基于荧光猝灭原理的比率式光纤溶解氧传感器研究 被引量：2

1

作者 孟庆阳 张红霞 +2 位作者 赵永昆 贾大功 刘铁根 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2445-2449,共5页

溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载... 溶解氧浓度的准确测定在医疗应用、海洋监测、工农业生产等领域中,起到至关重要的作用。本篇论文提出了一种比率式光纤溶解氧传感器,以四乙氧基硅烷(TEOS)和正辛基三乙氧基硅烷(Octyl-triEOS)为前驱体的有机改性硅酸盐(ORMOSILs)作为载体基质,选用三(4,7-联苯-1,10-邻菲啰啉)二氯化钌(Ru(dpp)_(3)^(2+))为氧敏感染料,选用7-氨基-4-(三氟甲基)香豆素(AFC)为参比染料。吸收光谱表明,氧敏感染料和参比染料可以被中心波长为405nm的光源激发。发射光谱表明,氧敏感染料和参考染料的发射波长没有光谱重叠,因此可以使用比率法测量溶解氧浓度。通过溶胶-凝胶工艺制备的ORMOSILs将氧敏感染料和参比染料固定在塑料光纤端部,从而形成复合氧敏感薄膜,对传感膜的厚度和疏水性进行了表征,传感膜的厚度为569μm,水接触角为81°。将该传感器在水溶液中进行了测试,在光源激发下,氧敏感染料和参考染料在605和490nm处有明显的发射峰,随着溶解氧浓度的增加,氧敏感染料的荧光强度降低,而参比染料的荧光强度稳定在某一数值,通过测量氧敏感染料与参比染料的比率,达到检测氧浓度的目的。采用Stern-Volmer方程对溶解氧浓度和荧光强度比进行线性拟合,该传感器在0~20.05mg·L^(-1)溶解氧范围内,Stern-Volmer拟合度可达98.22%,灵敏度可达0.4334/[O_(2)],从饱和氮溶液到饱和氧溶液传感器的响应时间为12s,从饱和氧溶液到饱和氮溶液传感器的恢复时间为144s,引入非对称因子ASY表明传感时间的不对称性。对传感器的光稳定性和重复性进行了测试,比率式光纤传感器可以克服光源波动,相对单荧光强度传感有更强的稳定性。 展开更多

关键词 荧光猝灭原理 钌络合物 激发光谱 比率式光纤传感器 溶解氧 有机改性硅酸盐

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显微动态散斑法测量压电陶瓷位移特征曲线 被引量：14

2

作者 朱猛 黄战华 +1 位作者 王小军 蔡怀宇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期844-849,共6页

采用显微动态散斑相关法来测量压电陶瓷的压电位移特性并标定其线性区间。推导了透射相位衍射体在显微系统中的散斑光强互相关函数,并讨论了显微系统分辨率与放大倍率对测量微位移的影响。为在计算中避免散斑去相关的影响,采用了逐级位... 采用显微动态散斑相关法来测量压电陶瓷的压电位移特性并标定其线性区间。推导了透射相位衍射体在显微系统中的散斑光强互相关函数,并讨论了显微系统分辨率与放大倍率对测量微位移的影响。为在计算中避免散斑去相关的影响,采用了逐级位移相关叠加法。设计了显微散斑采集系统并测量了压电陶瓷的位移磁滞曲线。实验结果表明:使用放大倍率为100、数值孔径为1.25的显微物镜,在测量光路放大倍率为42.1时,测量位移的理论精度达到0.082;考虑衍射极限时,实际的极限位移分辨率为0.348μm。本测量系统满足压电陶瓷位移曲线测量及线性区间标定的要求;与其他方法相比较,该方法简化了测量光路,提高了运算速度,且对装配误差要求低。 展开更多

关键词 动态散斑 散斑相关 压电陶瓷 曲线拟合 磁滞曲线

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白光扫描干涉仪用于保偏光纤偏振耦合检测 被引量：6

3

作者 张红霞 张以谟 +1 位作者 贾大功 唐峰 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期305-308,共4页

采用白光扫描干涉法,利用Michelson干涉仪中移动臂的移动补偿保偏光纤中产生的光程差,从而实现对保偏光纤绕组中偏振耦合点的耦合强度及空间位置分布的有效检测。分析了白光干涉仪的原理、结构以及干涉条纹特点,进行了保偏光纤环的扫描... 采用白光扫描干涉法,利用Michelson干涉仪中移动臂的移动补偿保偏光纤中产生的光程差,从而实现对保偏光纤绕组中偏振耦合点的耦合强度及空间位置分布的有效检测。分析了白光干涉仪的原理、结构以及干涉条纹特点,进行了保偏光纤环的扫描测量。结果表明,第一个保偏光纤环的质量优于其他各环,证明了仪器设计理论和实验结果相符。 展开更多

关键词 保偏光纤 偏振耦合 白光干涉仪 保偏光纤环扫描

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基于常规组合光谱仪下的LIBS快速铅检测研究 被引量：3

4

作者 姜琛昱 张贵忠 +3 位作者 傅饶 陆茵菲 汪淼 姚建铨 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1652-1656,共5页

激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种实时在线的无损检测技术,可以满足工农业生产以及生物医学领域检测仪器高速化和自动化的要求。采用波长为1064nm的调Q脉冲为激发光源,常规组合光谱仪中的CCD为探测器,以纯铅、玻璃、焊锡等为样品,在建... 激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种实时在线的无损检测技术,可以满足工农业生产以及生物医学领域检测仪器高速化和自动化的要求。采用波长为1064nm的调Q脉冲为激发光源,常规组合光谱仪中的CCD为探测器,以纯铅、玻璃、焊锡等为样品,在建立的LIBS实验装置上对样品的铅含量进行定性定量检测。通过对不同铅含量样品的检测,初步确定了在自行搭建的全国产化系统下,铅的检测极限为0.0074%,定量检测误差多在4%左右,2～3min即可完成定性定量分析。实验结果表明,采用光栅光谱仪和非增强型CCD完全可以实现LIBS的快速铅检测,其检测极限和检测精度基本达到了商用标准,并大大降低了实验装置成本,对LIBS在国内同行的相关实用化研究具有一定的借鉴作用。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 铅 快速检测 常规光谱仪 CCD

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太赫兹频段开口环谐振器的可调谐振模式转换(英文) 被引量：2

5

作者 曹小龙 姚建铨 +2 位作者 袁偲 赵晓蕾 钟凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2324-2328,共5页

在硅衬底上设计了一种单开口环谐振器,对其太赫兹频段内的透射性质进行了研究。假定通过光注入方式改变衬底硅的电导率,实现了谐振环的双谐振透射率可调。将砷化镓材料生长于该谐振环的开口处,通过光注入方式改变砷化镓材料的电导率,可... 在硅衬底上设计了一种单开口环谐振器,对其太赫兹频段内的透射性质进行了研究。假定通过光注入方式改变衬底硅的电导率,实现了谐振环的双谐振透射率可调。将砷化镓材料生长于该谐振环的开口处,通过光注入方式改变砷化镓材料的电导率,可以实现谐振环的双频LC共振和偶极子共振模式与单频闭合环共振模式之间的转换。这种通过光注入改变半导体材料电导率的方法,可以在不破坏原来谐振器件物理结构的前提下,实现谐振环谐振模式的可逆转换。 展开更多

关键词 开口环谐振器 太赫兹 透射 超材料

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口腔内窥镜系统的设计与实现 被引量：2

6

作者 吴頔 张红霞 +2 位作者 贾大功 井文才 张以谟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期75-78,共4页

本文设计一种口腔内窥镜,以满足牙科医学应用。整个系统主要由成像系统、照明系统、图像显示及处理系统三个部分组成。系统具有显微放大的功能,并且亮度及色温可调。文中利用光学软件设计、优化了光学成像系统,给出了系统像差曲线,并构... 本文设计一种口腔内窥镜,以满足牙科医学应用。整个系统主要由成像系统、照明系统、图像显示及处理系统三个部分组成。系统具有显微放大的功能,并且亮度及色温可调。文中利用光学软件设计、优化了光学成像系统,给出了系统像差曲线,并构造了光学照明系统。论文结尾使用口腔内窥镜对两种牙齿模型进行了测试实验,系统成像分辨力高于100lp/mm,图像清晰,可以观察到牙齿表面的细节。实验结果表明,系统能够满足牙科医学使用要求。 展开更多

关键词 口腔内窥镜 光学系统 照明系统 牙齿模型

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MEE畸变实时校正系统视频控制的FPGA设计 被引量：1

7

作者 宋玲玲 郁道银 +2 位作者 谢洪波 陈晓冬 刘琳波 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第14期191-192,195,共3页

介绍了医用电子内窥镜畸变实时校正系统的功能与构成。为了实现畸变的实时校正,要求解码器对模拟信号解码与编码器对数字信号编码必须同步进行。FPGA作为视频控制中心,实现了协调解码器与编码器的同步控制。

关键词 畸变校正 视频同步控制 编码器

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一种可扩展的双层光互连网络设计与分析

8

作者 刘琨 井文才 +4 位作者 刘铁根 张以谟 贾大功 张红霞 李岩 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期135-138,共4页

本文设计一种具有可扩展性的双层并行光互连网络。顶层为数字路由结点和光网络接口卡组成的星型网,底层为光网络接口卡连接而成的环形网。结点机以及数字路由结点影响网络的性能。结点机的吞吐能力限制了整个网络的吞吐率;扩展PCI总线... 本文设计一种具有可扩展性的双层并行光互连网络。顶层为数字路由结点和光网络接口卡组成的星型网,底层为光网络接口卡连接而成的环形网。结点机以及数字路由结点影响网络的性能。结点机的吞吐能力限制了整个网络的吞吐率;扩展PCI总线的位数能够提高光网络接口卡的吞吐速率,采用64bit/66MHz工作模式可获得4.224Gbps峰值传输速率。网络的实际最大吞吐速率为8.448Gbps,环网内平均延迟2195ns,环网间平均延迟4713ns。可以采用本文设计的数字路由结点对网络进行低成本级联扩展,扩展后网络性能显著提高。 展开更多

关键词 光互连网络 数字路由结点 光网络接口卡 可扩展性

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一种新颖的分割算法在果业机器人视觉中的应用(英文)

9

作者 朱昊 刘文耀 +1 位作者 王金涛 郝永杰 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期54-58,共5页

传统流域变换主要依赖图像梯度,该方法并不完善。在噪声图像中,边缘提取也不能够达 到很好的效果。提出的多尺度流域变换算法主要利用一组结构元素按照一定顺序,进行腐蚀膨胀的迭代来分割灰度图像。在多尺度测地重建滤波下,不同尺度的... 传统流域变换主要依赖图像梯度,该方法并不完善。在噪声图像中,边缘提取也不能够达 到很好的效果。提出的多尺度流域变换算法主要利用一组结构元素按照一定顺序,进行腐蚀膨胀的迭代来分割灰度图像。在多尺度测地重建滤波下,不同尺度的梯度流域分割线存在严格的因果关系。实验结果证实多尺度流域分割的性能远比传统方法优越。 展开更多

关键词 流域分割 多尺度梯度算子 结构元素 机器视觉

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梯形凸起电极液晶变焦透镜 被引量：5

10

作者 吕文明 张红霞 +2 位作者 宋晓敏 贾大功 刘铁根 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期30-37,共8页

液晶变焦透镜由于其结构紧凑,低功耗,性能稳定,易于制备等特点,在图像处理,光通信,机器视觉,可切换2D/3D显示等方面应用广泛,但是工作电压高阻碍了其实际应用和商业化。本文提出了一种梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜,用TechWiz LCD 3D... 液晶变焦透镜由于其结构紧凑,低功耗,性能稳定,易于制备等特点,在图像处理,光通信,机器视觉,可切换2D/3D显示等方面应用广泛,但是工作电压高阻碍了其实际应用和商业化。本文提出了一种梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜,用TechWiz LCD 3D软件模拟了此种结构的电场和液晶分子分布,对比分析了液晶盒厚、电极高度、电极梯角和电极宽度与间隔比对液晶透镜工作电压的影响。模拟结果显示,当液晶盒厚为10μm时,液晶透镜的驱动电压可以降低到10V以内;在焦距变化范围相同的情况下,梯形凸起电极液晶透镜比传统的平面电极液晶透镜的工作电压降低了35.8%。对于梯形凸起电极结构的液晶变焦透镜,当电极高度占液晶盒厚40%,电极梯角选为60°,电极宽度与间隔比为100∶50时,其工作电压最低。 展开更多

关键词 变焦透镜 液晶透镜 电极结构 工作电压

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基于模糊聚类和C-V模型的水平集方法图像分割 被引量：2

11

作者 单建丰 郁道银 +1 位作者 陈晓冬 汪毅 《中国介入影像与治疗学》 CSCD 2013年第8期498-502,共5页

提出一种基于水平集方法的MSCT冠状动脉分割模型。首先在CT数据中进行模糊聚类的预处理,提取聚类信息和隶属度矩阵;然后应用聚类信息指导水平集方法初始轮廓的选取,用C-V模型进行冠状动脉的提取,完成图像分割。实验结果表明,上述方法具... 提出一种基于水平集方法的MSCT冠状动脉分割模型。首先在CT数据中进行模糊聚类的预处理,提取聚类信息和隶属度矩阵;然后应用聚类信息指导水平集方法初始轮廓的选取,用C-V模型进行冠状动脉的提取,完成图像分割。实验结果表明,上述方法具有较高的分割精度,分割重叠率相比传统方法提高了11.82%,可用于临床辅助诊断冠状动脉性心脏病。 展开更多

关键词 图像处理 计算机辅助 冠状动脉分割 水平集方法 C-V模型 模糊聚类

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多传感器彩色纹理色彩差异修正方法 被引量：1

12

作者 马倩 葛宝臻 陈雷 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第4期1075-1079,共5页

针对三维彩色扫描仪多个传感器获得的彩色纹理图像存在色彩差异,导致重建的三维彩色模型表面出现色彩分块现象的问题,提出一种基于色彩迁移的纹理图像色彩修正方法。首先,利用综合质量图像评价函数(CAF)进行图像质量评价,从多个传感器... 针对三维彩色扫描仪多个传感器获得的彩色纹理图像存在色彩差异,导致重建的三维彩色模型表面出现色彩分块现象的问题,提出一种基于色彩迁移的纹理图像色彩修正方法。首先,利用综合质量图像评价函数(CAF)进行图像质量评价,从多个传感器获得的彩色纹理图像中选出一幅质量最佳的作为标准图像;然后,参照该图像调整其他纹理图像各个色彩通道的色彩均值、方差等统计量。将所提方法用于三维人体彩色扫描仪的纹理图像色彩修正,结果表明,色彩修正后纹理图像间的色彩差异减小,得到的三维人体彩色模型色彩分块现象得到明显改善,色彩更加均衡自然。与经典色彩变换方法、改进色彩变换方法、基于最小角度选择的融合方法相比,实验的主观效果和客观图像综合质量评价值都表明了该方法的优越性。 展开更多

关键词 传感器 纹理图像 色彩差异修正 三维人体彩色模型重建

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基于PPLN的飞秒光参量放大系统的理论研究

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作者 张海清 章若冰 +2 位作者 刘华刚 朱晨 王清月 《科学技术与工程》 2007年第16期4005-4008,4012,共5页

理论研究了基于PPLN晶体的飞秒光参量放大(OPA)系统中的非共线相位匹配、群速匹配以及宽带参量放大特性,给出了PPLNOPA非共线相位匹配的最佳非共线角和信号光波长,并系统地分析了非共线角对参量带宽的影响。研究表明选取适当的非共线角... 理论研究了基于PPLN晶体的飞秒光参量放大(OPA)系统中的非共线相位匹配、群速匹配以及宽带参量放大特性,给出了PPLNOPA非共线相位匹配的最佳非共线角和信号光波长,并系统地分析了非共线角对参量带宽的影响。研究表明选取适当的非共线角可以进一步改善带宽。 展开更多

关键词 光参量放大 PPLN 群速匹配 参量带宽

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