对比分析了其仿真计算效率的差异。在此基础上,对比研究了上述条件下的磁极区域的损耗分布计算结果。第三,将三种不同短路工况、六种不同铁芯材料和不同阶数电磁场有限元单元对应的磁极区域损耗施加到三维以及二维瞬态温度场模型中,求解得出上述各种短路工况下阻尼条温度分布变化趋势。对比分析揭示了铁芯材料定义形式、电磁场有限元网格剖分单元阶数和温度场模型维数对于空载短路工况下阻尼条发热计算结果的影响规律。为贯流式水轮发电机的分析设计与运行维护提供了有价值的理论方法支撑与数据参考。

关键词： 重离子核反应   核物质状态方程   核物质对称能   π-/π+比率  

摘要： 重离子碰撞能够直接产生高密高温的核物质,因而成为研究核物质状态方程及其对称能项这一核物理领域备受关注的热点问题的重要研究方法。在重离子碰撞中,除如中子-质子比率、核子集体流这些观测量外,反应中产生的π介子及π-/π+比率等观测量也成为探测核物质状态方程尤其是对称能的敏感观测量。过去,在束流能量相对较低的情况下,模拟重离子碰撞的输运模型一般使用静电库仑场来计算带电粒子产生的电磁场效应。然而,随着加速器技术的进步,束流能量也不断提高,碰撞核中的核子也相继被加速到足够高的速度,如FOPI加速器上的197Au+197Au碰撞实验,束流能量为400Me V/nucleon时,核子的速度已近乎达到0.7倍的光速。因此,计算带电粒子产生的电磁场效应自然需要考虑相对论效应。鉴于此,一些重离子输运模型基于李纳-维谢尔势（Liénard-Wiechert）来考虑电磁场的计算。与静态的库仑场相比,这一计算方案不但能够正确的对电场分量考虑相对论效应,而且能够合理的给出磁场的计算。然而,基于这一方案进行电磁场计算时,人们往往想当然的认为辐射场对带电粒子的影响可以忽略,且由于对于辐射场的计算要比速度场的计算复杂且费时,因此绝大多数输运模型仅采用了简化的李纳-维谢尔势,从而仅仅考虑了速度场。然而,关于电磁场的计算,至今尚无定量的研究揭示辐射场是否可以忽略。同时,也尚无研究揭示简化的李纳-维谢尔势所适用的束流能量范围,即电磁场计算的束流能量依赖性问题。鉴于这一现状,本文基于Isospin-dependent Boltzmann-Uehling-Uhlenbeck（IBUU）模型,系统研究了中能重离子碰撞中电磁场的不同计算方案对探测核物质对称能这一热点问题的影响。关于电磁场的计算,本文从Maxwell方程出发,首先给出基于Maxwell方程的电磁场计算方案,即自洽的计算方案;其次,在点粒子近似下,文章基于自洽的电磁场计算方案给出完整的李纳-维谢尔势;然后,通过对李纳-维谢尔势进行非相对论近似,给出计算电场的静态库仑场公式。为了揭示不同电磁场计算方案对π介子及π-/π+比率这一观测量的影响,本文对不同束流能量下96Ru+96Ru和96Zr+96Zr两个同重反应系统进行了系统模拟,以期同时揭示电磁场对π介子及π-/π+比率这一观测量的影响及电磁场影响的束流能量依赖性。本文首先研究了静态库仑场和常用的简化的（忽略了辐射/加速场的）Liénard-Wiechert公式两种计算方案下,束流能量为400Me V/nucleon时197Au+197Au中心碰撞中π-、π+的多重数和π-/π+比。其次探测了电场的相对论延迟效应对碰撞参数的依赖性和束流能量的依赖性以及不同束流能量下的两个反应系统96Ru+96Ru和96Zr+96Zr的双π-/π+比。最后重点研究了电磁场在三种计算方案下,束流能量为400 Me V/nucleon时96Ru+96Ru中心碰撞的π介子产额及π-/π+比值的差异,三种计算方案分别是自洽计算和最常用的SLW公式及静态库仑场公式。研究结果显示,常用的简化Liénard-Wiechert公式对电磁场的计算是不够准确的,因为这个公式中所忽略的辐射场也极大地影响了带电π介子的产额以及它们的π-/π+比值。因此,研究建议基于重离子碰撞并利用π介子观测量探测核物质对称能时,应仔细考虑电磁场的计算。此外,本论文还进一步分析了电磁场在400 Me V/nucleon下的两个反应体系96Ru+96Ru和96Zr+96Zr的双π-/π+比率的影响。结果表明:两个反应的双π-/π+比往往受电磁场的影响较小,因此仍可作为重离子碰撞中核对称能的有效观测量。

关键词： 贯流式水轮发电机   失磁故障   电磁场   瞬态温度场   损耗发热  

摘要： 我国曾出现水轮发电机因失磁故障,导致发电机内部阻尼条被熔断,磁极铁芯烧焦,以及电机转速失控等极为严重的事故。特别是针对贯流式水轮机,作为低水头大流量区域水电厂的主力机组,贯流式水轮发电机有着发电效率高、结构紧凑、水电站建筑周期短、经济性好等优点。但是却存在电机内部空间相对狭长,转动惯量小等缺点,当其出现失磁故障后对发电机结构造成的损害有可能更大,因此分析贯流式水轮发电机出现失磁故障后内部相关电磁参数的变化,以及转子磁极系统中阻尼条发热烧灼情况是很有必要的。为此本文针对一台典型大型贯流式水轮发电机,建立其在不同失磁程度下的电机电磁场与温度场分析模型,对电机内部磁场、电流、电磁转矩、机械转速及阻尼绕组发热状态的瞬变规律进行全面深入的分析。首先,通过厂家提供的电机结构参数并结合电机电磁场相关理论,构造发电机的二维非线性与线性时变运动电磁场-电路-机械运动耦合分析模型,通过对模型中励磁回路参数的调整,模拟水轮发电机出现不同程度的失磁故障,然后计算电机在失磁故障后内部参数如定子电流,转速,转矩的的瞬时变化规律,与电机稳定运行时的参数进行对比。同时求出水轮发电机失磁后阻尼条损耗的瞬时变化曲线,并将其作为阻尼系统温度场模型的热源。其次,将电磁场-电路-机械运动耦合分析模型中求得的阻尼条损耗曲线进行拟合,将其拟合成关于时间变化的函数。然后根据传热学理论以及温度场边界条件,构造磁极系统的瞬态二维及三维温度场模型,并将拟合后的热源函数导入温度场模型中,计算阻尼条在不同失磁程度下以及在不同温度场模型中的温度分布以及温升情况,同时对电机阻尼条所受电磁力的大小进行计算分析。最后,总结归纳不同程度的失磁故障对贯流式水轮发电机电磁场、电流、转速、转矩、电磁力、阻尼绕组损耗以及阻尼条温度分布与瞬时变化的影响,以及铁芯材料线性与非线性两种定义方式对计算结果的影响。为此类故障的监控与检修提供理论依据。

关键词： 电工装备   电磁场   非线性问题   本征正交分解   降阶模型  

摘要： 随着计算机技术的快速发展,现代电工装备的设计和性能分析广泛采用以有限元法为代表的数值分析方法。然而电机、变压器等电工装备的性能分析是一个时变的、非线性问题,有限元法求解过程十分耗时。在一些需要灵敏度分析、优化设计以及如数字孪生等对实时性要求很高的场合,直接使用有限元求解并不是一个最优选择。由于铁心材料磁特性的非线性特点和几何模型的复杂性,采用传统有限元法对电机、变压器等电工装备的性能分析无法满足高效性的要求。因此本文基于本征正交分解（Proper Orthogonal Decomposition,POD）法研究了电工装备非线性电磁场问题的模型降阶技术,为处理电工设备的非线性问题提供了一种准确、快速的计算方法。介绍了几种常用的模型降阶技术,对其数学原理进行了简要的分析,并研究了各种模型降阶技术的适用领域。详细的讨论了POD方法,对其原理进行了数学推导,并提出了基于该方法的电磁场非线性分析的快速计算技术。以一台电力机车牵引变压器为例,将所提出的方法应用于牵引变压器空载磁场的分析中。为了讨论空载磁场计算结果的准确性,选取了铁心中不同位置的测点,对比了传统有限元仿真与所提出的快速分析方法的计算结果,对二者误差进行了分析,对铁心不同饱和程度下的磁场进行了计算,对比了在不同饱和程度下降阶模型的计算结果的差异。针对降阶模型的在不同位置误差分布不均衡的问题,研究了快照矩阵位置选取对计算误差的影响。针对上述模型,接着讨论了降阶模型在不同截断位置和插值多项式阶数的不同组合下的预测结果,分析了改进的降阶模型与原始模型的误差来源,总结了误差随多项式阶数和截断位置的变化规律。通过前面的研究结果,提出了一种自适应确定非线性问题最优快照个数的方法,达到求解效率和求解精度的平衡。

关键词： 真空灭弧室   电磁场仿真   正交试验设计   电场强度   纵向磁场   结构优化  

摘要： 随着我国经济的不断发展,电网输配电系统的建设规模越来越大,线路电压等级越来越高。作为输配电系统中控制电流开断的关键设备,真空开关的绝缘强度决定了输电线路的电压等级,对电能的输送效率和安全可靠性具有重要影响。而真空灭弧室作为真空开关的核心组成部分,直接决定了开关的绝缘强度和电压等级,因此,研究真空灭弧室的结构优化方法、提高灭弧室耐压性能,对于研发高电压等级真空开关、保证电网安全可靠运行具有重要意义。本文以ZW32-12型真空开关为基础,建立12k V真空灭弧室的三维仿真模型以及杯状纵磁触头的三维仿真模型,采用COMSOL仿真软件对12 k V真空灭弧室进行了电磁场有限元仿真分析,并采用正交试验方法对灭弧室的电场和磁场特性进行优化设计,经过结构优化,提高了ZW32-12型真空开关的耐压强度。首先,利用COMSOL有限元软件研究均压屏蔽罩、主屏蔽罩以及触头开距对真空灭弧室电场、电位分布的影响。结果表明,主屏蔽罩端部、动静触头端部和主屏蔽罩与触头之间的区域是场强集中处;主屏蔽罩结构参数的最优值分别为:卷边半径4mm、卷边角度90°、坡度15°、主屏蔽罩半径50 mm、总长度110 mm;触头边缘圆倒角半径最优值为3 mm。其次,对触头圆倒角、触头开距、主屏蔽罩半径、主屏蔽罩卷边半径、主屏蔽罩卷边角度和主屏蔽罩坡度这6个灭弧室主要设计参数进行了正交试验设计和线性回归分析。通过真空灭弧室结构参数与电场特性之间的线性回归方程,得到了影响灭弧室电场特性的显著因素。经过多目标设计和优化,得出了真空灭弧室最佳电场特性结构设计参数,当触头圆倒角、触头开距、主屏蔽罩半径都取上水平,主屏蔽罩卷边半径和主屏蔽罩坡度都取下水平时,电场特性最佳。最后,在动、静触头表面以及触头间隙中心处,利用COMSOL有限元软件对电流过零和电流峰值时的瞬态磁场进行了仿真分析。对触头片开槽偏角、触头片开槽长度、触头片开槽数、铁芯个数、工艺孔直径和工艺孔深度这6个触头设计参数进行正交试验设计和线性回归分析。通过杯状纵磁触头结构参数与磁场特性之间的线性回归方程,得到了影响触头磁场特性的显著因素。经过多目标设计和优化,得出了杯状纵磁触头最佳磁场特性结构设计参数,当触头片开槽数和铁芯个数都取上水平,触头片开槽偏角和触头片开槽长度都取下水平时,磁场特性最佳。经过上述研究,对12 k V真空灭弧室的电场和磁场特性优化设计有效提高了ZW32-12型真空开关的耐压强度,对于输配电系统的安全可靠运行具有重要意义。

关键词： 电涡流缓速器   动车组制动   电磁场   温度场  

摘要： 电涡流缓速器是一种采用涡流制动工作原理的无接触式辅助制动设备,具有无噪音、能减少颗粒污染等优点,可以有效降低车辆主制动的负载,提高车辆运行的安全性。本文选用CRH380A型动车组为匹配车型,根据拖车转向架的结构特点确定电涡流缓速器安装位置。根据动车组相关参数对整车进行力学模型分析,计算出列车制动需要的制动力矩。创新设计出一种新型双绕组式电涡流缓速器的总体方案,相比于现有的电涡流缓速器制动效能及散热性更好。根据磁路的基本定律绘制了等效磁路,得到磁阻和磁感应强度得计算公式。最后,借鉴前人研究理论推导出制动力矩的计算公式。运用电磁场有限元分析软件,得到不同转速下的制动力矩、最大涡流损耗的变化曲线,通过分析瞬态磁场中制动力矩与磁感应强度的变化,验证了磁感应强度与制动力矩的关系,采用理论、数值分析相结合的方法来研究双绕组式电涡流缓速器的制动特性,通过控制变量法分析相关参数对磁场及制动力矩的影响。运用有限元分析软件建立热应力耦合场模型,分析温度及热变形对设备制动性能的影响。根据仿真分析得到制动盘工作时温度随时间变化曲线图,然后根据制动盘的许用温度分析出在温度场中气隙最小选用值和制动盘厚度最大选用值。最后通过热应力耦合场,进一步分析气隙距离对热变形的影响,得到符合工作要求的气隙距离,从而验证设备工作时的安全性和可靠性。

关键词： 膝骨关节炎   脉冲电磁场   自噬   哺乳动物雷帕霉素靶蛋白  

摘要： 目的:观察脉冲电磁场对膝骨关节炎大鼠软骨的影响,研究脉冲电磁场对软骨自噬、血清炎症及m TOR信号通路的作用。方法:1.24只300g左右的雄性SD大鼠随机分为三组,对照组(Control组),骨关节炎组(OA组)、骨关节炎+脉冲电磁场治疗组(PEMF组),每组各8只。对OA组及PEMF组大鼠进行前交叉韧带切断术(anterior cruciate ligament transection,ACLT)模拟创伤性膝骨关节炎;***术后8周,将PEMF组的大鼠放置于脉冲电磁场中干预,设置频率、强度分别为8Hz,3.82m T,干预40分钟/天,5天/周,共8周。OA组和Control组的大鼠也放置于脉冲电磁场中,但不接通电源。3.连续干预8周后,三组大鼠取材,血清做ELISA检测炎性指标;右侧股骨软骨提取RNA做PCR检测m TOR、Beclin1、MMP13、ADAMTS5、Aggrecan、COL2A1、SOX9、LC3B基因的表达;右胫骨做免疫组织化学检测ADAMTS5、SOX9、COL2A1、Beclin1、P62蛋白的表达;左侧股骨做HE及番红固绿染色及OARSI评分。结果:1.血清学分析:ELISA显示,与Control组相比,OA组IL-1β表达增高,差异具有统计学意义(P<0.01);与Control组相比,OA组IL-10表达降低,差异具有统计学意义(P<0.01)。***分析:与Control组相比,OA组的ADAMTS5及MMP13表达上调,差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05)。与OA组相比,PEMF组的ADAMTS5表达下调,差异具有统计学意义(P<0.05);与Control组相比,OA及PEMF组Aggrecan显著下调,且差异具有统计学意义(P<0.01,P<0.05);与Control组相比较,COL2A1在OA组中表达明显降低,差异有统计学意义(P<0.01);与Control组相比,Beclin1在OA组表达中增多,差异具有统计学意义(P<0.01);与Control组相比,m TOR在OA组中表达降低,具有统计学意义(P<0.05)。3.病理切片染色及评分:在光学显微镜下,Control组的大鼠股骨软骨大部分表层完整,少部分软骨局部浅层软骨番红失染,潮线完整,软骨细胞排列较紊乱。OA组的大鼠软骨破坏到中层,潮线不完整。局部可见新的胶原形成,软骨细胞死亡,中层软骨区域有骨赘形成。PEMF组的大鼠股骨软骨破坏较OA组减轻,未见明显骨赘形成,软骨表层有破坏,软骨边缘基本完整,染色清晰。软骨细胞有增生,但排列无明显紊乱。OA组的OARSI评分比Control组明显增高,且差异具有统计学意义(P<0.05),PEMF组OARSI评分显著下降,与Control组相比较差异显著,具有统计学意义(P<0.05)。***切片:与Control组相比,OA组ADAMTS5表达增高,差异不具有统计学意义(P>0.05),与OA组相比,PEMF组ADAMTS5表达下降,差异具有统计学意义(P<0.05);与OA组相比,PEMF组SOX9表达增高,且差异具有统计学意义(P<0.05);OA组的大鼠COL2A1表达较Control组降低,差异具有统计学意义(P<0.05);OA组的大鼠Beclin1表达较Control组降低,且差异具有统计学意义(P<0.05),PEMF组Beclin1值较OA组增高,差异不具有统计学意义(P>0.05);与OA组相比,Control及PEMF组P62表达下降,具有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论:脉冲电磁场可能通过调节m TOR信号通路表达调节软骨自噬及血清炎症水平,抑制软骨退变,延缓大鼠的膝骨关节炎进展。

关键词： 太赫兹   超表面   高品质因子   云纹   连续域中的束缚态  

摘要： 利用超材料与超表面对太赫兹波进行多种操控,一直是近几年来研究的热点问题。尤其在与生命科学相结合的交叉学科领域,超表面为实现电磁场的局域场增强提供了有利的工具,这无疑会提高待测样品与入射太赫兹波的相互作用,促进太赫兹生物传感探测技术的发展。本论文基于超表面在太赫兹电磁场中的高品质（Q）因子展开研究,主要包括以下三个部分:一、我们数值研究了包含四方和六角形结构条纹的Moiré超表面中的太赫兹超晶格模式。入射的太赫兹波在Moiré图案的边缘激励产生的单向表面电流。因此,Moiré图案的每个侧边都作为偶极子振荡器工作,它们共同同相共振,产生晶格模式。较大的旋转角会导致相对较高的共振频率,以及较高的Q因子。我们的发现首次揭示了太赫兹波段下Moiré超表面中超晶格模式的本质,同时为通过太赫兹扭转电子学调制晶格模式提供了一种新方法。二、连续域中的束缚态（bound states in the continuum,BICs）可以看作不与外界发生耦合,或其能量不向外泄漏的一种状态,理想情况下具有零线宽对应无限大的Q因子。通过打破系统的对称性,BIC转化为准BIC,使得共振线宽变得有限且可测量。以往的研究中,通过打破超原子（meta-atom,MA）的C2对称性,可以实现对称保护准BIC的观测。然而,这通常只伴随着单带准BIC的观测。根据群论知识,C2群是C2v的子群。C2v到C2或Cs的退化本质上是一种局域对称。在这种情况下,高阶对称破缺是否会影响准BIC中观察到的带数?我们研究了当双开口谐振环上的金属臂上的双开口向同一方向或相反方向位移时,C2v对称系统中准BIC的演化过程。对于C2对称MA,x偏振太赫兹波在0.36 THz处激发的准BIC中以一对暗偶极子振荡为主,而y偏振太赫兹波在0.61 THz处激发的准BIC中以四极子振荡为主。而Cs对称MA则由LC和类四极共振得到双带准BIC,其只能在0.23 THz和0.62 THz处由y偏振太赫兹辐射激发。双谐振子耦合模型和三谐振子耦合模型都表明能够和实验与模拟很好的拟合。结果表明耦合强度与自由空间的耦合强度和泄漏比是由结构的不对称性引起的。两种对称类型的实验测得的最大Q因子均超过20。研究结果揭示了局部几何对称破缺对太赫兹MA准BIC的影响,为多波段传感器的设计提供了一种可行的解决方案。三、准BIC的观测与结构的对称性以及入射辐射的偏振有关。在此,我们提出了一种具有C4对称晶格的超表面,其具有对太赫兹辐射偏振不敏感且同时可以观测到准BIC。超表面的单元设计为两个相邻的方向上相互正交的超分子（meta-molecule,MMs）。通过调整MMs中的长度引入不对称程度,导致电四极畸变,从而形成通向自由空间的能量泄漏通道,使得BIC转化为准BIC。其中C4对称超表面的透射矩阵分量相等Txx=Tyy,这表明电磁散射泄漏通道与入射太赫兹波的偏振角无关,这也从理论上证明了具有C4对称布局超表面可以维持这种准BIC效应。我们的研究结果提供了一种在超表面上实现偏振不敏感准BIC的方法,这无疑会助于太赫兹生物传感器的发展。