基于液晶回音壁模式传感的光谱标定方法研究

1

作者 麻镇宇 李晓强 +1 位作者 刘永军 严云翔 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期30-37,共8页

液晶回音壁模式(WGM)传感技术结合了液晶材料的高敏感性和光学WGM的高精度特性,在物质检测、环境监测和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。为提升传感测量的精度和灵敏度,除了改善传感器的结构特性以外,如提高品质因子、实现窄线宽、... 液晶回音壁模式(WGM)传感技术结合了液晶材料的高敏感性和光学WGM的高精度特性,在物质检测、环境监测和生物医疗等领域具有广阔的应用前景。为提升传感测量的精度和灵敏度,除了改善传感器的结构特性以外,如提高品质因子、实现窄线宽、提升波长移动范围等,准确标定WGM光谱谱线是一个重要内容。然而,实际应用中,WGM光谱的非规则分布给谱线标定带来了挑战。本文针对此问题提出了一种基于Savitzky-Golay(SG)滤波和高斯平滑的WGM非规则光谱标定方法,并提出了光谱标定的对称性、高线性和合理性三原则。将WGM光谱标定分为规则和非规则两类。对于规则光谱,具有良好的洛伦兹线型和高斯包络轮廓,可以选择最高强度谱线或中心波长,或者具有相同自由光谱范围(FSR)的相邻模式谱线作为谐振波长。而对于非规则光谱,可以分为三类:(1)光谱缺峰和强度突变,主要由于谐振条件的损耗变化所致;(2)光谱非规则劈裂,液晶微腔中可能存在微小的缺陷或杂质,导致光谱的非对称劈裂;(3)混合型变化光谱,受到复杂测量环境的影响,可能出现多种不规则变化。通过SG滤波和高斯平滑处理,有效地恢复光谱的对称性,提升拟合线性度,实现光谱标定。为验证该方法的有效性,根据不同类型光谱标定情况,分别设计了利用液晶WGM对不同生物分子的传感实验,包括胰蛋白酶(浓度0.75~2.00μg·mL^(-1))、pH(4.55~6.86)、DNA(浓度90~490μg·mL^(-1))等。实验结果表明,采用本文方法和三原则进行液晶WGM光谱标定和谐振峰选取,传感灵敏度的线性度均在0.99以上,具有较好的可靠性和稳定性。该研究创新之处在于提出了针对液晶WGM光谱非规则分布的有效标定方法和三原则,为提高液晶WGM传感测量的准确性和有效性提供了有效解决方案和重要的理论和方法支持,具有重要的应用和理论意义。 展开更多

关键词 液晶 回音壁模式 光谱标定 Savitzky-Golay滤波

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回音壁模式花生腔制备及其定向发射特性

2

作者 黄潇潇 李志秀 +3 位作者 石林林 常朋发 朱益志 王安帮 《发光学报》 北大核心 2025年第7期1301-1309,共9页

回音壁模式变形微腔兼具了回音壁模式(WGM)高品质因数与内部丰富模式路径优势,在混沌动力学、传感探测、激光定向发射方面具有重要研究价值。本文结合使用氢氧焰加热与二氧化碳(CO_(2))激光器加热,首先利用氢氧焰加热将两根光纤熔融拉... 回音壁模式变形微腔兼具了回音壁模式(WGM)高品质因数与内部丰富模式路径优势,在混沌动力学、传感探测、激光定向发射方面具有重要研究价值。本文结合使用氢氧焰加热与二氧化碳(CO_(2))激光器加热,首先利用氢氧焰加热将两根光纤熔融拉伸制备到一起,而后使用CO_(2)激光加热二次熔融拉伸的方法,制备了花生形WGM微腔阵列。实验中,我们分别研究了氢氧焰加热时拉伸距离,以及两次CO_(2)激光加热位置间距对制备得到的花生腔尺寸与形貌的影响。而后利用锥形光纤耦合的方式,探究了其在不同角度下的出射强度,并使用仿真软件进行了模拟。两种方法的结果吻合,证实了其具有定向发射特性。此外,实验上分别使用不同直径光纤以及中空玻璃管进行组合加工,制备了两瓣直径不同、以及单瓣中空的非对称花生腔,并对它们的发射特性进行了仿真研究,证实了该方案的普适性。这项工作提出了一种快速批量制备WGM花生腔的简便方法,为变形WGM微腔的研究与应用奠定了基础。 展开更多

关键词 回音壁模式 花生腔 定向发射特性 传感

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基于回音壁模式微泡腔的流速传感应用

3

作者 马春晖 俞骁翀 +6 位作者 段冰 吴彦燃 赵星昀 刘嵩义 高永潘 杨大全 张璇 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期189-198,共10页

基于黏性流体的伯努利效应原理,利用回音壁模式微泡腔高品质因子与具有天然微流控通道的特性,提出一种基于回音壁模式微泡腔的流速传感器。理论分析了黏性流体流动时由于黏滞损耗引起的压强损失,仿真分析了不同流速范围内流动速度和压... 基于黏性流体的伯努利效应原理,利用回音壁模式微泡腔高品质因子与具有天然微流控通道的特性,提出一种基于回音壁模式微泡腔的流速传感器。理论分析了黏性流体流动时由于黏滞损耗引起的压强损失,仿真分析了不同流速范围内流动速度和压强之间的关系,发现二者之间表现出良好的线性依赖,沿程损耗是引起压强损失的主要因素;恒定流速下微腔内部为均匀的正压分布,会引起谐振波长红移。实验制备了壁厚约为2μm的微泡腔,并搭建流速传感实验测试系统。在3~106μL/min流速范围内,流速增加时,谐振波长发生红移,并且波长偏移与流速之间满足良好的线性关系,拟合得到流速传感灵敏度为0.047 pm/(μL/min),检测极限为0.635μL/min。该流速传感器结构简单、易于制备、低成本且检测极限较低。 展开更多

关键词 回音壁模式微泡腔 流速传感 微流控 伯努利效应 黏滞损耗

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回音壁模式光学微腔及其应用研究进展

4

作者 黄嘉祺 邹辉 《光通信研究》 北大核心 2024年第3期83-91,共9页

近年来,高品质因子的回音壁模式(WGM)光学微腔发展迅速,成为光学和物理领域的热点研究。光学微腔是一种微型光学元件,由于其微小的尺寸和高品质因子,可以加强光与物质的相互作用并使光在其中长时间存留。WGM光学微腔是光学微腔的典型代... 近年来,高品质因子的回音壁模式(WGM)光学微腔发展迅速,成为光学和物理领域的热点研究。光学微腔是一种微型光学元件,由于其微小的尺寸和高品质因子,可以加强光与物质的相互作用并使光在其中长时间存留。WGM光学微腔是光学微腔的典型代表之一,具有体积小、灵敏度高和寿命长等优点,目前,基于WGM光学微腔的应用主要集中在各类传感、激光器和滤波器等领域。然而,当前对WGM光学微腔的研究还未实现大规模生产,仅处于实验室研究阶段,工业化生产还存在成本高、制作工艺困难等缺点。文章重点介绍了WGM光学微腔的研究进展,阐述了回音壁材料对Q值的影响,近几年WGM光学微腔在传感、激光器和滤波器领域的应用,并提出了在可能实现全光网络的未来WGM光学微腔存在的挑战及进一步研究方向。对于后续研究,文章认为首先需降低成本、缩短时间,提高制备工艺的精度和效率;其次,需要解决微腔与光学器件耦合的问题,提高耦合效率并提高抗干扰能力;最后,需要解决腔体对环境的敏感性问题,以确保微腔在制备滤波器等器件时具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 回音壁模式 高品质因子 光学微腔 传感

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柱形微腔回音壁激光光谱模式的精确标定 被引量：10

5

作者 王东林 江楠 +2 位作者 姜利群 张振力 普小云 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期2749-2753,共5页

由柱形微腔中回音壁模式满足的本征值方程,得到确定回音壁模式位置和间距的近似解析公式。以此近似解析公式,首次对直径在215-328μm间的5个柱形微腔回音壁激光光谱做了模式标定。在用近似解析公式对柱形微腔激光光谱的数值作拟合的计算... 由柱形微腔中回音壁模式满足的本征值方程,得到确定回音壁模式位置和间距的近似解析公式。以此近似解析公式,首次对直径在215-328μm间的5个柱形微腔回音壁激光光谱做了模式标定。在用近似解析公式对柱形微腔激光光谱的数值作拟合的计算中,除了回音壁模的径向模式数（l）和角动量模式数（n）外无需其他拟合参数,解析公式的拟合值和实验激光光谱波长值间的偏差小于0.05 nm,拟合结果精确可靠。柱形微腔回音壁激光光谱模式的精确标定在模式的场分布计算以及频移型微腔生物传感器的研究应用中具有重要作用,文章介绍的方法亦可应用于柱形微腔直径和折射率的精密测量。 展开更多

关键词 激光光谱 柱形微腔 回音壁模式 模式标定

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波导耦合回音壁模式光学微球腔结构耦合特性分析（英文） 被引量：4

6

作者 王梦宇 金雪莹 +2 位作者 李飞 张延超 王克逸 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期284-289,337,共7页

提出了一种耦合微球和波导系统的有效方法,并在数值和实验上进行了论证.为了研究微球腔和波导系统的耦合特性,首先通过耦合模理论研究了这个系统的2D模型.通过有限时域差分法设计了一个数值仿真系统.在快速傅里叶变换(FFT)处理样本数据... 提出了一种耦合微球和波导系统的有效方法,并在数值和实验上进行了论证.为了研究微球腔和波导系统的耦合特性,首先通过耦合模理论研究了这个系统的2D模型.通过有限时域差分法设计了一个数值仿真系统.在快速傅里叶变换(FFT)处理样本数据后,得到了波长范围从600 nm到1 000 nm的相对强度谱曲线和传输谱曲线.在实验中,采用熔融单模光纤顶端的方法制得了石英材料微球腔.采用热拉技术制得了锥形光纤,用来作为激发微球腔中回音壁模式的波导.测试了这个微球腔-锥形光纤耦合系统,通过优化微球腔与锥形光纤的相对位置得到其品质因数高达2.3×106,耦合效率高达92.5%.这些耦合特性可以很好地用理论结果解释.这些特性表明了其在实际微腔传感和微型激光器中极具潜力. 展开更多

关键词 微纳光学 光学微球腔 波导光学 回音壁模式 时域有限差分法 耦合特性

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基于回音壁模式微球腔的PDH稳频技术（英文） 被引量：2

7

作者 王梦宇 金雪莹 +2 位作者 王静 陈黎明 王克逸 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期55-62,共8页

光学微球腔因其回音壁模式可获得极高的品质因数而受到广泛关注.本文分析了Fabry-Perot腔和微球腔的基本原理,通过CO2激光熔融光纤实验制得了直径为1.2mm的微球腔,并测试了微球腔和锥形光纤耦合结构的耦合特性.采用典型的PDH稳频系统设... 光学微球腔因其回音壁模式可获得极高的品质因数而受到广泛关注.本文分析了Fabry-Perot腔和微球腔的基本原理,通过CO2激光熔融光纤实验制得了直径为1.2mm的微球腔,并测试了微球腔和锥形光纤耦合结构的耦合特性.采用典型的PDH稳频系统设计了基于微球腔的稳频系统,分析了用于鉴频的误差曲线的吸收特性和色散特性,对比了不同调制频率、微球腔直径、耦合损耗、传输损耗下与误差曲线斜率的关系.结果表明:耦合状态下最大Q值可达到1.1×108,调节微球腔内横磁模和横电模的转换可优化耦合效率,匹配微球腔和锥形光纤的尺寸得到了径向二阶模式的透射谱,误差曲线效率达到15.4A mW/MHz.球腔在提高PDH稳频技术灵敏度上具有巨大潜力. 展开更多

关键词 光纤光学 激光稳频 光学微球腔 PDH 回音壁模式

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光纤回音壁模式的三波段激光辐射研究 被引量：1

8

作者 祝昆 江楠 +2 位作者 韩德昱 张远宪 普小云 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期3061-3066,共6页

将石英光纤浸入低折射率的激光染料溶液中构成圆柱形微腔.采用沿光纤轴向光抽运的消逝波激励增益方式,获得了沿光纤轴向长距离的激光染料增益,受激辐射光在圆柱形微腔中回音壁模式的支持下形成激光振荡.在直径为288μm的同一根光纤外分... 将石英光纤浸入低折射率的激光染料溶液中构成圆柱形微腔.采用沿光纤轴向光抽运的消逝波激励增益方式,获得了沿光纤轴向长距离的激光染料增益,受激辐射光在圆柱形微腔中回音壁模式的支持下形成激光振荡.在直径为288μm的同一根光纤外分三段分别填入罗丹明6G、罗丹明610和罗丹明640激光染料乙二醇溶液,实现了波长分别在567～575nm、605～614nm和656～666nm三个不同波段的回音壁模式激光振荡,用一根光纤同时获得了红、橙、黄三种不同颜色的激光辐射.对实验所获得的回音壁模式激光光谱做了模式标定,依据标定的模式数计算了各种模式以及抽运光在光纤截面的强度分布.计算结果表明,激光增益区域总是局限在圆柱形微腔回音壁模式的模场区域内,由此可以显著地提高抽运效率,增加抽运光沿光纤轴向的增益长度. 展开更多

关键词 光纤激光器 回音壁模式 消逝波激励 三波段激光辐射

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回音壁模式圆盘形微谐振腔的设计及特性研究

9

作者 金虎 陆理科 王鹏 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期8-13,23,共7页

针对光通信波段,分析了标准圆盘形结构和其他三种变体结构的WGM微谐振腔,讨论了通过改变传输波导和微腔之间的间距以及改变传输波导的几何形状对耦合系数的影响,基于FDTD算法,分别计算了四种结构的耦合系数、谐振频率、模场分布及品质... 针对光通信波段,分析了标准圆盘形结构和其他三种变体结构的WGM微谐振腔,讨论了通过改变传输波导和微腔之间的间距以及改变传输波导的几何形状对耦合系数的影响,基于FDTD算法,分别计算了四种结构的耦合系数、谐振频率、模场分布及品质因数等,发现模式的匹配程度和输入波导的弯曲损耗均对品质因数有影响,而四种结构的品质因数和耦合系数的变化规律相反,故具体应用中为了达到较高的耦合效率,须在较高的品质因数与较大的耦合系数之间进行折中,经比较得到了一种输入波导弯曲的优化圆盘形结构。 展开更多

关键词 光学器件 微谐振腔 耦合系数 回音壁模式

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圆碟中回音壁模式的耦合条件 被引量：1

10

作者 周剑英 戴密特 +3 位作者 郝寅雷 杨建义 王明华 江晓清 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期264-267,共4页

基于波导的几何光学理论,并考虑谐振腔的品质因素或光子寿命,给出了毫米级圆碟回音壁模式谐振时的条件,应用光子隧道效应,分析了输入输出波导与圆碟的耦合特性,详细分析并给出了品质因素为5×105环形电极铌酸锂圆碟调制器中回音壁... 基于波导的几何光学理论,并考虑谐振腔的品质因素或光子寿命,给出了毫米级圆碟回音壁模式谐振时的条件,应用光子隧道效应,分析了输入输出波导与圆碟的耦合特性,详细分析并给出了品质因素为5×105环形电极铌酸锂圆碟调制器中回音壁模式与波导的耦合与限制条件.提出一种利用铌酸锂Mach-Zehnder波导与同质材料圆碟构成的微波接收转换装置,该装置能够实现推挽操作,在具有较高频率分辨特性的基础上能进一步降低驱动电压,而且器件尺寸进一步减小. 展开更多

关键词 光载无线通信 共振腔 回音壁模式 铌酸锂 波导 光子隧道效应 耦合

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光纤微球谐振腔回音壁模式光学特性的研究 被引量：1

11

作者 杨真 徐隆 尹淑娟 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2015年第4期626-628,633,共4页

从麦克斯韦尔方程出发,分析了介质微球谐振腔支持的回音壁模式(WGM)分布,针对光纤微球谐振腔这种实现回音壁模式的方式,进行了理论研究和通信传输实验系统的搭建,并阐明了优化的方向,仿真结果表明,实现激发回音壁模式的耦合与传统光波... 从麦克斯韦尔方程出发,分析了介质微球谐振腔支持的回音壁模式(WGM)分布,针对光纤微球谐振腔这种实现回音壁模式的方式,进行了理论研究和通信传输实验系统的搭建,并阐明了优化的方向,仿真结果表明,实现激发回音壁模式的耦合与传统光波导谐振腔通信传输系统相比,光纤微球谐振腔的回音壁模式通信传输系统具有更深刻的物理内涵和应用价值。 展开更多

关键词 回音壁模式 球型微谐振腔 光纤耦合系统

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基于回音壁模式光学微腔的低阈值激光器研究进展 被引量：3

12

作者 李文媛 付鑫鹏 +4 位作者 姚聪 申彦鑫 赵欣瑞 付喜宏 宁永强 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1823-1838,共16页

回音壁模式(WGM)微腔激光器作为一种微纳激光器件,可以将光约束在微纳量级的谐振腔内并保持稳定的行波传输模式。凭借其高品质因子和小模式体积的特性,WGM微腔激光器具有低阈值和窄线宽的优点,成为了国内外关注的一个热门研究领域。WGM... 回音壁模式(WGM)微腔激光器作为一种微纳激光器件,可以将光约束在微纳量级的谐振腔内并保持稳定的行波传输模式。凭借其高品质因子和小模式体积的特性,WGM微腔激光器具有低阈值和窄线宽的优点,成为了国内外关注的一个热门研究领域。WGM微腔内具有极高的光能量密度,光与物质相互作用得到显著增强。近年来,研究人员将不同增益材料与形态各异的微腔结构相结合,大大促进了WGM微腔激光器领域的发展。本文在概述WGM微腔激光器的特性参数和耦合方式的基础上,介绍了包括液滴微腔、玻璃微腔、半导体材料微腔在内的几种典型WGM微腔激光器的研究成果,并对其性能参数进行了比较。阐述了器件在超灵敏传感、微波光子学和片上集成等诸多领域的应用,并展望了WGM微腔激光器的发展趋势。 展开更多

关键词 回音壁模式 液滴微腔 稀土掺杂玻璃材料微腔 半导体材料微腔 二维材料增益介质

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回音壁模式光学微腔的模式激发效率研究 被引量：1

13

作者 温钦 周恒 邱昆 《光通信技术》 2021年第7期33-36,共4页

针对回音壁模式(WGM)光学微腔中模式高效激发的需求,基于有限元软件COMSOL对模式电场分布的计算结果,设计了一种对于WGM激发效率的仿真方法。该方法可以对微腔与锥形光纤在不同耦合条件下不同模式的谐振峰最大深度进行仿真计算,从而确... 针对回音壁模式(WGM)光学微腔中模式高效激发的需求,基于有限元软件COMSOL对模式电场分布的计算结果,设计了一种对于WGM激发效率的仿真方法。该方法可以对微腔与锥形光纤在不同耦合条件下不同模式的谐振峰最大深度进行仿真计算,从而确定该模式得到高效激发的耦合条件。在此基础上对模式的激发效率控制和高阶方位角模式的激发进行了仿真分析,结果表明:选择尺寸匹配的锥形光纤,通过精细调整耦合距离,可以实现对所加工微棒腔的基模从欠耦合到过耦合的激发控制;通过耦合位置的调整,可以实现对其高阶方位角模式的高效激发。 展开更多

关键词 回音壁模式 光学微腔 耦合效率

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光子晶体微环腔模式分裂效应角度传感器

14

作者 黄世豪 董永超 +2 位作者 张帅 徐高平 王晗 《激光杂志》 北大核心 2025年第4期7-14,共8页

提出并仿真实现了一种基于光子晶体微环腔模式分裂效应的角度传感方法。通过对微环腔内径进行正弦调制,能够有效控制模式分裂的形成和调整其大小。仿真结果显示,在微环腔转动时,耦合输出的反射谱发生规律性偏移,且在周期性角度内呈现唯... 提出并仿真实现了一种基于光子晶体微环腔模式分裂效应的角度传感方法。通过对微环腔内径进行正弦调制,能够有效控制模式分裂的形成和调整其大小。仿真结果显示,在微环腔转动时,耦合输出的反射谱发生规律性偏移,且在周期性角度内呈现唯一性,在间隔周期角度时呈现出重复性,结合这两个规律性质可实现在全周角范围内的角度传感。此外,研究还探讨了调制幅度和微腔外径对角度传感性能的影响。在调制幅度为2.5~400 nm的范围内,随着调制幅度的增大,角度传感灵敏度呈现先增后减的趋势,且在调制幅度为200 nm时达到最大,角度传感灵敏度为0.081/°。同样,在外径为2.8~3.6μm的范围内,随着外径的增加,角度传感灵敏度也呈现先增后减的趋势,并在外径为3.1μm时达到最大值,角度传感灵敏度为0.115/°。所设计的传感装置结构紧凑、易于集成,制造成本低,具备抗电磁干扰以及抗环境干扰能力,适用于精密传感和微纳设备的集成应用。 展开更多

关键词 角度传感 回音壁模式 光子晶体微环腔 模式分裂效应 反射谱

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回音壁模式光学微腔器件的封装与集成 被引量：7

15

作者 王鹏飞 李昂震 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期89-98,共10页

回音壁模式微腔器件在现代光学中扮演着十分重要的角色,在高灵敏度传感、低阈值激光器等领域具有广泛的应用前景.然而基于回音壁模式微腔的光学系统容易受到振动、温湿度变化等外界环境干扰,这些问题为其实用化带来巨大挑战.近年来回音... 回音壁模式微腔器件在现代光学中扮演着十分重要的角色,在高灵敏度传感、低阈值激光器等领域具有广泛的应用前景.然而基于回音壁模式微腔的光学系统容易受到振动、温湿度变化等外界环境干扰,这些问题为其实用化带来巨大挑战.近年来回音壁模式微腔器件的实用化问题日益受到关注,大量相关研究被报道.本文简要介绍了关于回音壁模式光学微腔器件封装和集成的最新研究进展. 展开更多

关键词 集成光学 回音壁模式 光学微腔 倏逝场 生物传感 激光

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回音壁模式微腔灵敏度的进样流速影响研究 被引量：1

16

作者 何春枝 胡舜迪 +3 位作者 陈瑞强 史振志 赵鹏 闻路红 《激光杂志》 北大核心 2018年第1期28-31,共4页

回音壁模式的光学微腔在生物探测、激光、以及腔量子学中已经得到了广泛的应用。从实验上验证了回音壁模式灵敏度与进样流速的关系,以及进样流速对光学模式形状的影响。研究表明,进样流速在30μl/min至50μl/min范围内时,微腔探测灵敏... 回音壁模式的光学微腔在生物探测、激光、以及腔量子学中已经得到了广泛的应用。从实验上验证了回音壁模式灵敏度与进样流速的关系,以及进样流速对光学模式形状的影响。研究表明,进样流速在30μl/min至50μl/min范围内时,微腔探测灵敏度较高,选择合适的进样流速可将微腔灵敏度提高2倍及以上;且该流速范围内的光学模式线宽较窄,波谷向下延伸。最后结合流体运动规律分析了进样流速造成灵敏度变化的影响因素。 展开更多

关键词 回音壁微腔 灵敏度 进样流速 光学模式

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回音壁模式微波谐振腔温度模拟研究与设计

17

作者 于莉莉 张广明 +1 位作者 卢锦川 童文雨 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2018年第10期113-116,122,共5页

回音壁模式微波谐振腔用于工业温度精密测量具有测量精度高、抗震性强、成本低等优点。该文对直径和高度均为12 mm的圆柱状蓝宝石及其2倍尺寸的铜腔进行温度模拟仿真,通过对谐振频率和品质因数与温度的变化关系进行研究,并与实验结果进... 回音壁模式微波谐振腔用于工业温度精密测量具有测量精度高、抗震性强、成本低等优点。该文对直径和高度均为12 mm的圆柱状蓝宝石及其2倍尺寸的铜腔进行温度模拟仿真,通过对谐振频率和品质因数与温度的变化关系进行研究,并与实验结果进行对比,获得仿真结果的温度测量精度,为微波谐振腔测温仪的小型化和高精密研究提供参考,加快其在高精密工业测温领域的广泛应用。 展开更多

关键词 回音壁模式 微波谐振腔 温度模拟仿真 温度测量 工业精密测量 蓝宝石

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回音壁模式微波谐振腔测温仪尺寸优化研究

18

作者 于莉莉 张广明 +1 位作者 卢锦川 童文雨 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第8期132-135,152,共5页

为加快回音壁模式微波谐振腔测温仪在工业精密测温领域的应用,提高工业精密测温的测量精度和抗震性,研究基于圆柱状蓝宝石的回音壁模式微波谐振腔测温仪的金属腔体与中心介质的尺寸优化设计。分别对相同比例下不同尺寸的蓝宝石与腔体以... 为加快回音壁模式微波谐振腔测温仪在工业精密测温领域的应用,提高工业精密测温的测量精度和抗震性,研究基于圆柱状蓝宝石的回音壁模式微波谐振腔测温仪的金属腔体与中心介质的尺寸优化设计。分别对相同比例下不同尺寸的蓝宝石与腔体以及相同蓝宝石尺寸下不同腔体尺寸的谐振频率变化和品质因数改变的规律进行探索。研究发现,谐振频率可随腔体尺寸的增加而指数减小,但一味增大腔体尺寸并不能提高品质因数,反而有可能降低测量精度。研究成果可以揭示测温仪的测量精度变化规律特点,探寻最优尺寸设计,为微波谐振腔测温仪的小型化和高精密研究提供参考,加快其在高精密工业测温领域的广泛应用。 展开更多

关键词 回音壁模式 微波谐振腔 测温仪 尺寸优化 谐振频率 品质因数 蓝宝石

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回音壁激光的单模式调控方法研究进展 被引量：1

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作者 刘硕 王宇琛 +1 位作者 王秀华 侯睿 《物理学进展》 北大核心 2023年第4期117-130,共14页

回音壁模式微腔因模式体积小、超高Q值和低阈值的优点得到了广泛的关注,但是在旋转对称的回音壁微腔中会产生多纵模激光辐射,并且辐射的方向性较差,在实际应用中受到限制,寻求有效方法实现回音壁激光的单模辐射是微腔激光器走向实际应... 回音壁模式微腔因模式体积小、超高Q值和低阈值的优点得到了广泛的关注,但是在旋转对称的回音壁微腔中会产生多纵模激光辐射,并且辐射的方向性较差,在实际应用中受到限制,寻求有效方法实现回音壁激光的单模辐射是微腔激光器走向实际应用的关键问题。本综述重点阐述了近年来回音壁激光单模调控的几种方法,包括减小腔体尺寸、外加选模结构、基于游标效应、基于宇称时间对称性破缺、变形微腔等,并对单模回音壁激光的发展前景进行了展望。通过本综述以期为相关领域研究人员提供参考,深入理解回音壁激光单模调控的物理机理。 展开更多

关键词 回音壁微腔 单模式调控 游标效应 宇称时间对称性 变形微腔

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二维电磁亥姆霍兹腔中回音壁模式研究

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作者 王倩婧 杜骏杰 《华东师范大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期119-128,共10页

基于严格的广义双级数方法,研究了二维电磁亥姆霍兹腔内回音壁模式的激发;在给出几种回音壁模式的激发波长的同时,探讨了入射角、亥姆霍兹腔开口大小对回音壁模式的影响.结果表明,回音壁模式对入射波长和腔开口大小的改变非常敏感,但相... 基于严格的广义双级数方法,研究了二维电磁亥姆霍兹腔内回音壁模式的激发;在给出几种回音壁模式的激发波长的同时,探讨了入射角、亥姆霍兹腔开口大小对回音壁模式的影响.结果表明,回音壁模式对入射波长和腔开口大小的改变非常敏感,但相比而言,固定腔的方位角不变时,入射角在较宽范围内的变化并不影响模式的激发.因此,腔的开口大小对亥姆霍兹腔的性能有很大影响,是亥姆霍兹腔设计中需要重点关注的参量.而当这些亥姆霍兹腔用于构建人工电磁材料时,由于回音壁模式可在较宽的入射角下激发,因而不需要严格要求每个腔的开口方向,材料的加工难度也不大. 展开更多

关键词 回音壁模式 电磁亥姆霍兹腔 MIE散射理论

在线阅读 下载PDF 职称材料