基于光栅波导共振耦合的传感器特性研究

该文设计了一种基于光栅波导共振角耦合的生物传感器,通过光栅波导模式谱变化检测传感器表面有效折射率变化的方式,实现了传感器表面附着物的精确检测。并在平板介质光波导理论基础上,推导了三、四层结构理论模型,实验得到了入射角与检测溶液折射率及入射角与分子膜层厚度间的变化关系。结果表明,光栅波导共振角耦合生物传感器入射角与待测溶液折射率存在良好的线性关系,并具有较高灵敏度,精度可达0.01(°)/nm。通过该方法制作出无标记的生物传感器,能广泛应用于生物分子检测,尤其适合蛋白质分子生物检测。     

基于多阶散射方法测量荧光染料的吸收特性

采用溶液中均匀分散纳米微球的光多阶散射原理,测量了表面带有羧基的Cy3荧光探针试剂的吸收特性。通过在Cy3水溶液中加入SiO_2微球随机散射介质,使得入射光经过随机介质时发生多次散射,增加了光透过检测溶液的光程,从而增强样品检测的吸收。结果表明:随着粒径为200,400 nm的SiO_2纳米微球的浓度增加,溶液对光散射作用不断增强,荧光染料Cy3水溶液的吸收强度得到了显著的提高,分别提高了1. 63倍和1. 82倍。     

一种缺陷阶梯型光学生物传感器的设计

针对目前酶、蛋白质等重要生物分子在检测中的问题,该文设计了一种缺陷阶梯型光学生物传感器,用严格耦合波分析(RCWA)法计算此传感器反射光谱的反射率。由模拟结果可得,传感器反射光谱的特定波峰处,激光的入射角度与待测生物分子折射率有良好的线性关系,且在75.4°固定的激光入射角度下,传感器反射光谱中的反射率与待测生物分子的折射率也有良好的线性关系。基于此结论可知,不仅可由传感器反射光谱的反射率得到待测生物分子的折射率,也可由激光的入射角度来得到待测生物分子的折射率,进而获取待测生物分子的信息。     

扫描近场光学显微镜测量量子点团簇超辐射

用扫描近场光学显微镜的针尖照明模式对ZnSe量子点团簇进行精确定位测量,研究了量子点团簇的超辐射效应。在理论上根据Wannier激子超辐射模型阐述了量子点系统的超辐射发光机制;实验上用荧光光谱表征ZnSe量子点溶液的荧光性质,用扫描近场光学显微镜(SNOM)表征单个量子点团簇的超辐射光谱。结果表明,在Wannier激子超辐射模型中,量子点团簇辐射衰变率受到量子点团簇的大小和辐射光谱的共同影响,在实验上得出团簇的辐射衰变率随团簇尺寸的增加而增大,同时,不同尺寸的量子点团簇产生的辐射光谱也会对其产生影响,理论和实验的结合验证了激子超辐射的适用性。此研究结果可广泛用于生物传感器和光子器件等领域。     

基于RCWA方法设计的甲醛传感器的研究

针对日常生活中甲醛损害人们健康的问题,该文采用严格耦合波分析（RCWA）法设计了一种能快速、高精度实时检测甲醛溶液浓度的光学传感器。该传感器以多孔二氧化锆(ZrO2)介孔材料作为甲醛的承载单元,TiO2和SiO2光栅分别作为波导层和光耦合层构成的层状复合结构。利用RCWA法计算了该传感器的透射光谱,建立了透射共振峰波长与待测甲醛溶液浓度间的关系模型,并分析了其传感特性。结果表明,该传感器具有较高的灵敏度和良好的重复稳定性,品质因数Q=1 261,灵敏度可达0.101 nm/%,并可实现对待测甲醛溶液浓度的实时动态监测。     

基于激光回馈效应的声音检测与重构研究

声音检测技术是振动模态分析、声场可视化、噪声识别与控制和远程侦听等研究的基础和前提,在很多领域都有广泛的应用。基于固体微片激光回馈效应和外差移频相位测量方法,本文利用微片Nd∶YVO4激光器构建了声音检测系统,很好地实现了不同频率声音信号的检测。同时开展了音频信号的识别与检测,重构得到的信号清晰可辩。该系统无需在声场中设置特殊目标或物质,可以实现非接触的声音检测和远距离测量,能够满足多种场合的声音检测工作需要,具有较大的实际意义。     

基于显色法检测六价铬的光纤传感器的研究

提出了一种能准确检测六价铬离子浓度的光纤传感器。利用二苯碳酰二胁与六价铬络合呈现鲜明的紫红色,且随六价铬离子浓度升高,紫红色逐渐加深的原理,在光纤表面镀络合显色薄膜,薄膜与Cr(Ⅵ)络合显色,通过对吸收光谱的测量检测出六价铬离子浓度。实验结果表明,当铬的浓度范围处于0.01~0.1mg/L时,光谱强度与铬浓度呈正相关。该方法的检出限为0.01mg/L,检测时间为10min,检出率为96%。     

一种具有高电源抑制比的带隙基准电压源

根据带隙基准电压源理论,在传统CMOS带隙电压源电路结构的基础上,采用曲率补偿技术,对一阶温度补偿电路进行高阶补偿,获得了一种结构简单,电源抑制比和温度系数等性能都较好的带隙电压基准源.该电路采用CSMC 0.5 μm标准CMOS工艺实现,用Spectre进行仿真.结果表明,在3.3 V电源电压下,在-30 ℃～125 ℃范围内,温度系数为3.2×10-6 /℃;在27 ℃下,10 Hz时电源抑制比(PSRR)高达118 dB,1 kHz时(PSRR)达到86 dB.     

一种基于STC单片机的正负压测漏系统设计

介绍一种基于STC单片机的正负压测漏系统。通过对现有气压测漏仪的研究,设计出能实现正负压综合检测的气动系统;以STC89C52RC单片机为核心控制单元,设计了测漏系统的控制部分;分析实验结果,得出检测过程符合泄漏规律的结论。因此该正负压测漏系统能够实现对密封件的检测。