1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院，安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室，安徽 合肥 230031
为了促进激光诱导击穿光谱技术（LIBS）在土壤重金属元素检测中的应用，提高重金属元素检测灵敏度，研究向土壤样品中掺杂不同比例NaCl粉末对重金属Cd元素LIBS光谱增强效果，结果表明：向土壤样品中掺杂NaCl粉末可以显著提高Cd元素特征谱线强度。当NaCl掺杂质量分数为90%时，Cd元素2条特征谱线Cd 214.441 nm、Cd 228.802 nm的检测限分别从30.57 mg/kg降低至1.526 mg/kg、从28.12 mg/kg降低至2.501 mg/kg。计算等离子温度和电子密度，二者均随着NaCl掺杂质量分数的增加而逐渐升高，掺杂NaCl可以有效提高激光与土壤的耦合效率，增加土壤的烧蚀量，从而增强Cd元素光谱强度，该研究结果对LIBS在微量重金属检测中的应用具有重要的参考意义。
激光诱导击穿光谱 土壤Cd元素 NaCl掺杂 等离子体温度 电子数密度 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1730006
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院，安徽 合肥 230026
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室，安徽 合肥 230031
4 合肥学院生物食品与环境学院，安徽 合肥 230601
土壤作为多环芳烃类有机污染物的主要环境归宿，使用传统色谱和荧光光谱分析方法对残留在其中的多环芳烃进行检测常存在局限性，难以满足动态快速监测土壤污染状况的实际需求。为了实现对土壤多环芳烃的快速检测，设计搭建255 nm紫外LED诱导荧光光谱检测系统，以?、荧蒽、菲和芘4种多环芳烃为研究对象，探讨了不同土壤类型中多环芳烃的LED诱导荧光特性，验证了LED诱导荧光快速检测方法应用于土壤多环芳烃污染物检测的可行性。实验结果表明，在一定的浓度范围内，标准黄土、高岭土中多环芳烃在特征荧光峰处的荧光强度与浓度均呈现出良好的线性相关性（R2>0.98）。在对受多环芳烃污染的实际土样进行检测时，通过建立定点波长浓度反演模型来实现对多环芳烃浓度的定量分析，测试集浓度预测的相对误差基本在理想范围内，对不同多环芳烃土样的平均相对误差最大不超过15.5%。
土壤 多环芳烃 诱导荧光光谱 紫外发光二极管 定量检测 光学学报
2023, 43(18): 1812003
强激光与粒子束
2023, 35(6): 062002
强激光与粒子束
2023, 35(6): 062001
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
4 中国电子科技集团公司第五十四研究所光通信研发中心，河北 石家庄 050081
基于微环谐振腔和光纤布拉格光栅，利用相位-强度调制，实现了三种滤波响应可切换微波光子滤波器。通过改变光纤布拉格光栅反射谱、微环谐振腔陷波和光载波三者之间的相对波长，微波光子滤波器的滤波响应可以在带通、平顶带通和高通之间切换。制备了欧拉微环并搭建了微波光子滤波器系统，实现了上述三种响应。三种响应的带宽均具有一定的调谐能力，其调谐范围分别为5.56~7.68 GHz、6.23~11.92 GHz和5.83~10.86 GHz。三种响应下微环的插入损耗均小于10 dB。可切换的滤波响应使该微波光子滤波器具有更高的灵活性，在频率测量、杂散抑制等场景中具有广阔的应用空间。
集成光学 微波光子滤波器 微环谐振腔 光纤布拉格光栅 响应可切换 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0913001
Author Affiliations
Abstract
1 The State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
3 Sino-Danish Center for Education and Research, Sino-Danish College University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
4 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
The in-plane anisotropy of transition metal trichalcogenides (MX3) has a significant impact on the molding of materials and MX3 is a perfect choice for polarized photodetectors. In this study, the crystal structure, optical and optoelectronic anisotropy of one kind of quasi-one-dimensional (1D) semiconductors, ZrSe3, are systematically investigated through experiments and theoretical studies. The ZrSe3-based photodetector shows impressive wide spectral response from ultraviolet (UV) to near infrared (NIR) and exhibits great optoelectrical properties with photoresponsivity of 11.9 mA·W-1 and detectivity of ~106 at 532 nm. Moreover, the dichroic ratio of ZrSe3-based polarized photodetector is around 1.1 at 808 nm. This study suggests that ZrSe3 has potential in optoelectronic applications and polarization detectors.The in-plane anisotropy of transition metal trichalcogenides (MX3) has a significant impact on the molding of materials and MX3 is a perfect choice for polarized photodetectors. In this study, the crystal structure, optical and optoelectronic anisotropy of one kind of quasi-one-dimensional (1D) semiconductors, ZrSe3, are systematically investigated through experiments and theoretical studies. The ZrSe3-based photodetector shows impressive wide spectral response from ultraviolet (UV) to near infrared (NIR) and exhibits great optoelectrical properties with photoresponsivity of 11.9 mA·W-1 and detectivity of ~106 at 532 nm. Moreover, the dichroic ratio of ZrSe3-based polarized photodetector is around 1.1 at 808 nm. This study suggests that ZrSe3 has potential in optoelectronic applications and polarization detectors.
Journal of Semiconductors
2022, 43(10): 102001
1 中国科学院半导体研究所 光电子研究发展中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
针对光载无线通信(RoF)系统对高增益、小型化光接收模块(ROSA)的需求, 基于混合集成技术, 设计并制作了一种高增益的四通道ROSA器件, 尺寸为20.0mm×14.0mm×5.9mm。模块内集成了低噪声放大器(LNA)芯片以提高射频信号增益, 建立了射频信号传输电路, 并对器件特性进行了仿真分析。经测试, 器件的射频信号增益达14dB, -3dB带宽为23GHz, 在1550nm波长的入射光下, 器件的响应度为0.81A/W, 相邻信道之间的射频信号串扰小于-40dB。该模块对于减小RoF系统的体积和功耗具有重要意义。
光接收模块 光电探测器 低噪声放大器 增益 低串扰 receiver optical subassembly photodetector low noise amplifier gain low crosstalk
中国电子科技集团公司第二十六研究所，重庆 400060
该文研制了一款频率3, 4 GHz的S波段声表面波(SAW)滤波器。该滤波器采用一种由新型谐振器构成的阻抗元结构，能提升抗热释电静电损伤能力，用时可在一定程度上提升器件的功率承受能力。同时研制了尺寸为2, 0 mm×1, 6 mm的芯片级封装(CSP)基板。采用倒装焊工艺实现了芯片与CSP基板的电连接，降低了电磁寄生影响。结果表明，研制的SAW滤波器频率为3, 408 GHz，插损为2, 23 dB，8 GHz远端阻带大于30 dB，且实测的功率承受能力达到30 dBm。
声表面波(SAW)滤波器 S波段 芯片级封装(CSP) surface acoustic wave(SAW) filter S band chip scale packaging(CSP)
中国工程物理研究院激光聚变研究中心 四川 绵阳 621900
在大口径片状放大器系统中，非对称泵浦导致经过增益介质的激光束发生动态漂移。研究了泵浦场对称性(用钕玻璃长度方向中心左右两侧的泵浦能量比值表征)对光束动态漂移的影响，建立了理论模型并开展了实验研究。实验结果表明，当增益介质泵浦场的对称性约为1.038∶1时，泵浦致光束的动态波前倾斜值约为0.98λ(波长为1053 nm的激光经过六张钕玻璃片后的累积波前畸变量，λ=1053 nm)，375 mm光束口径下激光单次经过单钕玻璃片的动态漂移角度约为0.32 μrad，与理论模型吻合较好。激光装置全链路的分析结果表明，在基于反转器的四程放大构型中，累积的动态波前倾斜峰谷值约为2.78λ，漂移比例(漂移量与30倍衍射极限下的小孔直径的比值)约为2.14%。
激光器 片状放大器 泵浦对称性 动态漂移 模拟计算 实验研究
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 国家环境保护环境光学监测技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
针对傅里叶变换红外光谱仪因信号噪声干扰较大而导致仪器性能下降的问题, 提出了一种基于巴特沃斯带通滤波器的傅里叶变换红外光谱处理方法。首先对带通滤波电路的传递函数进行了理论推导, 随后结合光谱仪参数并经电路软件 Multisim 仿真确定电路元件的具体值, 并通过实验进一步优化直至满足设计要求指标, 最后将设计的带通滤波器用于光谱仪中, 对比分析了增加滤波板前后测量得到的仪器信噪比。实验结果表明: 基于巴特沃斯滤波器的红外光谱处理方法在 2100 ～ 2200 cm-1和 2500 ～ 2600 cm-1 波段得到的仪器信噪比分别为未加滤波器由传统处理方法得到的仪器信噪比的 1.83 倍和 1.96 倍。表明新处理方法有效提高了仪器信噪比, 改善了仪器的性能指标。
光谱学 傅里叶变换红外光谱 巴特沃斯带通滤波器 幅频特性 信噪比 spectroscopy Fourier transform infrared spectroscopy Butterworth bandpass filter amplitude-frequency characteristic signal to noise ratio
