Localized Collection of Airborne Analytes: A Transport Driven Approach to Improve the Response Time of Existing Gas Sensor Designs

The detection of single binding has been a recent trend in sensor research introducing various sensor designs where the active sensing elements are nanoscopic in size. Currently, transport and collection of airborne analytes for gas sensors is either diffusion based or non‐localized and it becomes increasingly unlikely for analytes to interact with sensing structures where the active area is shrunk, trading an increased sensitivity with a slow response time. This report introduces a corona discharge based analyte charging method and an electrodynamic nanolens based analyte concentration concept to effectively transport airborne analytes to sensing points to improve the response time of existing gas sensor designs. Localized collection of analytes over a wide range, including microscopic particles, nanoparticles, and small molecules, is demonstrated. In all cases, the collection rate is several orders of magnitudes higher than in the case where the collection is driven by diffusion. The collection scheme is integrated on an existing SERS (surface‐enhanced Raman spectroscopy) based sensor. In terms of response time, the process is able to detect analytes at 9 ppm (parts per million) within 1 s. As a comparison, 1 h is required to reach the same signal level when diffusion‐only‐transport is used.     

电视红外遥控信号接收透镜的优化设计

为满足电视超窄边框的需求,解决传统电视中遥控红外接收器印制电路板与显示面板竖直方向并列所占用边框宽度尺寸大的缺点,在将印制电路板移至面板的后面,使其不占用电视地侧空间的前提下,设计了可远距离多角度有效接收遥控信号的红外接收透镜,可在电视地侧也实现超窄边框。根据几何光学全反射原理与折射定律,利用Tracepro软件对所设计的透镜进行仿真与分析,检查透镜设计中存在的缺陷与不足,再对透镜结构轮廓线进行调整与修改,得到最优化的透镜结构。结果表明,当红外印制电路板与透镜外观非直接相对时,改变透镜局部结构,红外接收器仍可接收到有效光通效率,符合且超过电视遥控测试标准。优化设计实现了电视地侧边框的极窄化或及外观的复杂多样化的设计目标。     

抑制二极管泵浦激光器光轴漂移的实验研究

对半导体二极管泵浦电光调Q激光器在实验过程中的光轴漂移现象进行了分析和探讨,利用有限元分析软件CFDesign模拟了激光晶体在不同散热状态下的温度分布。测量了晶体在不同的散热结构和泵浦结构下输出激光的光轴漂移量,指出了光轴漂移现象产生的原因。实验及模拟结果对于有光轴漂移量要求的激光器设计具有一定的借鉴意义。     

整形为平顶洛伦兹光束的非球面透镜组研究

高斯光束整形为均匀平顶光束在激光加工、激光驱动核聚变等方面有着重要应用。以平顶洛伦兹函数作为输出光束强度分布,采用非球面透镜组整形方案,通过分析平顶洛伦兹函数阶数和半高宽对整形效果的影响,使用最小二乘法拟合非球面面型,最后透镜组由ZEMAX软件进行光学仿真,结果表明,选用阶数为25,半高宽增大时,整形效果越好,在中心一定区域能达到理想的平顶光束输出。     

高辐射强度的带THz扼流圈的偶极天线阵列模拟分析

为了提高太赫兹辐射强度, 设计了带THz扼流圈的偶极天线阵列.模拟结果表明, 增加直线阵的阵元数对平均匹配效率影响很小, 却能线性增加相干辐射强度.加入THz扼流圈可减小进入到传输线的交流分量, 进而减小共振频率的偏移, 使平均匹配效率提升了两倍.相比于网格排列的平面阵, 交错排列的阵元在垂直方向上具有更小的耦合, THz发射谱更窄.通过使用聚酰亚胺透镜代替硅透镜, 可有效提高输入电阻, 并将总效率由25%提高到35%.     

光纤束耦合LD输出光束的空间耦合技术研究

基于多模大芯径光纤的端面出射光场可视为高斯分布,光纤束耦合LD各纤芯出射的光束互不相干;对光纤束耦合LD输出光束通过空间耦合光学系统后的光强分布进行了数值模拟和实验研究,模拟计算结果和实验结果的规律基本吻合。结果表明,用单个薄凸透镜组成耦合系统时,耦合后的光束在焦平面上中心光强最大,光斑尺寸最小;随着薄透镜焦距的增大,焦平面上的光斑尺寸呈线性增大,而中心光强急剧减小。     

浸没式光刻技术的研究进展

浸没式光刻技术是将某种液体充满投影物镜最后一个透镜的下表面与硅片之间来增加系统的数值孔径,可以将193nm光刻延伸到45nm节点以下。阐述了浸没式光刻技术的原理,讨论了液体浸没带来的问题,最后介绍了浸没式光刻机的研发进展。     

牛磺酸对半乳糖性白内障大鼠晶状体超微结构的影响

目的：观察牛磺酸在实验性半乳糖性白内障发生发展过程中对晶状体超微结构的影响。方法：应用冷冻复型，超薄切片透射电镜技术对半乳糖性人障大鼠晶状体及给予牛磺酸后大鼠晶状体超微结构的改变进行了观察。结果：半乳糖性白内障大鼠晶状体纤维表面光滑，膜内颗粒减少，未见典型缝管连接，晶状体纤维细胞间隙协大，细胞质内充满大小不等的空泡状结构，牛磺酸投药后晶状依纤维细胞膜内颗粒增多，可见典型缝管连接，晶状体纤维细胞胞质     

特殊面形的菲涅尔透镜的设计与分析

对连续位相型菲涅尔透镜的设计，采用简单的线性面形代替复杂的抛物面面形有可能降低控制面形的难度，文中分析了这两种面形的差异，通过数值模拟，发现采用线性面形时光学函数和点扩散函数十分接近理想函数，从而在理论上论证了这种代替的可行性。     

波导短程透镜球差特性分析及其焦距精确测量方法的研究

本文研究短程透镜的焦点位于端面外的球差特性。对焦点位于波导外部（包括端面）的情况给出了一种精确测量焦距新方法，采用这种方法简单易行，测量精度取决于读数显微镜的读数精度（０．０１ｍｍ）。