1 上海第二工业大学智能制造与控制工程学院，上海 201209
2 上海第二工业大学计算机与信息工程学院，上海 201209
叶绿素的检测和监测在植物生理、水质状况、农业管理和生态系统健康等方面具有重要意义。笔者设计了一种基于微波光子滤波器（MPF）射频强度的叶绿素检测系统，该系统利用叶绿素质量浓度变化导致光纤端面反射率发生变化的原理，根据射频强度与叶绿素质量浓度之间的关系，实现对叶绿素的检测。该系统具有体积小、抗干扰能力强的特点，而且可以实现长距离检测。在该系统中，宽谱光源、微波信号源、掺铒光纤放大器、电光调制器、隔离器、光耦合器、光电探测器、频谱仪、光纤等构成了迈克耳孙干涉仪结构的微波光子滤波器。提取不同蔬菜的叶绿素溶液，采用该系统对叶绿素溶液进行检测，验证了其在植物叶绿素检测方面的可行性。采用该系统检测了叶绿素实验原液以及由叶绿素标准溶液配制的不同质量浓度梯度的叶绿素溶液，验证了射频强度与叶绿素质量浓度之间存在较好的线性关系，其中最大射频强度与叶绿素质量浓度的线性拟合度（R2）达到了0.9741，灵敏度为0.007881 dB/（μg·L-1），最小射频强度与叶绿素质量浓度的线性拟合度达到了0.9841，灵敏度为0.02258 dB/（μg·L-1）。上述实验结果表明该系统在高质量浓度叶绿素和低质量浓度叶绿素情况下均具有较好的传感性能。
传感 叶绿素 叶绿素质量浓度检测 微波光子滤波器 微波光子传感 光纤传感 中国激光
2023, 50(21): 2107403
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国核电工程有限公司, 北京 100840
钼是动力堆乏燃料后处理产生的高放废液中主要的核素之一。MoO3在铁磷酸盐玻璃中的溶解情况以及MoO3含量变化对玻璃结构的影响是动力堆高放废液固化用铁磷酸盐玻璃配方研究的重点。在成分为60%P2O5-19%Fe2O3-8%Al2O3- 13%Na2O (摩尔分数)的基础玻璃中, 加入1%~8% (摩尔分数) MoO3, 采用熔淬法制备一系列样品。X射线衍射、电子探针显微分析用于物相和显微形貌分析, Raman光谱、X射线光电子能谱和Mssbauer谱用于结构分析。MoO3实际含量小于等于6.38%时, Mo可以完全溶入到玻璃结构中, 不形成析晶和分相。MoO3含量大于等于4%时, Mo离子以［MoO6］结构存在并形成Mo-O-P键。Q1和Q2单元是玻璃相中的主要结构, 且Q1单元的相对含量随着MoO3含量增加。随着MoO3含量增加, Fe3+相对含量略有减少, 而Mo离子价态不变。
钼 铁磷酸盐玻璃 玻璃结构 价态 molybdenum iron phosphate glass glass structure valence state
1 中国科学院上海光学精密机械研究所，强激光材料重点实验室，中国 上海 201800
2 日本电气硝子株式会社(NEG)美国分公司，美国北卡罗来纳 28150
3 中国核电工程有限公司，中国 北京 100840
介绍了加和法、相图法、Priven法、拓扑束缚理论、分子动力学模拟、机器学习及数理统计模拟等7种玻璃成分性质模拟方法，总结了各模拟方法的主要理论依据、模拟过程及应用现状。加和法可进行多种玻璃物理性质的预测，相图法在二、三、四元硅酸盐、硼酸盐及硼硅酸盐玻璃体系上的运用较为成熟，Priven法结合了玻璃结构、热力学方程及计算机模拟，拓扑束缚理论目前应用于氧化物和硫化物体系个别性质的模拟，分子动力学模拟亦应用于多种玻璃体系中的分子结构分析和相关性质预测，机器学习能充分利用文献中提供的大量数据来模拟复杂玻璃性质。目前数理统计模拟法已用在建立复杂玻璃体系中的成分(C)-结构(S)-性质(P)的相关数学模型，包括硅酸盐，硼硅酸盐和磷酸盐玻璃。较传统的C-P统计模拟方法，C-S-P统计模拟法能对复杂玻璃体系提供更精准的性质评估，有助于新型玻璃开发。
加和法 相图法 Priven法 拓扑束缚理论 分子动力学模拟 机器学习 数理统计模拟 additive method phase diagram-based method priven method topological theory molecular dynamics simulations machine learning mathematical statistical modeling
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing100049, China
This paper investigates the monolithic edge-cladding process for the elliptical disk of N31-type Nd-doped phosphate laser glass, which will be utilized under liquid cooling conditions for high-power laser systems. The thermal stress, interface bubbles and residual reflectivity, which are due to high-temperature casting and bonding during the monolithic edge-cladding process, are simulated and determined. The applied mould is optimized to a rectangular cavity mould, and the casting temperature is optimized to 1000°C. The resulting lower bubble density makes the mean residual reflectivity as low as 6.75 × 10-5, which is enough to suppress the amplified spontaneous emission generated in the Nd-glass disk, and the resulting maximum optical retardation is converged to 10.2–13.3 nm/cm, which is a favourable base for fine annealing to achieve the stress specification of less than or equal to 5 nm/cm. After fine annealing at the optimized 520°C, the maximum optical retardation is as low as 4.8 nm/cm, and the minimum transmitted wavefront peak-to-valley value is 0.222 wavelength (632.8 nm). An N31 elliptical disk with the size of 194 mm × 102 mm × 40 mm can be successfully cladded by the optimized monolithic edge-cladding process, whose edge-cladded disk with the size of 200 mm × 108 mm × 40 mm can achieve laser gain one-third higher than that of an N21-type disk of the same size.
interface bubble monolithic edge-cladding process N31-type Nd-doped phosphate laser glass residual reflectivity stress birefringence High Power Laser Science and Engineering
2022, 10(2): 02000e14
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室，上海 201800
2 中国科学院大学，北京 100049
3 中国核电工程有限公司，北京 100840
Joule加热陶瓷炉玻璃固化技术因其熔炉尺寸不受限制、单位时间内玻璃产率高、贵金属相容性好等优势，在高放废液玻璃固化领域占据主要地位。介绍了美、俄、德、日等国的Joule加热陶瓷炉工程应用情况和Joule加热陶瓷炉的各项关键单元技术研究进展。未来Joule陶瓷炉玻璃固化技术的发展重点为在研发关键材料(耐火材料、合金材料)的基础上，根据高放废液成分，设计高熔池温度、高玻璃产率、贵金属相容性好的Joule加热陶瓷炉，以提高高放废液玻璃固化的减容比和经济性。
Joule加热陶瓷炉 玻璃固化 放射性废物 固化体 Joule heated ceramic melter vitrification radioactive waste waste form
采用(E)-4-二腈亚甲基-2-叔丁基-6-(1,1,7,7-四甲基久洛尼定乙烯基)吡喃(4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran, DCJTB)分散到PMMA中作为色转换膜(CCL), 分别结合纯蓝光和蓝绿光器件为激发光源制备得到了白光有机发光器件(WOLED)。研究结果表明, 使用发光层结构为mCP∶Firpic(10 nm)/ mCP(1 nm)/mCP∶4CzIPN(1.5 nm)的蓝绿光器件作为激发光源时, 制备得到的WOLED性能明显优于使用纯蓝光进行激发的WOLED性能, 其最大电流效率(CE) 为15.44 cd/A、显色指数(CRI) 77、色坐标(0.320 6,0.369 5)、色转换效率(CCE) 52%。为了进一步展宽电致发光(EL)光谱并提高CRI, 将DCJTB和无机荧光粉Sr2Si5N8∶Eu2+按一定比例混合后分散到PMMA中, 制备得到复合CCL并将其以不同的速率旋涂到蓝绿光器件背面。结果表明, 掺入Sr2Si5N8∶Eu2+后白光OLED的CRI获得明显改善, 这是由于通过对CCL厚度的调控, 使得掺杂后CCL的红光峰逐渐红移从而引起EL光谱更进一步地展宽; 并且当旋涂速率为750 r/min时, 获得的WOLED具备最佳的CCL厚度及EL性能, 其最大CE、CRI、色坐标、CCE分别达到11.29 cd/A、82、(0.320 6,0.369 5)和34%。
有机发光器件 高质量白光 复合色转换膜 organic light emitting diode(OLED) high-quality white light hybrid color-conversion layer
1 中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
硬包边是激光钕玻璃减少放大自发辐射和抑制寄生振荡的包边技术之一,残余应力是硬包边的一个重要参数。详细描述了激光钕玻璃硬包边过程中残余应力的来源,并利用有限元分析软件COMSOL Multiphysics,对硬包边浇注熔接过程中不同膨胀系数匹配条件和不同包边玻璃浇注温度下的残余应力分布进行了数值模拟。结果显示,激光钕玻璃和包边玻璃的膨胀系数差异愈小,产生的残余应力愈小;包边玻璃浇注温度愈高,则产生的残余应力愈大。硬包边实验结果表明:包边玻璃的膨胀系数和激光钕玻璃的膨胀系数愈相近,则残余应力就愈小,当包边温度在700~1200 ℃范围内时,残余应力随着包边温度的增加而增大。模拟结果与实验结果吻合,所以在硬包边的浇注熔接过程中,为了使残余应力最小,最佳策略是激光钕玻璃的膨胀系数和包边玻璃的膨胀系数尽量接近甚至相等,且包边温度尽量低。
材料 激光钕玻璃 硬包边 有限元分析 激光元件 应力双折射率 残余应力
Author Affiliations
Abstract
The effects of bismuth doping content and temperature on the absorption property and near-infrared (NIR) luminescence of Bi-doped La2O3-Al2O3-SiO2 (LAS) glasses are presented. The emission intensity reaches the maximum when the Bi2O3 content in 3.0Bi-LAS is 1.83%. The emission spectra reach their peaks at 1 190 and 1 117 nm, with full-width at half-maximum (FWHM) values of 330 and 228 nm under 500 and 700-nm excitations, respectively. As the Bi2O3 content increases, the peak wavelengths and FWHMs of emission bands increase, but their lifetimes decrease. The lifetime of 2.0Bi-LAS is 460 μs at 9 K, and is almost temperature independent until 350 K. The NIR emission of Bi in the system has strong resistance to thermal quenching from 9 to 350 K.
160.0160 Materials 160.2750 Glass and other amorphous materials 070.4790 Spectrum analysis Chinese Optics Letters
2012, 10(11): 111602
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy (East China Normal University), Department of Physics, and Department of Biology, East China Normal University, Shanghai 200062
Raman spectroscopy has strong potential for providing non-invasion diagnosis of cancers. In this paper, micro-Raman spectroscopy is used to diagnose one most common liver cancer, hepatocellular carcinoma (HCC). The statistical analyzes, including t-test, principal component analysis (PCA), and linear discriminant analysis (LDA), are performed on the Raman spectra of malignant and normal hepatocytes. The t-test-LDA results show that the 786- and 1004-cm^{-1} bands of the malignant and normal hepatocytes are significantly different, and PCA-LDA results show an overall accuracy of 100% for the Raman spectroscopic identification of normal and malignant hepatocytes in our experiment.
拉曼光谱 肝细胞癌 t-检验 主成分分析 线性判别分析 300.6450 Spectroscopy, Raman 170.5660 Raman spectroscopy 170.1530 Cell analysis Chinese Optics Letters
2009, 7(1): 0160
