1 南京邮电大学 电子与光学工程学院、柔性电子学院，南京 210023
2 江苏省特种光纤材料与器件制备及应用工程研究中心，南京 210023
锂电池内部的应力和温度变化难以监测是影响电池安全运行的最大隐患，提出采用光纤布拉格光栅传感技术，在锂电池内部植入光栅对电池阳极的温度和应力变化信息进行实时采集，实现了对锂离子电池阳极的原位监测，建立了电信号与光学传感信号之间的联系。实验结果表明，锂电池工作循环中，锂离子的脱嵌和嵌入会引起温度变化，对应传感器波长偏移达100 pm，温度上升11.1 ℃；在排除温度因素的影响后，循环电流的跳变会引起阳极收缩，产生的应力使波长漂移达21.96 pm，约为18.3 με。此外，研究了不同充放电速率对电池的影响，10 mA电流比2.5 mA电流时温度提高了2.8倍，应力提高了4.4倍。所植入光栅监测系统既可以高精度地测量电化学反应引起的温度、应力变化，同时解调速度快，有利于实时、准确监测锂电池的热失控及形变鼓包故障，研究结果有望为锂电池的安全使用提供有效的实验依据。
锂电池 光纤布拉格光栅 温度 应力 原位监测 Lithium battery Fiber Bragg grating Temperature Stress In-situ monitoring
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子（未来技术）学院，江苏 南京 210023
2 南京邮电大学材料科学与工程学院，江苏 南京 210023
提出了一种面向2.0 μm的新型异质螺旋包层结构的大模场单模光纤，基于坐标变换理论，采用有限元仿真技术，建立了三维螺旋光纤的二维仿真模型，分析了光纤的模式传输特性，得到了优化的光纤参数，使得基模传输损耗小于0.1 dB/m，高阶模传输损耗大于10.0 dB/m，单模芯径达66 μm，模场面积约为2360 μm2。当光纤弯曲时，螺旋狭缝宽度值减小到9 μm附近。螺距增加到26 mm、光纤弯曲半径最小为33 cm时，基模传输损耗为0.10 dB/m，高阶模传输损耗大于10.08 dB/m。所提出的螺旋结构大模场光纤的螺距较长，属于全固态结构，参数之间可相互协调，有利于光纤的制备和使用，模式分辨本领达到大模场单模光纤相关要求，有望在高功率光纤激光器中获得良好的应用。
光纤光学 大模场光纤 模式传输特性 弯曲损耗特性 光学学报
2022, 42(20): 2006005
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院，南京 210023
将银纳米线与不同浓度的羟丙基甲基纤维素以一步混合的方法制备导电银浆，旋涂并热压制备具有嵌入式结构的复合透明电极。分别改变银纳米线和羟丙基甲基纤维素的混合比例，研究其比例对电极光电性能、粗糙度和稳定性的影响。结果表明，一步法得到的导电银浆可以有效制备嵌入式结构透明电极，显著改善银纳米线电极的平整性和稳定性。电极中羟丙基甲基纤维素的增加对电极的光电性能影响较小，但是极大降低了电极的粗糙度。最优化电极的平均表面均方根粗糙度仅为4.6 nm。羟丙基甲基纤维素对银纳米线的保护使透明电极在强氧化环境和胶带测试下均可保持良好的稳定性。
银纳米线 羟丙基甲基纤维素 透明导电薄膜 低粗糙度 高稳定性 Silver nanowires HPMC Transparent conductive film Low roughness High stability
Author Affiliations
Abstract
College of Electronic and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
In this paper, we propose a compact plasmonic sensor structure comprised of a metal-dielectric-metal (MDM) waveguide, and a baffle plate in waveguide core and two side-coupled rectangular cavities. In this structure, two Fano resonances are achieved and can be tuned independently by changing the structural parameters of the cavities. Especially, when the resonant wavelengths of the two Fano resonances are the same, the sensing sensitivity can be enhanced by coupling between two Fano resonances. By investigating the transmission spectrum, the effect of structural parameters on Fano resonances and the refractive index sensitivity of the sensor structure are analyzed in detail. The numerical simulations demonstrate a sensitivity as high as 1295nm/RIU and a figure of merit of 1647.
Fano resonance MDM waveguide sensor Photonic Sensors
2019, 9(3): 205
1 南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210023
2 南开大学光学信息技术科学教育部重点实验室, 天津, 300071
3 南京先进激光研究院先进全固态激光技术研发中心, 江苏 南京 210038
受激布里渊散射(SBS)效应是影响单频窄线宽光纤激光放大器功率提高的重要因素。以白噪声作为射频信号源, 采用相位调制技术, 设计并搭建了一套三级主振荡功率放大全光纤激光系统。分析和研究了信号光频谱宽度与光纤放大器系统SBS阈值之间的关系, 通过改变白噪声信号的幅值, 实现精确控制信号光谱宽, 获得了中心波长为1030.93 nm、线宽为0.9 GHz、平均功率为90 W的窄线宽准连续激光输出, 相应的X方向与Y方向的光束质量因子分别为1.28和1.27。该研究为实现高功率单频窄线宽光纤激光器的产业化提供了可靠的理论和实验基础。
激光器 光纤激光器 相位调制 受激布里渊散射
南京邮电大学 光电工程学院 特种光纤材料制备及应用工程技术研究中心, 南京 210023
选用聚[9-(1-辛基壬基)-9H-咔唑-2,7-二基]-2,5-噻吩二基-2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基-2,5-噻吩二基](PCDTBT)作为电子给体, [6,6]-苯基-碳71-丁酸甲酯(PC71BM)作为电子受体, 分别以邻二氯苯(ODCB)、氯仿(CF)以及邻二氯苯/氯仿(ODCB/CF)不同比例混合溶剂作为活性层溶剂制备有机薄膜太阳电池, 研究了不同溶剂对光伏电池光电性能的影响。结果表明: 合适比例的ODCB/CF(1/1)作为溶剂对制备的光伏器件紫外吸收光谱和外量子效率曲线都起到了积极的作用, 此时器件能量转换效率最高, 为2.28%, 较单一溶剂ODCB下制备的器件效率提高了42%。通过原子力显微镜表征发现此时器件光活化层有较好的相分离。
有机太阳电池 形貌 混合溶剂 邻二氯苯 氯仿 organic solar cell morphology mixed solvents ODCB CF
