合肥同步辐射反射率测量装置

分析设计并研制了同步辐射计量光束线的反射率计系统.该反射率计工作波长5～100nm,角分辨率0.005°,样品台可做六维调整,样品与探测器采用同轴扫描馈入机构,大大提高了扫描运动及测量精度.样品和探测器均具有平移和旋转两种功能,并且既可独立运动,又可θ-2θ同步联动,样品和探测器均可退出光路,通过束线差分系统和反射率计差分馈入系统可充分保证10^-6～10^-8Torr的真空度.对样品的反射率测试可分波长扫描和角度扫描两种方式.     

时间分辨荧光光纤生物传感器的研制及应用

首次研制了一种完全利用光纤实现光耦合及传输的时间分辨荧光光纤生物传感器.该传感器以镧系离子(铕离子)作为被检测物质的荧光标记物,根据铕离子的荧光特性,利用时间分辨检测技术进行生物医学检测.光学部分采用光纤耦合器和石英光纤作生物样品激发光的传导光学元件,生物样品受激发产生的荧光也同样由光纤耦合器及光纤收集和传导,实现了该传感器的紧凑性和小型化,提高了检测灵敏度.经性能测试,该仪器不稳定性小于2.3%,重复测量的互相关高达99.9%.测铕离子标准液的检测限为7.3×10^-10g/L,达到国外有关文献报道的水平.     

水凝胶波导探针的制备及对罗丹明B的超高灵敏检测

波导型倏逝波传感器依赖于待测物与倏逝场的相互作用,其检测能力受制于倏逝波的强弱。一般而言,波导的倏逝波强度在内部传输光中占比很低,因此传感器灵敏度受到很大限制。提出的一种基于水凝胶聚合物的波导探针可以克服上述缺点。水凝胶具有的三维网状结构,可以方便待测物渗入波导内部,因此可以利用局域在波导内部的传输光进行探测,大幅提高探测光的利用效率。此外,实验通过其他聚合物单体的添加成功抑制了水凝胶波导遇水溶胀变形带来的额外光损。由于纯水凝胶制备的波导在吸水溶胀后会导致变形,从而带来额外的光损耗,因此除水凝胶之外还需掺入其他聚合物以维持波导的基本形状。实验表明,该水凝胶聚合物波导传感器对罗丹明B水溶液的吸收检测极限为1.0×10^?9 g/mL,荧光检测极限为1.0×10^?19 g/mL。相比于其他波导型倏逝波传感器,荧光检测极限提高了约7个数量级。该水凝胶聚合物波导传感器制备方法简单,成本低廉,可适应性高,灵敏度高,在医疗及环境监测等多个领域都有着广泛的应用前景。     

光谱范围从365至12000nm的高精度光电自动折射仪

介绍了由作者研制的光谱范围从365至12000nm的高精度光电自动折射仪的测量原理、主要误差源和仪器组成。用该仪器对包括红外材料锗在内的多种样品进行了测量,在小于2600nm和大于2600nm的波长范围内分别获得了优于±3×10^-6和±5×10^-5的折射率测量精度。     

半导体载流子分布的太赫兹近场显微表征

基于自建的太赫兹散射型扫描近场显微镜系统（THz s-SNOM），研究了其在显微表征半导体载流子浓度分布中的应用。对基于半导体硅的静态随机存取存储器（SRAM）的纳米结构进行了近场显微成像测量，并采用可见光调控本征硅样品表面的载流子浓度，实现了不同浓度（10¹⁴～10¹⁷ cm⁻³）光生载流子的近场检测。结果表明，此THz s-SNOM能够对半导体微纳结构的载流子分布进行高空间分辨率的显微表征，测量结果与基于偶极子模型的计算结果具有较好的吻合度。     

CIE1976(L*a*b*)匀色空间颜色变量特性研究

CIE1976(L^*a^*b^*)颜色空间是较理想的匀色空间之一.为了使它获得更广泛合理的应用,人们继续对其进行探讨和改进.本研究利用心理物理评价实验,对该空间的诸变量特性进行了研究.     

掠出射X射线荧光光谱仪研制

掠出射X射线荧光分析技术是分析薄膜特性和介质表面的一种重要工具.文中简述了利用掠出射X射线荧光技术分析薄膜厚度的原理和方法,介绍了一种在实验室里由激发光源、样品承载系统、色散系统、探测系统和数据收集及处理系统构成的掠出射X射线荧光光谱仪系统,并给出了利用⁵⁵Fe放射性同位素标定该光谱仪系统的试验结果.     

BEPC束测系统同步光引出镜设计

根据北京正负电子对撞机(BEPC)改造对同步光束流测量系统提出的最新性能指标,提出了全新的同步光引出镜的设计方案。该引出镜采用GlidCop作为基底材料,可引出波长210～488nm的同步光,成像质量可靠,能承受7.8W/mm2的高热负载,能够在原位进行准直、维护以及更换,其真空室结构与两端相邻的真空室结构相吻合,静态真空度优于6.7×10^-7Pa,无直接的水-真空间焊缝。该同步光引出镜设计方案将应用于BEPC储存环改造。     

氟化合物玻璃处理

近几年来,氟化合物越来越获得广泛的应用^[1],由于氟化合物的液体橡胶和塑料的大块性质.此外,现在有效地利用氟化合物薄膜或膜层,对于纺织品^[2]皮革和纸张提供防水和防油的性能.例如还有氟化物表面处理剂薄膜也被使用作为防腐蚀剂、润滑剂、和蒸发抑制剂^[3].这些薄膜独特性质是由于在基体上的碳氟化合物分子部分取向对着外界环境.这个表面是由-CF₂-和-CF₃基团所组成的,具有化学惰性和防油疏水的特性.这个膜层起到了保护基体的壁垒作用.现在玻璃已经加到能够施加具有耐久性的氟化合物薄膜涂层的材料单里.这个文献描述这些处理的性质和局限性还举了可能应用的例子.     

可用于自倍频激光器的Cr3+:YAB和Cr3+:YGAB晶体光学特性的研究

Cr³⁺:YAB和Cr^3-:YGAB晶体具有较宽的荧光光谱,从红光到近红外光。Cr³⁺:YAB晶体在744nm到852.5nm之间被测到光学增益。最大单程增益为1.9,对应波长为820nm.Cr³⁺:YAB晶体的二次谐波产生(37nm)的转换效率是LBO晶体的1.5倍。     

高灵敏度腔增强吸收式乙炔气体检测系统

基于超窄线宽激光特性和光源波长扫描技术,构建了高灵敏度腔增强吸收式乙炔气体检测系统。该系统采用超窄线宽可调谐半导体激光器作光源,使用两块高反射率平凹透镜组成的光学谐振腔作吸收池,通过扫描腔长使入射激光频率与谐振腔模式相匹配,利用激光失谐技术快速断开入射激光,从而实现对微量乙炔气体浓度的衰荡测量。利用腔增强吸收技术测得了激光衰荡时间和6 518.824 cm^-1附近的乙炔弱吸收光谱并进行了分析。结果表明,乙炔气体浓度线性相关系数优于0.999,最大相对误差小于2.5%,极限检测灵敏度为2×10^-6;逐次充入一定体积的乙炔气体,动态响应时间均小于10 s。该检测系统精确度好、灵敏度高,具有较好的动态响应特性,可用于电力变压器故障气体实时在线监测。     

BBO晶体中的级联二阶过程和三阶光学非线性效应

本文讨论了非线性光学晶体中的级联二阶过程。在小信号转换近似下,这一过程被公式化,由三阶非线性极化率表示。作为比较,用自位相调制和光学混频方法,研究了BBO晶体的级联二阶过程。发现由于这一过程的存在,该晶体的三阶非线性被明显增加,极化率达10^-19m²/V².     

单价银离子在 CaO-P2O5 系统玻璃中的发光特性

在弱还原气氛下制备了单价银离子(Ag⁺)掺杂的CaO-P₂O₅系统玻璃,测试了其在室温下的吸收光谱、激发光谱和发射光谱。Ag⁺-CaO-P₂O₅玻璃的吸收光谱表明两个吸收峰。高能峰位于220nm波长,由4d¹⁰→4d⁹5P¹跃迁引起,低能峰中心位于240nm波长,归因于4d¹⁰→4d⁹5s¹跃迁,该吸收与其发射特性有关。紫外波段的宽带吸收产生了可见波段强烈的荧光发射,发光峰位于440nm波长,半宽度为130nm.研究了掺质浓度与发光特性的关系,随着掺质浓度的增加(0.05～0.25mol%),发光峰向较长波段移动。在Ag₂O含量为0.5mol%时,出现了浓度猝灭现象。为了比较起见,同时还研制了Cu⁺-CaO-P₂O₅及Cu⁺-Ag⁺-CaO-P₂O₅玻璃。     

毫米级微型机器人操作手的研制和操作特性

采用单晶片型压电悬臂梁制作了一种双悬臂梁结构的微型夹持器,用作毫米级微型机器人的微操作手.该微夹持器整体尺寸为15mm×2mm×2mm,重量为100mg.在分析该悬臂梁操作原理的基础上,选用PbNi_1/3Nb_2/3-PbZrO₃-PbTiO₃三元系压电陶瓷准同型相界的配方作为悬臂梁压电驱动材料,这种压电陶瓷具有高压电常数 (d₃₁) 和机电耦合系数 (K_p).进一步研究了压电微夹持器的操作特性.结果表明:50V电场下,其最大张口距离可以达到40μm,最大夹持力为25.7×10^-3N.     

低色差GRIN棒透镜的设计原则

对梯度折射率(GRIN)棒透镜色差的影响因素进行了讨论,根据Fantone模型,在光学玻璃Nd-V图中直观地表示了离子交换法制备低色差GRIN棒透镜时交换离子对的选择原则和基础玻璃光学性能确定原则.分析表明,以具有常用光学性质的玻璃作为基础玻璃,可以通过Na⁺/Li⁺交换或K⁺/Cs⁺交换获得低色差GRIN棒透镜,而K⁺/Tl⁺交换和Na⁺/Ag⁺交换所制作的GRIN棒透镜具有很大的色差.上述原则对低色差GRIN棒透镜的制作具有指导意义.     

基于大晶粒MA0.7FA0.3PbI3的薄膜光探测器

为了研究大晶粒高质量钙钛矿薄膜对光探测器的影响，制备了晶粒尺寸超过2 μm的MA_0.7FA_0.3PbI₃薄膜，并基于该薄膜制备了光电导型的光探测器（MCP-PD）。基于该薄膜的光探测器在532 nm和3 V偏置电压下获得了高响应度（0.905 A/W）和探测度（3.18×10¹² Jones）。在相似性能条件下，基于大晶粒尺寸薄膜制备的MCP-PD还表现出较快的响应速度。实验结果表明，大晶粒尺寸的薄膜降低了晶界对载流子传输的阻碍，提升了光探测器的响应度、探测度及响应速度。     

基于钙钛矿纳米晶体的复合材料微球发光特性的研究

为了拓展钙钛矿纳米晶体在激光领域的应用，利用低成本、易合成的溶剂-非溶剂法，将实验合成的CsPbBr₃纳米晶体封装或附着于高分子材料环烯烃聚合物（COP）以形成高稳定性的复合材料体系，进一步制备成微球，形成回音壁模式（WGM）谐振腔。借助于微球的WGM谐振腔，表面附着的纳米晶体的荧光会在微球内发生谐振，形成被动式的WGM谐振腔，形成激光，其阈值为28.5 μJ/cm²，品质因数Q为835。这种复合材料体系的微球为钙钛矿纳米晶体在高稳定性的激光器件、非线性系统及光动力学研究提供了一个有效平台。     

Fizeau激光波长计测量脉冲激光波长

详细讨论了采用单片机控制的Fizeau波长计测量脉冲激光波长的两种方法,包括脉冲激光同步测量方法与软件判别捕捉方法,文章最后给出了系统的测量结果,其测量精度与测量连续激光相同,即绝对精度<10^-6,分辨率<10^-7.     

聚合物分散液晶（PDLC）光开关研究

聚合物分散液晶材料具有电控开关特性 ,利用材料的这一特性制成聚合物分散液晶光栅则具有衍射特性的电场可调性。理论和实验表明 ,采用一定的材料配方和工艺 ,可以获得理想的聚合物分散液晶全息光栅 ,若干个不同频率的光栅叠加可以制成实现多点光切换的光开关     

一种测量高质量光学玻璃均匀性的新方法——合干涉图法

本文介绍的是能够定量测出高质量光学玻璃均匀性的合干涉图法.该方法能够同时测量出均匀性的线性及非线性变化量,且操作过程比全息法大大简化.测量精度为±1×10^-6.