基于腔衰荡光谱技术的三参量同时测量光纤微腔传感器

提出并实现了一种基于腔衰荡光谱(CRDS)技术的三参量同时测量的光纤微腔传感器。利用高频CO2激光脉冲技术在1 060nm单模光纤(SMF)上直接刻蚀光学微腔,并将其作为传感单元接入到光纤环谐振腔中,通过测量脉冲激光衰荡时间实现了对温度、折射率和应变3个不同参数的同时传感测量。整个传感器系统采用光时分复用(OTDM)技术,3个带有光纤微腔传感单元的光纤衰荡腔并联连接,共用一个光源和探测器,在3路光纤环中引入不同的相位调制项,使其输出的衰荡信号在时域上有效的分开,从而达到三参量传感的目的。传感器结构合理,可操作性强,后期数据处理工作简单易行,实验结果重复性良好。在此基础之上,可以将此传感器结构推广到四参量,甚至更多参量的传感器系统中。     

聚乙二醇阴极修饰层改善聚合物太阳能电池光电性能的研究

通过将聚乙二醇(PEG)掺入活性层制备聚合物太阳 能电池,利用PEG的迁移特性获得阴极修饰层,研 究PEG阴极修饰层对聚合物太阳能电池光电性能的影响。X射线光电子能谱(XPS)分 析表明,掺入活性层中的 PEG迁移到活性层与Al电极之间,形成了阴极缓冲层。吸收光谱、电流密度-电压 特性曲线和外量子 效率谱的分析表明,PEG阴极缓冲层的形成改善了活性层与阴极的界面接触特性, 降低了活性层与电 极之间的能级势垒,有利于载流子传输,因此显著地改善了聚合物太阳能电池的光电性能, 使得器件的开 路电压Voc、短路电流密度Jsc和填充因子(FF)都有明显提高。当P3HT:PCBM 活性层中掺入体积比为0.5%的PEG时,聚合物太阳能电池的能量转换 效率(P CE)最高,达到了3.07%,比未掺杂PEG的参考器件提 高了38.5%。     

基于变异的紧凑遗传算法在农药检测中的应用

为了简化农药检测的预测模型,提高模型预测精度,采用红外光谱技术结合基于变异的紧凑遗传算法对波长变量进行筛选,一定程度上减少了无信息变量和干扰变量。通过不同算法选择的波长变量建立预测模型,mCGA得到的预测均方根偏差平均值是0.198,而与mCGA比较的紧凑遗传算法、简单遗传算法得到的预测均方根偏差平均值分别为0.241、0.289,mCGA具有最小误差。结果表明,采用mCGA进行变量选择,能有效提高模型收敛速度及模型准确度,实现农药含量快速高效的检测。     

基于吸光度的波长筛选方法用于近红外光谱定量模型的优化

建立一种基于吸光度的波长筛选方法,以近红外光谱测定中成药制剂的多糖含量为例,对模型优化效果进行验证.考虑模型稳定性,在计算机平台上搭建一种新的样本集划分框架,基于吸光度筛选出最优波段为400~1882&2072~2364 nm,建立偏最小二乘(PLS)模型得到的SEPAve、RP,Ave分别为27.13 mg L-1、0.856,与全扫描谱区(400~2498 nm)的PLS模型预测效果做比较.结果表明,基于吸光度的波长筛选方法,可以优选出高信噪比波长,从而提高了近红外光谱定量模型的性能.     

基于主成分分析和模糊识别方法的生物分子太赫兹光谱识别

提出了一种基于主成分分析（PCA）和模糊模式识别方法的生物分子太赫兹（THz）光谱识别方法,并采用多种典型糖类和氨基酸生物分子的太赫兹透射光谱作为实验介质证明所提方法的可行性和有效性。首先,运用PCA方法对生物分子太赫兹光谱数据做降维处理,提取样品太赫兹光谱特征信息;然后,用获得的主成分得分矩阵代替原始太赫兹光谱数据输入到模糊模式识别分析模型中,运用基于择近原则的模糊模式识别方法对待定样品进行分类识别。实验结果表明以生物分子的太赫兹光谱作为数据特征,采用PCA与模糊识别相结合的方法实现生物分子的检测和识别是可行的,该方法为太赫兹光谱技术用于生物分子的鉴定和识别提供了一种新的有效的分析方法。     

Space charge limitation on the response time of organic photodiodes

The dynamic response of an organic bulk heterojunction photodiode to small changes in applied bias or light intensity is investigated as function of the intensity of a constant background illumination by means of photoimpedance and transient photocurrent measurements. For bias voltages close to the open circuit voltage we find that the response timescale with the square root of the light intensity. The results can be quantitatively explained in terms of a space charge limitation on the photocurrent as predicted by Goodman and Rose (J. Appl. Phys. 42, 2823 (1971)). The relaxation time of the diode at open circuit corresponds to the lifetime of the slowest charge carrier in the diode. This relaxation time is determined by the dielectric constant and the smallest of the two carrier mobilities in the bulk heterojunction. This illustrates the importance of balanced carrier mobilities for obtaining diodes with fast response time at low bias for e.g. imaging arrays.     

用于激光原子囚禁的二极管激光器的稳频和移频

用饱和吸收光谱法对二极管激光器进行了稳频,使得激光器的等效线宽小于1～MHz,并利用声光调制器使激光的频移量得到控制,能满足激光冷却与囚禁原子对激光频率稳定性和频移量的要求,实现了Rb原子的激光囚禁。     

低温生长砷化镓光电导天线产生太赫兹波的辐射特性

研究了低温生长砷化镓光电导天线(LT-GaAs PCA)产生太赫兹(THz)波的辐射特性。利用太赫兹时域光谱(TDS)技术测量了光电导发射极在飞秒激光作用下辐射的太赫兹脉冲,得到了时域发射光谱,并通过快速傅里叶变换(FFT)得到相应的频域光谱。结果表明,低温砷化镓光电导天线产生的太赫兹波信号比飞秒激光激发半导体表面产生的太赫兹波信号具有更高的强度和信噪比;太赫兹波信号与光电导天线的偏置电压成线性关系;随着抽运激光功率的增强,太赫兹波信号增大并出现饱和。     

ZrO2/SiO2双层膜膜间渗透行为初步研究

用溶胶-凝胶技术,采用提拉镀膜法在K9玻璃基片上镀制了ZrO2/SiO2双层膜和SiO2/ZrO2双层膜,研究了这两种膜层之间的渗透问题。用X射线光电子能谱仪(XPS)测量了薄膜的成分随深度方向的变化,用反射式椭偏仪对X射线光电子能谱仪测得的实验结果进行模拟与验证。结果表明,用X射线光电子能谱仪测得的实验结果建立的椭偏模型,模拟出来的椭偏曲线和用椭偏仪测量出来的椭偏曲线十分吻合;对于ZrO2/SiO2双层薄膜,膜层间的渗透情况不是很严重,在薄膜界面处薄膜的成分比变化非常明显,到达一定深度后薄膜的成分不再随深度的变化而变化;SiO2/ZrO2双层膜膜层界面间的渗透十分严重,渗透层的深度比较大,底层几乎发生了完全渗透。     

Synthesis optimization and characterization of multiwalled carbon nanotubes

The unique properties of carbon nanotubes (CNTs) have suggested applications in a variety of fields. Multiwalled nanotubes were synthesized using chemical vapor deposition (CVD) procedures and subsequently characterized. Reaction parameters such as catalyst type and carrier gas flow rate were optimized to produce well-aligned multiwalled nanotubes with lengths between a few microns to several millimeters. Characterization was performed with scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), x-ray diffraction (XRD), energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS), thermo-gravimetric analysis, and Raman spectroscopy, focusing on composition and purity. Results show the synthesis of high-purity nanotubes of several millimeters in length from iron, nickel, cobalt, and titanium carbide catalysts with thermal stability to above 550°C.