1 中国计量大学光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018 中国计量科学研究院热工计量科学研究所, 北京 100029
2 中国计量科学研究院热工计量科学研究所, 北京 100029
3 中国计量大学光学与电子科技学院, 浙江 杭州 310018
生物气溶胶是指含有细菌、 真菌、 花粉等生物性粒子的气溶胶。 生物气溶胶的传播会造成严重的危害, 对人体健康、 大气环境等有着潜在的影响。 此外, 在**活动中, 生物气溶胶还可作为生物战剂的释放方式。 因此, 对空气中生物气溶胶进行实时检测, 快速识别气溶胶种类, 判断生物气溶胶浓度、 危险程度等, 是降低致病性生物气溶胶暴露, 保护人员及环境安全, 以及防范生物恐怖袭击的重要手段。 基于荧光法的生物气溶胶实时检测系统利用生物粒子含有色氨酸、 酪氨酸、 核黄素等典型荧光基团, 通过激光诱导生物荧光基团产生特定的荧光光谱, 从而完成对生物气溶胶的检测和识别, 具有甄别气溶胶颗粒生物特性的同时, 获取其粒径尺寸及形态等物理特征的技术优势。 简要介绍了生物气溶胶及其实时检测的基本原理, 概述了生物气溶胶实时检测系统在三个方面的研究, 包括荧光激发光源的触发方式、 荧光激发光源类型以及信号采集系统。 最后, 对生物气溶胶实时检测系统的发展方向进行了探讨, 为后续生物气溶胶实时检测系统的研究开发提供了参考。
生物气溶胶 实时检测系统 荧光法 光散射法 Bioaerosols Real-time detection system Fluorescence Light scattering 光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2339
Author Affiliations
Abstract
Centre for THz Research, China Jiliang University, Hangzhou 310018, China
We propose and experimentally demonstrate a high quality (Q)-factor all-silicon bound state in the continuum (BIC) metasurface with an imperforated air-hole array. The metasurface supports two polarization-insensitive BICs originated from guided mode resonances (GMRs) in the frequency range of 0.4 to 0.6 THz, and the measured Q-factors of the two GMRs are as high as 334 and 152, respectively. In addition, the influence of the thickness of the silicon substrate on the two resonances is analyzed in detail. The proposed all-silicon THz metasurface has great potential in the design and application of high-Q metasurfaces.
bound state in the continuum all-silicon metasurface high-quality factor terahertz Chinese Optics Letters
2023, 21(11): 113601
中国计量大学 太赫兹技术与应用研究所, 杭州 310018
为了研究基于连续谱束缚态(BIC)高品质因子Q谐振, 提出了由双空心硅圆柱体组成太赫兹全介质超表面。采用数值模拟方法对结构的透射光谱及电磁场图进行了分析, 并利用本征模分析的方法研究了超表面结构参数对BIC频率的影响, 给出了该BIC超表面在太赫兹大频率范围工作的参数设计方法。结果表明, 在3.0THz左右实现了一个可调高Q环偶极Fano谐振; 本征模式的分析计算结果与入射电磁波模式的分析计算结果对称性不匹配,该超表面支持的是一个对称保护BIC。此研究为基于BIC的高Q超材料在超低阈值激光器件、非线性光学谐波产生及高灵敏度传感等领域的应用提供了理论参考。
光学器件 连续谱束缚态 多极子分析 全介质超表面 高Q谐振 太赫兹 optical devices bound state in the continuum multipole analysis all-dielectric metasurface high-Q resonance terahertz
1 中国计量科学研究院 光学与激光计量科学研究所，北京 100029
2 中国计量大学 光学与电子科技学院，浙江 杭州 310018
随着激光技术的快速发展，激光光源在光谱辐射和光学特性测量中得到了广泛的应用。与传统的灯光源相比，激光光源具有高功率、宽光谱和极低的波长不确定度等优点。建立了一套基于宽波段可调谐激光光源的光电探测器响应定标装置，其中激光光源的光谱覆盖范围为190 nm～4000 nm，激光脉冲宽度约130 fs，重复频率约80 MHz。为了避免高峰值功率脉冲光对探测器定标的影响并提高测量的线性度，利用光纤的固有特性成功研制了一种可将脉冲光转换成连续光的转换器。同时基于激光光源搭建了一套激光准直和扩束光路，在波长λ=550 nm时得到了非均匀性为0.29%的单色均匀辐射场。该单色均匀辐射场在高精度的探测器定标应用中具有重要的作用，围绕其搭建的定标测量装置在计量领域具有一定的参考价值。
可调谐激光 光学特性 光谱辐射 光电探测器 tunable laser optical properties spectral radiation photodetector
中国计量学院 光学与电子科技学院, 杭州 310018
利用严格傅里叶模式理论研究了不同基底折射率、入射角度、归一化周期、归一化沟槽深度对正弦型光栅微结构衍射效率的影响, 并分析了该光栅的衍射特性.基于标量衍射理论和等效介质理论, 分别计算了光栅周期远远大于和远远小于入射波长时, 正弦型光栅的衍射效率, 并与傅里叶模式理论的计算结果进行比较, 分析标量衍射理论和等效介质理论的有效性.结果表明：在垂直入射条件下, 当光栅基质材料折射率为1.5时, 标量衍射理论在光栅归一化周期大于5时, 能够准确计算光栅衍射效率, 误差小于3%; 当基底折射率增大到3.42时, 只有在光栅归一化周期大于10时, 标量衍射理论才有效, 误差小于5%; 当正弦型光栅透射光中只有0级衍射光传播时, 等效介质理论能够准确计算其透射率; 随着入射角度的增大, 标量衍射理论和等效介质理论的有效性都不同程度地降低.
衍射元件 亚波长器件 傅里叶模式方法 正弦型光栅 等效介质理论 标量衍射理论 Diffraction element Subwavelength component Fourier modal method Sinusoidal grating Effective medium theory Scalar diffraction theory 光子学报
2016, 45(7): 070705001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院强激光材料科学与技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院研究生院, 北京 100049
用离子束溅射的方法在红外石英玻璃基底上制备了Ta2O5/SiO2（1.064 μm波长下高透，2.128 μm波长下高反）波长分离膜，利用飞秒激光系统（输出波长为2 μm，脉宽为80 fs）测试了它的激光损伤情况，同时用光学显微镜和扫描电镜观察了样品的损伤形貌，根据不同能量作用下破斑面积与能量密度的关系拟合得到样品的损伤阈值。实验结果表明，2 μm飞秒激光作用在波长分离膜的损伤形貌为层状分布，破斑边缘比较清晰，没有热扩散和热传导现象，属于本征损伤。利用基于导带电子数密度的理论模型，并结合电场分布与带隙理论讨论了2 μm飞秒激光作用于光学薄膜的损伤机制，确定了损伤起源于高低折射率界面处的窄带隙材料。
薄膜 波长分离膜 2 μm飞秒激光 损伤阈值 损伤形貌
