一种新型的用于红外灵敏探测的低背景光谱仪

提出了一种新型的基于反射光栅干涉仪的低背景光谱仪,当使用工作在背景限制条件下的探测器时,降低背景噪声,有利于提高光谱仪系统的探测率,进而可提高光谱仪的信噪比.由于理想反射镜发射率为零,故其干涉仪组件无黑体辐射.因此,基于低温光源、低温探测器和光栅干涉仪的光谱仪,其探测到的背景辐射大幅降低.进而得到低背景下的探测率实现灵敏探测.理论分析表明随背景辐射的降低,背景限制条件下探测器的探测率可大幅提高.理想情况下,对工作在背景限制下的碲镉汞探测器,当由300 K的背景辐射降至77 K时,其探测率和相应光谱仪的信噪比可提高三个数量级.另外,与之前报导的低温迈克尔逊光谱仪相比,它结构紧凑且无需对干涉仪降温,易于搭建.该设计对红外灵敏探测有重要意义.     

VLPL-S在Knights Landing上的优化与性能评估

VLPL-S代码是基于Particle-in-Cell(PIC)算法开发的激光等离子体模拟程序,PIC算法是激光等离子模拟领域的常用主流算法之一。讲述了VLPL-S代码在Intel?新推出的Knights Landing平台上的早期移植及优化工作。通过采用在代码优化中常用的优化方法,例如访存优化、多线程优化、向量化,为VLPL-S代码实现了1.68倍的加速比。对于优化以后的VLPL-S代码,其在Knights Landing 7210P单节点上的性能是其在双路Xeon E5-2697v4节点上性能的1.53倍。还对比了不同优化方法在Knights Landing及Xeon平台上所获得的性能提升。结果表明,对于VLPL-S代码,以往CPU代码优化工作中常用的优化方法在新的Knights Landing平台中同样有效。     

实现光强精细调制的共轭聚合物波导电光调制器

提出了一种新型的聚合物波导电光调制器,同时利用了聚合物材料的Pockels效应和Kerr效应,在不增加调制电压的情况下,通过引入直流偏压增加了调制器的调制度,调制深度随着直流偏压的增加而增加。采用峰-峰值9.9V的调制电压、100V的直流偏压,利用pockels电光系数γ33仅为4.052×10-14 m/V和二次电光系数S33为6.889×10-21 m2/V2的聚合物材料制备了波导电光调制器,实现了7.54%的调制度。如果采用具有更高的分子极化率及电光系数的非线性共轭聚合物材料,可期待在更低的直流偏压和工作电压情况下,得到更高的调制深度。调制器的工作面积大,可以实现大面积光斑的调制。本文的聚合物波导电光调制器适用于激光脉冲喷丸强化与成形技术,通过调整调制器的直流工作偏压,能够实现激光光斑能量的精细调节。     

便携式拉曼光谱仪在寿山石检测中的应用

寿山石品种繁多,鉴别与分类是一大难题,本文 研究了采用便携式拉曼光谱仪进行 寿山石鉴别分类的可行性。利用自行研制的采用Czerny-Turner(C-T)交叉式光路结构和以 半导体制冷线阵CCD 为探测器的便携式拉曼光谱仪,观测了不同类别寿山石的拉曼光谱,讨论了拉曼峰的归 属, 并对样品进行了分类。结果表明,自行研制的便携式拉曼光谱仪可以准确鉴别寿山石的类别 。     

便携式拉曼光谱仪现状及进展

拉曼光谱仪广泛应用于化学研究、高分子材料、生物医学、药品检测、宝石鉴定等领域,如何进一步小型化、现场化是其未来发展的重要方向。便携式拉曼光谱仪具有体积小、检测方便等特点,为药品检测、环境检测、安检等实时检测领域提供了一种无损快速检测方法。对便携式拉曼光谱仪的组成原理做了简要介绍,并对国内外产业化便携式拉曼光谱仪的现状及技术的进展进行了综述。     

小型化拉曼光谱仪的优化设计及应用

研制了一种基于Czerny-Turner(C-T)交叉式分 光光路结构、以半导体制冷线阵CCD为探测器的高分辨率 小型化拉曼光谱仪;分析了影响光 谱成像质量的主要像差,并进行了消彗差和消象散优化设计与验证;利用Tracepro光学追迹 软件对整体光路进行了模拟调整,对样机的性能进行了初步测试。测试结果表明, 波 数范围为200～2700cm－1,光谱分辨率 为6～8cm－1,信噪比(SNR)为300∶1。将其应用于药品、玉石等样品的 鉴别,取得了满意的结果。     

质子-中子相互作用与壳模型配对近似

质子-中子相互作用和质子-中子配对是原子核结构中有趣的问题。本文指出,经验上由结合能提取的质子-中子相互作用和壳模型计算得到的T=0质子-中子相互作用的计算结果很接近;计算中奇奇核和偶偶核的结合能应该附加一个额外项,这个额外项由质子-中子相互作用给出。自旋平行的质子-中子配对(角动量为9,同位旋为0)在96Cd的01+、21+、41+、61+、121+、141+和161+态以及92Pd原子核的01+和21+态中重要,而传统的SD配对近似对于01+和21+态的描述更合适。     

InGaAs焦平面探测器电串音性能的研究

串音与焦平面阵列(FPA)的灵敏度和分辨率密切相关。用模拟的方法定量地计算了In0.53Ga0.47As/InP 探测器焦平面阵列的电串音随光波波长、入射方向和台面的刻蚀深度的变化情况。结果显示：台面结构的器件的串音抑制性能比平面结构的要好;由于材料吸收深度和异质结耗尽层宽度的影响,短波长的光的串音比长波长要小,正照射的串音比背照射要小;另外,当台面的刻蚀深度穿透吸收层厚度时,其电串扰几乎完全被抑制。研究结果提出了相应的InGaAs FPA的低串音设计。     

太赫兹量子阱探测器性能研究及提高

提出了一个砷化镓基(GaAs/Al_(0.04)Ga_(0.96)As)太赫兹量子阱探测器,并对其光电流谱和背景噪声限制温度进行了表征,得到峰值响应频率为6.78 THz,背景噪声限制温度为16 K.理论上,首先,考虑多体效应对器件能带结构的影响,计算得峰值响应频率为6.64 THz,考虑到制备过程中的误差(THz器件较中红外器件,铝组分低,阱宽窄),理论与实验吻合的较好,证实了多体效应在太赫兹量子阱探测器中的重要影响;然后,对器件的电流电压特性进行研究,计算得到背景噪声限制温度为17.5 K,与实验吻合.太赫兹量子阱探测器较低的工作温度,极大限制了其应用,提出了两种实现高温探测的方法:(1)引入光学汇聚天线,提高器件背景限制温度,计算结果表明当引入增强系数为10~6倍的天线时,其背景噪声限制温度达到97 K(远高于液氮温度77 K);(2)太赫兹量子阱探测器与太赫兹量子级联激光器联用,可实现信号噪声限制模式,从而实现高温探测.计算表明,当激光器功率达到0.003 mW/μm~2,器件的工作温度可达77K.     

p-GaAs同质结太赫兹探测器的优化与性能

从提高p-GaAs同质结太赫兹探测器量子效率出发,在考虑温度和偏压等参数的影响后,优化了谐振腔增强的p-GaAs同质结太赫兹探测器的材料及结构参数,使探测器的量子效率提高到了17%.并计算了探测器的响应率、探测率和偏压、温度、光谱频率的关系,得到了最佳工作偏压(10~40 m V)、最佳工作温度(8 K)和最大探测率(4.1×1010cm Hz1/2/W).而通过施加一对匹配的反射镜来构造谐振腔的设计,所能获得的极限量子效率为26%,极限探测率和响应率分别为5.7×1010cm Hz1/2/W、25.9 A/W.