光声光谱气体探测器的新发展

首先回顾了光声光谱仪的历史。接着介绍了光声光谱气体探测器的工作原理,讨论了近十年来出现的新颖的光源、微音器及光声池这三个光声系统中的主要器件,详尽介绍了其优缺点及适用范围。最后探讨了气体光声光谱探测系统的发展趋势。     

高精度光声光谱定量成像系统的设计与应用

冠状动脉内斑块的破损是引起急性心血管事件的主要原因。而对于斑块易损性的诊断,不仅需要掌握其形态特性,斑块的组成成分(尤其是脂质)、及其浓度的空间分布也是非常关键的信息。针对该需求,研发一套高精度的光声光谱成像系统,可以用于斑块成分的识别、分离、浓度定量分析,并在空间成像。与以往的研究相比,该系统通过透射式光声共焦的设计,大幅提高了系统信噪比,保证了光声光谱数据的精度;并且通过先光谱扫描,再移动样品的成像方式,保证了光声光谱与其空间来源对应关系的一致性;而结合多元曲线分辨的光谱解析算法,实现了样本中各成分的光谱分离和定量解析。对仿体和动物模型的试验,验证了本系统可以对脂质浓度的空间分布进行高效和高精度的成像。该系统的研发和试验,展示了光声成像技术应用于临床的极大潜力。     

光声光谱技术的发展与应用

光声光谱(PAS)是基于光声效应的新兴光谱技术。近年来,光声光谱仪已成为物理、化学、生物、医药等方面研究分析的有用工具。光声光谱技术,目前正以广泛的应用潜力而受到人们的重视。在气体光声光谱技术研究方面,美国贝尔试验室很早就提出将光声光谱技术应用于气体分析仪器上的方案。由于条件的局限,近年来随着红外激光光源的研制成功以及光声光谱分析灵敏度的显著提高,才出现了商     

基于半导体激光器的乙炔气体光声光谱检测及其定量分析

油中溶解乙炔是变压器等油浸式电气设备早期放电性故障的重要特征气体。基于半导体激光器的光声光谱传感技术具有灵敏度高,选择性好等优点,能很好地应用于微弱气体检测中。论文构建了基于分布反馈半导体激光器光声光谱检测装置,并分析了光声池的特性参数;实验研究了光声信号与激光功率、乙炔气体浓度之间的关系;并借助激光器的波长调制特性,研究了乙炔分子在近红外区第一泛音带1.5μm附近的光声光谱;提出了一种基于最小二乘回归的光声光谱定量分析方法。理论和实验结果为乙炔的光声光谱在线检测及高灵敏度可调谐光声光谱仪的设计提供了参考。     

光声光谱信号的多通道快速采集和小波分析

介绍了光声光谱仪与ＰＣ机联接组成的光声光谱数据采集和控制系统。系统硬件包括放大器，模数转换器和微机。该系统具有采样速度快，分辨率高，数据处理方便等特点。同时运用小波分析方法对光声光谱信号进行滤噪处理，可以改善信噪比和检出限，特别有利于弱信号的检出和重叠峰的。最后列举了应用实例。     

光谱扫描间隔对节能光源色度测试的影响研究

研究了光谱扫描间隔对节能照明光源色度测试及合格性判断的影响.实验采用积分球-光谱仪测试系统,分别以1nm和5nm两种光谱扫描间隔测量节能灯样品光谱、色温、显色指数、色坐标等参数.实验结果发现:1nm、5nm采样条件下光源光谱功率在610nm附近峰值相差最为显著;1nm扫描间隔所测色温值均高于5nm间隔所测值,显色指数均...     

光学器件光谱透过率反射率实时测量系统的研制

研制了一种用于光学器件光谱透过率反射率实时测量的自动化光谱检测系统,整个系统实现了对光学器件进行透过率、反射率的在线测量,同时还可对光源进行光功率、色度等的自动检测工作。围绕该检测系统的研究背景、硬件组成、软件实现和应用前景展开了全面讨论。该系统的单次测量周期小于0.3s,可测量的光谱范围为200nm～1100nm,测量精度可达0.5%,采样间隔实时可调。     

医用显微成像光谱仪的光谱定标技术

为了能对自主研制的脑肿瘤手术医用显微成像光谱仪进行光谱定标,设计了由单色仪、钨灯光源、棱镜-光栅-棱镜成像光谱仪及手术显微平台组成的光谱定标系统。采用单色仪波长扫描法,自主开发了相应的光谱定标系统软件,获得了显微成像光谱仪全谱段的光谱数据,完成了数据处理和分析等工作。通过调整光路、单色仪定标、成像光谱仪定标3个步骤实现了系统的光谱定标。定标结果表明:显微成像光谱仪的光谱区大于400~900nm;定标精度高于0.1nm,光谱分辨率高于3nm,各项特征指标均高于设计指标。测试验证实验表明,所建立的光谱定标系统定标精准,结构简单、紧凑,操作简单,符合显微成像光谱仪的实际临床应用要求。     

光声光谱法及其应用

本文介绍了光声光谱法的原理,光声光谱仪的结构,以及光声光谱在气体分析、液体分析、固体分析、生物样品分析以及发光量子效率测量方面的应用。     

付里叶变换红外光声光谱及应用

光声光谱(PAS)技术已广泛应用于凝聚态物质的光谱分析。由于传统的宽带红外光源和色散型分光系统不能提供足够强的红外单色辐射能量,使研究分子振动的中红外区的光声光谱技术迟迟建立不起来。虽然红外激光PAS技术由于增加光源强度而得以投入使用。但其实用波段窄,通用性差,在研究振动光谱时,存在一定的限制。由于付里叶变换光谱技术具有大光通量和多     

近紫外区宽带反光镜的膜系优化设计与制备

依据紫外光学系统中紫外反光镜的使用要求,并结合汞灯发光光谱,提出了R93%@300~450 nm(R为反射率);T_(avg)85%@500~1 000 nm(T_(avg)表示平均透过率)的近紫外区宽带高反射率的设计指标。选用Ta_2O_5和SiO_2分别作为高低折射率材料,并采用正交试验法确定了Ta_2O_5和SiO_2膜料的折射率、消光系数和制备工艺参数。在规整周期性膜系的基础上,利用膜系设计软件进行优化设计,同时分析了膜层的敏感度,保证了镀制的可重复性。通过曲线测试和环境试验结果表明,该膜系满足设计使用要求。     

单晶硅的光谱响应测试技术研究

为实现对硅光电池光谱响应的快速、准确在线测试,开发一种硅光电池光谱响应测试软件系统.该系统采用三光栅单色仪、光源、样品室、精密锁相放大器、斩波器等作为硬件设备.该系统以VC++6.0为开发平台,具有高精度、高准确度,对外界干扰小等优点.并对硅光电池的光谱响应进行详细地分析、计算,表明与实测结果吻合.单晶硅的光谱响应的起...     

多波长激发高分辨率微型拉曼光谱仪设计

针对不同激光波长激发测试样品所需拉曼光谱范围的差异性问题,同时为了保证拉曼光谱仪的小型化及高分辨率需求,提出一种以Czerny-Turner光路结构为基础的微型拉曼光谱仪,通过Zemax光学设计软件对光谱仪的准直镜、聚焦镜、柱面镜、光栅以及CCD的倾角及距离进行了优化。该仪器激光波长为633 nm,光谱范围为640～800 nm。进一步优化光栅旋转角度并配合聚焦镜,可使此光学系统同时适用于激光波长532 nm、光谱范围540～650 nm和激光波长785 nm、光谱范围790～1 000 nm两个波段。拉曼光谱仪分辨率为0.1 nm,该光谱仪在保证高分辨率的情况下解决了不同波段范围光学结构差异性大而导致光机设计很难整合在一起的问题。     

纳米级针孔矢量衍射波前误差分析

应用哈特曼-夏克(H-S)波前检测仪检测大数值孔径(NA)透镜时,需要采用纳米级针孔产生参考球面波前对H-S传感器进行标定.为了制作出满足要求的高质量针孔,本文对影响参考波前质量的各种要素进行了仿真计算和分析,以获得最优针孔加工参数.基于矢量衍射理论,在会聚高斯光束照射下,计算了针孔厚度和直径大小对衍射波前误差的影响,衍射波前中的像差成份、能量透过率、强度均匀性、针孔加工误差及光束相对针孔中心发生平移、离焦、倾斜时衍射波前误差的变化.分析计算显示,在NA为0.6时,为了使相对于理想球面波的波峰波谷值(P-V)偏差不大于0.005λ(λ=193 nm),在实际针孔的加工制作中,应选取材料铬,并取厚度200 nm,直径180 nm为适宜.     

电感耦合等离子体发射光谱测定锂离子电池材料中钴、镍、锰的含量

本文报道了用电感耦合等离子体发射光谱（ICP～OES）仪测定锂离子电池材料中钴镍和锰量的试验。通过试验选择了测定酸度,测定波长。锂电池材料用盐酸溶解。锂电池材料用盐酸溶解,在5％的盐酸介质中,在波长Co257．8nm、Mn294．9nm、Ni352．4nm处测定其强度。回收率在96％～104％之间,相对标准偏差（RSD％）0．35％-0．40％之间。测定值与推荐值符合。本法简便、快速、准确。     

光纤法珀式SiC耐高温压力传感器的制造与测试

针对高温环境下压力参数的原位测试需求,基于碳化硅（SiC）材料优异的耐高温特性,研制了一种光纤法珀式全SiC结构耐高温压力传感器。采用超声振动铣磨的加工方法制备了表面粗糙度Ra约11.9 nm的SiC传感膜片。利用SiC晶片氢氟酸辅助直接键合技术,实现SiC传感膜片与SiC基板的高强度气密性键合。搭建了高温压力测试系统,对制备的SiC耐高温压力传感器样机进行了高温环境下的性能测试。结果表明,该传感器能够实现600 ℃高温环境下 0~4 MPa范围内的压力测量;600 ℃下传感器的压力灵敏度达到104.42 nm/MPa,具有较高的线性度,R2＞0.99。     

Concentrated dyes as a source of two-dimensional fluorescent field for characterization of a confocal microscope

The axial spread function is a useful tool for evaluation of a confocal microscope. It can be obtained experimentally by scanning a uniform fluorescent layer whose thickness is significantly below the resolution limit. Previous researchers have created thin fluorescent films by chemical synthesis. We show here that concentrated fluorescent dyes with a strong absorption at the excitation wavelength can serve as a good approximation of thin fluorescent films. The vertical intensity profiles of such dyes are symmetrical and represent the true axial resolution of a microscope. Solutions of dyes sufficiently opaque to test confocal microscopes with high‐NA objectives can be prepared from sodium fluorescein, acid fuchsin and acid blue 9 for excitation at 488 nm, 543 nm and 633 nm, respectively.     

大口径平面光学元件的磁流变加工

为了实现大口径平面光学元件的高精度加工,开展了磁流变加工技术的研究。介绍了磁流变加工原理及去除函数的数学模型。根据磁流变加工的特点,建立了元件整体加工的工艺流程,给出了元件加工的工艺要素。然后,开发了抛光斑的提取软件,并基于轨迹段划分的速度模式开发了工艺软件,分析了工艺软件的各项功能模块。最后,基于元件加工的工艺流程,对一件800mm×400mm的元件进行了加工实验。利用检测设备测得了元件的低、中、高频的加工指标,其低频反射波前PV值为34nm,中频波前功率谱密度(PSD1)值为1.7nm,高频粗糙度Rq值为0.27nm。实验显示了较好的实验结果,验证了利用磁流变加工技术实现了大口径光学元件的高精度加工的可行性。本文还阐述了磁流变加工技术在高功率激光元件中应用的优点。     

Rationale for the application of thin,continuous metal films in high magnification electron microscopy

Various metal films of different thicknesses were deposited on to a particle test specimen and their effects on topographic contrast generation and specimen preservation were determined. Tobacco mosaic virus adsorbed on to thin carbon supports or silicon chips was imaged in TEM or high resolution SE-I SEM at a magnification of 350,000×. Tantalum films of 1–2 nm (average mass) thickness produced best contrasts and prevented volume loss of the particles from electron beam damage. Excessively thick films of 5–10 nm thickness blanketed fine structures and caused severe volume losses. Discontinuous 2 nm thick films of gold or platinum decorated the surfaces, caused a loss in topographic contrasts and induced very high volume losses. Thin continuous metal films were necessary to generate high topographic contrast and to prevent volume loss from beam damage by providing sufficient mechanical stability for small topographic features and increased thermal conductivity of the specimen surface.     

极紫外太阳望远镜成像质量检测系统设计

为了在实验室模拟空间环境,检测极紫外太阳望远镜成像质量,提出了由激光等离子光源、Newton型准直光管系统、背照射CCD相机、真空系统等组成的工作波段为17~30 nm的极紫外准直光管检测系统,给出了详细的物理分析、光学设计和真空系统设计方法和结果。真空实验测试结果表明,系统在80 min内,真空度即可达到5×10^-4 Pa的设计指标,满足极紫外波段检测太阳望远镜的要求。