华南师范大学 物理与电信工程学院, 广州 510006
本文采用自组装纳米球热压印技术, 在旋涂有聚丙烯酸(PAA)薄膜、聚苯乙烯(PS)薄膜的基底上, 旋涂SiO2纳米球溶液, 通过自组装形成纳米球三维密排结构, 接着进行热熔-沉陷处理, 在PS薄膜形成周期性、六角密堆积纳米碗状阵列, 接着利用PAA的水解特性去除PAA薄膜, 将PS薄膜翻转并移至硅片基底上, 通过氧离子刻蚀, 得到纳米孔阵列掩模, 最后结合电子束蒸发镀Al, 制备出大面积、周期性的Al纳米盘阵列。同时也研究了三层膜结构的均匀性对制备大面积、周期性纳米盘阵列的重要性。基于自组装压印技术制备圆盘阵列的研究比传统纳米制作技术操作更简单、效率高、成本低; 同时在新光学元件的基础研究、太阳能光伏设备方面具有潜在应用。
自组装 旋涂 热熔沉陷 孔阵列掩模 盘阵列 Self-assembly Spin coating hot melt-sinking hole array mask disk array
1 上海理工大学 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093
2 上海航天动力技术研究所, 上海 201109
为了研究消光光谱颗粒粒径测量方法影响因素, 搭建了消光光谱颗粒粒径测量实验系统, 建立了非线性最小二乘颗粒粒径反演算法, 并选用900 nm、2.1 μm与5.1 μm三种标准颗粒作为待测颗粒样品, 开展了不同波段范围、波长选取数及颗粒浓度下消光光谱颗粒粒径测量实验研究。结果表明: 消光光谱颗粒粒径测量过程中, 光谱波长范围、波长数以及颗粒浓度等参数的选取均会对反演精度造成较大影响; 光谱信噪比是光谱波长范围选取的重要指标; 存在光谱波长选取数精度阈值, 采用该阈值进行颗粒粒径反演, 既可以保证测量精度, 又可以避免光谱数据冗长导致反演计算速度降低; 颗粒粒径反演选取待测颗粒系消光值约0.75时达到最佳。
消光光谱法 颗粒测量 粒径反演 影响因素 光谱区间 extinction spectroscopy particle measurement particle size inversion influencing factors spectral range
华中科技大学光学与电子信息学院, 武汉 430074
本文通过流体力学及COMSOL等仿真软件分析, 以PDMS为材料, 设计制作了用于捕获两个球形颗粒样品的微流控芯片, 并基于光电倍增管(PMT)和电动位移平台, 搭建了角度扫描式大动态范围散射光测量装置。该系统可以快速捕获两个球形颗粒, 在颗粒捕获后对微流控芯片内沟道与外轮廓进行折射率匹配, 持续测量实际捕获颗粒的1°至170°的散射光。对23.75 μm、31.10 μm、40.01 μm三种粒径的聚苯乙烯标准颗粒样品进行了实验研究, 并多次重复测量同一粒径双颗粒的散射光分布。基于微流控芯片的双颗粒体散射函数测量方法可以稳定的捕获、释放双颗粒, 实验操作简单且具有较好的重复性, 在颗粒物体散射函数研究方面具有很大的潜力。
光散射 颗粒体散射函数 微流控芯片 颗粒团簇散射 light scattering volume scattering function of particle microfluidic chip particle cluster scattering
1 中国科学院高能物理研究所, 北京 100049
2 中国科学院大学工程科学学院, 北京 100049
3 安徽大学物质科学与信息技术研究院, 合肥 230601
4 邢台学院, 河北 邢台 054001
在小角X射线散射实验中经常需要对各向异性结构样品进行旋转。针对传统样品架为固定方式, 旋转调整困难的特点, 本文设计了一款小角X射线散射专用的样品旋转装置。该装置主要由步进电机、高精度回转轴承、传动系统、样品架、控制器及配套软件等组成, 它具有结构简单、回转精度高、可远程控制的特点。在北京同步辐射小角X射线散射实验站应用该样品旋转装置对石墨纤维样品进行了测试, 验证了该装置的可行性。
小角X射线散射 各向异性 样品 旋转 small angle X-ray scattering anisotropy sample rotation device
中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,大连洁净能源国家实验室,大连 116023
紫外拉曼光谱技术具有拉曼本征散射效率高,受杂散光干扰小等优点,在爆炸物、污染物以及农药残留现场检测等领域有着广阔的应用前景。然而,目前市场上常见的小型或者便携式拉曼光谱仪均采用可见或者近红外激光作为激发光源。本研究在实验室具有自主知识产权的紫外可见共振拉曼光谱仪的基础上,设计了小型紫外拉曼光谱仪,光谱仪采用透镜作为光谱仪的准直镜和聚焦镜,有效减小了慧差造成的影响,实现了高分辨率和宽光谱范围的测试。
拉曼光谱仪 紫外拉曼 小型拉曼 Raman spectrometer UV Raman mini Raman
1 中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室,大连洁净能源国家实验室,大连116023
2 上海公安局物证鉴定中心,上海200083
采集31种爆炸物和73种毒品的标准拉曼谱图,分析其谱图,选出适合作为搜索条件的光谱范围。通过编程,建立标准拉曼谱图库和自动检索系统。在选定光谱范围内,拉曼谱图库选择信号较强的特征峰,进行曲线拟合,将获得的峰位置、相对峰强等数据作为参数写入标准拉曼谱图库。通过自动检索系统将未知拉曼光谱与数据库中的标准谱图进行分析比对,搜索软件自动给出正确结论。数据库具有添加、删除、备份、恢复等辅助功能,并具有自动扣除荧光背底,优化拉曼光谱图等功能。本文进一步分析了可能对分析比对结果造成影响的因素。
拉曼光谱 拉曼光谱标准数据库 爆炸物 毒品 自动检索系统 Raman spectrum database of Raman spectrum explosives drugs information search system
本文研制了一种光纤耦合湿敏监测装置,此装置采用MEMS微位移传感器来进行湿敏微腔耦合位置的辅助校准,再用光强传感器对耦合输出的光波进行湿度感测和量化。这种基于MEMS位移传感器的耦合位置校准方法与现有的校准平台相比,无需外加太多繁琐、庞大的仪器装置,就可获得精准又便捷的校准效果。另外在传感系统后端可进行可编程控制程序开发,用加载的数据采集卡来实现湿度敏感单元敏感量的采集与显示。
湿度采集 数码显示 位移传感 角速度传感 光强检测 锥形光纤 humidity acquisition digital display displacement sensor angular velocity sensor light intensity measurement tapered optical fiber
1 长春理工大学 光电工程学院,长春 130022
2 长春长光辰芯光电技术有限公司,长春 130022
为实现单个平面透镜在10.6 μm波长处的会聚功能,本文设计并制备了一种一维亚波长光栅面型超表面(electromagnetic meta-surface)。基于电磁谐振现象,利用双条形介质耦合结构模型设计了会聚超表面单元结构,并采用FDTD Solution软件进行仿真计算证明了其对光波位相的调制作用,筛选出了10个位相梯度。通过对10个位相梯度的自由组合形成会聚超表面平面透镜,并进行了实验验证。实验结果表明: 在设计波长上,超表面平面透镜对TM模式平面波能够较好地实现透射会聚的功能,焦距为49 mm,会聚光斑最小宽度是0.7 mm,工作效率达到60 %。
微结构 超表面 聚焦 位相梯度 micro-structure meta-surface focus phase gradient
1 安徽大学,合肥 230601
2 北京同步辐射装置,中国科学院高能物理研究所,北京 100049
原位加热实验是同步辐射小角X射线散射领域的新热点。本文针对同步辐射小角X射线散射中需要加热并原位实时检测的实验而设计的一款样品简易原位加热专用装置,该装置主要由温控器、样品池、固定架组成,它具有结构简单、操作容易的特点。本文介绍该装置的基本结构、特点并采用该装置进行原位加热干燥褐煤实验,通过分析实验结果验证装置的可行性。
小角X射线散射 样品池 原位加热 SAXS sample cell in situ heating
1 北京大学物理学院, 北京 100871
2 量子物质科学协同创新中心, 北京100871
为了开展超高真空拉曼光谱学的研究,我们自主研制了超高真空拉曼光学显微镜.该显微镜作为一个独立单元,可安装到超高真空系统上,对其中的样品进行光学显微成像和微区拉曼散射光的提取和汇集.配合一台JY iHR550光谱仪所做的光谱测试表明,该显微镜对拉曼散射光的提取和汇集能力在光谱分辨、信噪比和低波数性能等方面均已达到国际商用仪器的水平.将此显微镜集成到一套超高真空系统上,初步研究了加热、通电对石墨烯拉曼光谱的影响和石墨烯的光电效应,得到了令人满意的实验结果.
拉曼光谱 拉曼光学显微镜 超高真空 石墨烯 Raman spectrum Raman optical microscope ultrahigh vacuum graphene
