共线双脉冲激光诱导击穿光谱技术检测铝合金中的Cr和Mn 被引量：10

1

作者 杨瑞兆 苏雪娇 +1 位作者 於有利 周卫东 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期160-163,共4页

采用两台波长1064nm的调Q脉冲Nd∶YAG激光器和多通道小型光纤光栅光谱仪,建立了一套共线双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置。与单脉冲激光诱导技术相比,在最佳双脉冲时间延时8μs时,Mn I 403.07nm和Cr I 425.43nm的光谱强度分别增加了14.... 采用两台波长1064nm的调Q脉冲Nd∶YAG激光器和多通道小型光纤光栅光谱仪,建立了一套共线双脉冲激光诱导击穿光谱分析装置。与单脉冲激光诱导技术相比,在最佳双脉冲时间延时8μs时,Mn I 403.07nm和Cr I 425.43nm的光谱强度分别增加了14.3倍和17.2倍,以这两条谱线为分析线,铝合金中Mn和Cr的检测限分别由单脉冲时的73和94.5μg/g降低至双脉冲时的3.76和4.26μg/g,检测灵敏度提高了约20倍。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 铝合金 检测限 灵敏度

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基于紫外荧光光谱技术的SO_(2)气体测量实验装置 被引量：1

2

作者 余李志 吴琼 +4 位作者 梁荫杰 龙威 王娟 邵杰 管祖光 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第3期164-168,共5页

根据SO_(2)气体吸收光谱与荧光光谱特性,该文设计了一种基于紫外荧光光谱技术的SO_(2)气体测量实验装置。该装置利用闪耀氙灯和透镜得到小光束平行光,在荧光反应室内进行SO_(2)荧光的激发反应,使用光电倍增管探测激发荧光的强度。通过... 根据SO_(2)气体吸收光谱与荧光光谱特性,该文设计了一种基于紫外荧光光谱技术的SO_(2)气体测量实验装置。该装置利用闪耀氙灯和透镜得到小光束平行光,在荧光反应室内进行SO_(2)荧光的激发反应,使用光电倍增管探测激发荧光的强度。通过开展不同浓度的SO_(2)激发荧光强度检测实验,表明SO_(2)浓度与荧光强度电压信号峰值有良好的线性关系,线性度优于99.9%。通过Allan方差分析,当积分时间为164.7 s时,探测极限为0.79μg/m^(3),有效实现了低浓度SO_(2)的检测。该装置结构紧凑、精度高、稳定性好,可用于低浓度SO_(2)气体的连续测量以及实验教学。 展开更多

关键词 紫外荧光 SO_(2)测量 高精度探测 实验教学

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基于量子级联激光吸收光谱技术的NH_(3)吸附性测量研究(特邀) 被引量：1

3

作者 杨朝凤 沈晨颖 +2 位作者 卢俊城 王娟 邵杰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期148-156,共9页

选择中心波长为8.91μm的量子级联激光器作为光源,结合波长调制光谱技术和小体积长光程的光学多通池,开发了一套氨气浓度检测系统。进行不同压力下氨气的直接吸收测量,结果表明谱线选择正确,以及系统搭建可行。配制不同浓度的氨气进行... 选择中心波长为8.91μm的量子级联激光器作为光源,结合波长调制光谱技术和小体积长光程的光学多通池,开发了一套氨气浓度检测系统。进行不同压力下氨气的直接吸收测量,结果表明谱线选择正确,以及系统搭建可行。配制不同浓度的氨气进行波长调制测量,得到二次谐波信号峰峰值与浓度之间呈现很好的线性关系,其拟合系数为99.50%。氨气浓度在0~100 ppm范围内,二次谐波的平均误差小于3%,其中在较高浓度10~100 ppm范围内,相对误差小于1%,灵敏度为10.35 ppm/V。配制浓度为6.25 ppm的氨气,并通入多通池检测,对系统进行Allan方差分析,系统在最佳积分时间为195 s时的探测极限为121.58 ppb。同时,从管道材料、温度两个方面出发,探究氨气脱附的效果。 展开更多

关键词 氨气吸附 直接吸收 气体检测 量子级联激光吸收光谱 波长调制

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薄包层长周期光纤光栅薄膜传感器特性研究 被引量：5

4

作者 陈海云 彭保进 +1 位作者 斯剑霄 黄秋萍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期45-50,共6页

基于薄膜参量变化引起的长周期光纤光栅模式重组机制,系统研究了光纤包层半径变化对长周期光纤光栅薄膜传感器特性的影响.结果表明,在相同薄膜参量下包层半径的减小可有效提高传感器的灵敏度,并增大传感器对薄膜参量变化响应的动态范围... 基于薄膜参量变化引起的长周期光纤光栅模式重组机制,系统研究了光纤包层半径变化对长周期光纤光栅薄膜传感器特性的影响.结果表明,在相同薄膜参量下包层半径的减小可有效提高传感器的灵敏度,并增大传感器对薄膜参量变化响应的动态范围,但减小包层半径对传感器的增敏效应随薄膜厚度的增大而减小.通过氢氟酸腐蚀减小包层半径,采用静电自组装法在包层表面镀制PAH/PAA薄膜,镀膜过程中光纤光栅输出的光谱数据证实了理论分析结果.实验结果表明:半径为39μm、膜厚为424nm的长周期光纤光栅薄膜传感器在溶液pH值检测中的灵敏度达3.93nm/pHU,比标准包层时的灵敏度提高了1倍. 展开更多

关键词 光纤光学 长周期光纤光栅 模式重组 薄包层 敏感薄膜

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虚源法研究非对称Bessel-Gauss光束传输

5

作者 李晓笑 杨广 +1 位作者 钱义先 任志君 《激光杂志》 北大核心 2019年第4期23-27,共5页

为研究非对称Bessel-Gauss(aBG)光束的非傍轴传输特性,利用光传播的独立性和叠加性原理,将aBG光束展开为无穷项的Bessel-Gauss光束叠加,同时引入无穷项的复平面电环与其一一对应。然后,利用虚点源法和傅里叶-贝塞尔变换理论,推导得到了... 为研究非对称Bessel-Gauss(aBG)光束的非傍轴传输特性,利用光传播的独立性和叠加性原理,将aBG光束展开为无穷项的Bessel-Gauss光束叠加,同时引入无穷项的复平面电环与其一一对应。然后,利用虚点源法和傅里叶-贝塞尔变换理论,推导得到了aBG光束的非傍轴积分表达式,并得到了aBG光束的轴上光场分布的解析表达式。典型的,以一种aBG光束为特例,对轴上光场分布结果进行三阶非傍轴修正,准确计算了aBG光束的轴上光场分布。 展开更多

关键词 非对称贝塞尔-高斯光束 虚源法 傅里叶-贝塞尔变换 物理光学

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金属微结构表面增强激光诱导击穿光谱的强度与稳定性 被引量：1

6

作者 祁言兵 汤家原 +1 位作者 姜蒙恩 周卫东 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期10-16,共7页

在金属铝表面用飞秒激光分别刻蚀了四种形状的微结构,对比分析了周期不同的矩形、圆形、三角形和六边形微结构对沉积在其表面Cr元素水溶液的表面增强激光诱导击穿光谱(LIBS)光谱强度和稳定性的影响。研究结果表明微结构的周期越小,光谱... 在金属铝表面用飞秒激光分别刻蚀了四种形状的微结构,对比分析了周期不同的矩形、圆形、三角形和六边形微结构对沉积在其表面Cr元素水溶液的表面增强激光诱导击穿光谱(LIBS)光谱强度和稳定性的影响。研究结果表明微结构的周期越小,光谱增强效果越显著,其中矩形微结构在相同周期下表现出最优光谱增强效果,相比于未处理的金属铝,其光谱强度增强了4倍左右。此外,六边形微结构的光谱稳定性最佳,具有良好的可重复性。研究结果为今后采用表面增强LIBS法检测水溶液中的重金属元素提供了一种可行的基底制备方法。 展开更多

关键词 激光诱导击穿光谱 表面增强 微结构 飞秒激光 稳定性

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可见-近红外二区双通道荧光成像系统

7

作者 刘雯 倪沪桅 钱骏 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期413-420,共8页

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用... 本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用不同厚度的脂肪组织测试了吲哚菁绿的NIR-Ⅱ窗口荧光信号分别在1 100~1 700 nm长通滤光片与1 300~1 700 nm长通滤光片下的抗散射能力与成像表现。接着利用所搭建的双通道宏观成像系统分别在小鼠以及大鼠模型上实现了淋巴结成像并模拟进行了淋巴结的切除手术,模拟了对腹腔淋巴结清扫的过程。最后,在大鼠模型上添加了不同厚度的生物脂肪组织,模拟实际手术中脂肪组织覆盖在淋巴结上的情况,观察双通道系统的穿透能力。可见近红外二区双通道荧光成像系统通过给操作者提供直观的影像信息,缩减手术时间、提高患者的预后,在临床手术导航中具有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 荧光成像技术 双通道宏观成像系统 近红外二区 临床手术导航

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光纤光栅马赫-曾德干涉仪条纹信号的傅里叶分析 被引量：5

8

作者 陈海云 陈成 +1 位作者 彭保进 黄秋萍 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期167-172,共6页

基于长周期光纤光栅马赫-曾德干涉仪的频分复用技术是实现光纤多参量传感的重要途径.研究了频分复用中复合条纹信号的傅里叶处理方法,分析了傅里叶频谱中和频与差频信号的幅值与单个干涉条纹信号的关系,提出了抑制和频与差频信号的有效... 基于长周期光纤光栅马赫-曾德干涉仪的频分复用技术是实现光纤多参量传感的重要途径.研究了频分复用中复合条纹信号的傅里叶处理方法,分析了傅里叶频谱中和频与差频信号的幅值与单个干涉条纹信号的关系,提出了抑制和频与差频信号的有效方法,即改变光栅结构参量适当降低中心波长处的条纹对比度以提高频谱信号的信噪比,增加特征频谱滤波的有效性.结果表明:经过优化调整的傅里叶频谱信噪比可以提高至原来的2倍以上;对比频谱调整后恢复相位的余弦曲线与原条纹信号发现,频谱信噪比提高的同时保留了反映各单个原条纹特征的足够相位信息.该光谱优化方法可为基于光纤光栅马赫-曾德干涉仪和频分复用的光纤多参量传感技术提供理论与技术指导. 展开更多

关键词 光纤光学 级联长周期光纤光栅 马赫-泽德干涉 对比度 相位

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相关向量机结合主成分分析应用于LIBS技术定量分析 被引量：5

9

作者 张冉冉 应璐娜 周卫东 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期376-382,共7页

采用相关向量机(RVM)结合主成分分析(PCA)建立了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术检测土壤中Cr元素含量的定量分析模型。配制了14个不同Cr元素浓度的土壤样品,选取其中10个作为训练样品集用于构建模型,另外4个作为测试样品集用于模型性能评... 采用相关向量机(RVM)结合主成分分析(PCA)建立了激光诱导击穿光谱(LIBS)技术检测土壤中Cr元素含量的定量分析模型。配制了14个不同Cr元素浓度的土壤样品,选取其中10个作为训练样品集用于构建模型,另外4个作为测试样品集用于模型性能评估。结果表明,对于土壤中Cr元素含量的测量,PCA-RVM模型的预测精度明显优于RVM模型,整体预测均方根误差由RVM模型的8.00%减小到PCA-RVM模型的3.21%,预测精度提高了59.9%。对测试样品集中全部4个待测样品,PCA-RVM模型多次重复预测结果的相对标准偏差相较于RVM模型都显著减小,且均小于1.89%,表明其预测结果具有更好的稳定性。 展开更多

关键词 光谱学 激光诱导击穿光谱 主成分分析 相关向量机 土壤

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二元计算全息法产生复杂无衍射光束 被引量：3

10

作者 杨婧羽 任志君 +1 位作者 黄文俊 许富洋 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期14-21,共8页

无衍射光束是一种能在自由空间稳定传输的光束。近来,一类具有复杂光学形态的无衍射光束被引入,比如马蒂厄光束、抛物光束、非对称贝塞尔光束等。为了产生具有复杂结构的无衍射光束,需要对光波进行复振幅调制,即同时调制光波的振幅和相... 无衍射光束是一种能在自由空间稳定传输的光束。近来,一类具有复杂光学形态的无衍射光束被引入,比如马蒂厄光束、抛物光束、非对称贝塞尔光束等。为了产生具有复杂结构的无衍射光束,需要对光波进行复振幅调制,即同时调制光波的振幅和相位。但目前的商用光学调制元件只能调制光波的振幅或相位。本文基于二元计算全息法,编码二维复透过率函数分布,构建了具有复振幅调制功能的二元实振幅非负计算全息图。利用实验室自主研发的投影成像光刻系统,对银盐干板进行曝光处理,经显影、定影处理,将其加工为相应的振幅掩模板,用来产生精确的具有复杂结构的无衍射光束。以无衍射马蒂厄光束为例,采用罗曼型迂回相位编码方法,在全息图每个抽样单元内开一个矩形通光孔径,通过改变通光孔径的面积来对复值光波的振幅进行编码,通过改变通光孔径中心偏离抽样单元中心的距离,来对复值光波的相位进行编码。最终构建了两种产生马蒂厄光束的典型二元实振幅计算全息图,其像素数高达28 000 pixel×28 000 pixel。之后利用加工好的振幅掩模板,准确、方便、高效地产生了的椭圆系数q=10,拓扑荷数m=0与m=1的第一种偶型马蒂厄光束,其他类型的马蒂厄光束可相应产生,这是一种光束形态多样、光束结构复杂的无衍射光束。实验结果证实,采用罗曼型迂回相位编码方法产生具有复杂结构的无衍射光束,有效避免了实验过程中分离的相位调制元件和振幅调制元件之间的对准误差,二元计算全息编码法是一种能用来调控产生复杂结构无衍射光束的新途径。 展开更多

关键词 无衍射光束 二元计算全息 投影成像光刻系统 罗曼型迂回相位编码

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含三层衍射元件的60°视场折/衍混合头盔目镜(英文) 被引量：4

11

作者 赵亚辉 范长江 +1 位作者 应朝福 徐建程 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期266-270,共5页

设计了一种含有三层衍射光学元件的60°视场头盔显示目镜,并给出了系统优化过程和结果.在整个视场和设计波段范围内三层衍射光学元件的衍射效率均在90%以上,提高了系统的光能利用率和像的对比度.此目镜光学系统的出瞳直径为8mm,出... 设计了一种含有三层衍射光学元件的60°视场头盔显示目镜,并给出了系统优化过程和结果.在整个视场和设计波段范围内三层衍射光学元件的衍射效率均在90%以上,提高了系统的光能利用率和像的对比度.此目镜光学系统的出瞳直径为8mm,出瞳距离为22mm.整个系统重量仅为8g,总长度为26.8mm,结构轻便紧凑,具有良好的光学性能,满足头盔显示目镜的使用需求. 展开更多

关键词 光学设计 头盔目镜 折 衍射混合 多层衍射光学元件

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基于半导体纳米线和金属脊的混合表面等离子体波导模式特性分析 被引量：5

12

作者 周沛 卢启景 +1 位作者 吴根柱 陈达如 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期1460-1463,共4页

设计了由半导体纳米线和半圆顶金属脊组成的混合表面等离子体波导.通过有限元法对这种波导所支持混合模式的深亚波长局域、传播损耗等特性进行了数值计算.结果表明,在工作波长为1.55μm的情况下,混合模式的最小模面积仅为0.001 81(λ2/... 设计了由半导体纳米线和半圆顶金属脊组成的混合表面等离子体波导.通过有限元法对这种波导所支持混合模式的深亚波长局域、传播损耗等特性进行了数值计算.结果表明,在工作波长为1.55μm的情况下,混合模式的最小模面积仅为0.001 81(λ2/4),同时保持20μm的传播距离;与同类结构波导相比具有模场面积小,光传播距离远等优点,在光子集成元器件及光子集成电路等领域具有潜在应用价值. 展开更多

关键词 混合表面等离子体波导 模式面积 传播损耗 衍射极限

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三维形貌及颜色纹理的快速获取方法 被引量：5

13

作者 李海艳 李勇 王辉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期86-90,共5页

为了在黑白摄像机中快速获取场景的三维形貌与颜色纹理,提出了绝对相位测量结合主动彩色照明的方法.首先向物体投影并拍摄两幅相移为1/3周期的条纹和一幅周期有微小差别的条纹图;然后分别向物体投射光强为给定强度的白、红及绿照明光,... 为了在黑白摄像机中快速获取场景的三维形貌与颜色纹理,提出了绝对相位测量结合主动彩色照明的方法.首先向物体投影并拍摄两幅相移为1/3周期的条纹和一幅周期有微小差别的条纹图;然后分别向物体投射光强为给定强度的白、红及绿照明光,并拍摄图像.用改进的相移法求解第四幅图像与第一、第二幅变形条纹图中的相位;用改进的傅里叶变换法求解第四幅图像及第三幅变形条纹图中的相位;然后得出绝对相位值.最后利用第四幅图像与第五和第六幅图像求出场景反射的蓝色分量,并根据色度学原理恢复出场景的颜色纹理.实验表明,该方法在保证三维测量准确度的同时获得了高质量的颜色纹理,实现了30fps的三维数据及颜色纹理采集速度. 展开更多

关键词 机器视觉 光学测量 条纹投影 颜色纹理 绝对相位

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