1 五邑大学应用物理与材料学院，江门 529020
2 广东省科学院中乌焊接研究所，广州 510651
采用射频磁控溅射技术在硅衬底上制备了锰钴镍氧(Mn-Co-Ni-O, MCNO)薄膜并进行了后退火处理。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、光学测试仪器等测试手段对晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征。分析了不同射频溅射功率(60~100 W)对MCNO薄膜表面微观形貌、晶体结构和光学性能的影响。结果表明，在60~90 W下获得的薄膜表面致密且均匀，但在100 W下获得的MCNO薄膜表面晶粒尺寸显著增大。物相分析表明，采用射频磁控溅射沉积的MCNO薄膜主要为尖晶石结构，溅射功率对薄膜结晶质量和择优取向具有显著影响，在80 W下获得的MCNO薄膜结晶质量最佳。同时，拉曼光谱测试也表明该MCNO薄膜表现出最强的Mn4+-O对称弯曲振动和最小的压应力。紫外-可见-近红外光谱分析表明，MCNO薄膜的吸光范围主要在可见光-近红外波段，在80~90 W溅射功率下获得的MCNO薄膜在近红外波段表现出更强的吸收峰。射频溅射功率的改变会影响薄膜的厚度和结晶质量，从而对薄膜的光学带隙起到调控作用。光致发光光谱测试不同溅射功率下薄膜的缺陷峰发光强度，且在功率为80 W时沉积的薄膜具有最强紫外发射峰，表明改变溅射功率能够有效改善薄膜缺陷及提高晶体质量。
锰钴镍氧薄膜 射频磁控溅射 后退火 溅射功率 结构性能 光学性能 manganese cobalt nickel oxide thin film radio frequency magnetron sputtering post-annealing sputtering power structural property optical propery
1 五邑大学 应用物理与材料学院，广东 江门 529020
2 广东省科学院 中乌焊接研究所，广东 广州 510651
采用高真空射频磁控溅射法在硅Si（111）衬底上沉积氧化镓（β?Ga2O3），开展了溅射温度对Ga2O3微观结构及光学性能影响的研究，利用 X 射线衍射、扫描电子显微镜、荧光光谱仪等测试手段对Ga2O3晶体结构、表面形貌及光学性能进行表征分析。实验结果表明，在高纯Ar气环境下，所沉积的Ga2O3形貌差异与不同溅射温度下Ga2O3生长机理有关，当溅射温度达到300 ℃时，Ga2O3发生热分解，形成金属Ga团簇；当溅射温度达到400 ℃时，金属Ga团簇作为催化剂触发Ga2O3纳米线的自催化生长。光致发光（PL）光谱中，Ga2O3样品在300~700 nm波长范围内显示出4个位于紫光、蓝光、绿光区域的发射峰，在溅射温度为400 ℃下形成的Ga2O3纳米线发射峰显著增强，并且发生轻微的蓝移，纳米结构中较大的比表面积以及量子尺寸效应对Ga2O3的荧光发射（PL）性能具有重要影响。拉曼光谱（Raman）显示，随着溅射温度升高，Ga2O3晶体质量有所提高；在溅射温度为400 ℃下形成的纳米线出现新的拉曼振动模式，并且发生18 cm-1的蓝移。
射频磁控溅射 Ga2O3 结构性能 光学性能 RF magnetron sputtering gallium oxide structural properties optical properties
沈阳建筑大学信息与控制工程学院, 辽宁 沈阳 110168
准确、快速地提取结构光条纹中心是三维测量系统中的关键问题。针对现存的结构光条纹中心提取精度与速度之间的矛盾,提出一种全新的基于海森(Hessian)矩阵与区域增长相结合的激光条纹中心提取方法。采用自适应阈值法提取图像的感兴趣区域,利用灰度值最大法确定像素级条纹中心的初始位置;利用Hessian矩阵求取初始点法线方向上的亚像素级光条中心点;将光条中心点作为种子点进行区域增长迭代运算,从而精确提取条纹中心。区域增长算法解决了传统方法中存在的大量高斯卷积运算的问题,提高了条纹中心的提取速度。实验结果表明,该算法提取的条纹中心准确度高,满足三维测量系统中实时在线的要求。该算法的均方差相比于灰度重心法降低了2.02 pixel,提取速度相比于Steger法提高了40倍。
测量 结构光 条纹中心提取 区域增长 海森矩阵 激光与光电子学进展
2019, 56(2): 021203
1 西安交通大学 理学院, 陕西 西安710049
2 西南科技大学 材料科学与工程学院, 四川 绵阳621010
3 西安交通大学第一附属医院, 陕西 西安710061
碳量子点作为光功能组分和纳米载体用于构筑磁共振-荧光双模态分子探针的研究才刚刚开始。本文首次以兼作Gd3+源和碳源的钆喷酸单葡甲胺为前驱体,研究了热裂解温度、保温时间和加热速率对前驱体碳化程度、所得产物量子产率和Gd3+掺杂量的影响。结果显示,前驱体在经历合理的热裂解条件(热裂解温度不高于350 ℃)后,可简便地制得Gd3+螯合物掺杂的碳量子点。该碳量子点除了具有优异的发光能力外(量子产率~7.6%),还表现出磁共振响应(纵向弛豫率~6.5 mmol-1·L·s-1),可用作磁共振-荧光双模态分子影像探针。
碳量子点 Gd3+螯合物 荧光 磁共振 分子影像探针 carbon quantum dots Gd3+ chelates fluorescence magnetic resonance molecular imaging probe
1 抚顺石油化工研究院九室, 辽宁 113001
2 辽宁石油化工大学应用化学系, 辽宁 113001
采用微波消解处理样品,以硫脲为预还原剂硼氢化钾为还原剂,氢化物发生原子荧光法测定重油中的砷和汞。采用微波消解方法进行样品处理,其结果表明,方法具有高效快速、试剂消耗量少、节能、环保等优点。考察了预还原剂硫脲和抗坏血酸对测定结果的影响。考察了酸度、还原剂浓度、基体效应、光电倍增管负高压、原子化器高度、灯电流和载气流量的影响,优化操作条件。测定砷和汞的线性范围分别为2～12μg/L和0.2～1.2μg/L,线性回归方程为If=a＊c+b(c:μg/L),相关系数分别为0.9998和0.9981,砷和汞的检出限分别为0.009μg/L和0.007μg/L,对7个样品进行回收实验,砷、汞的回收率分别为90%～109%、92%～105%准确度较高;11次测定的标准偏差小于5%,精密度较好。本方法用于重油中砷和汞分析,可满足科研和生产需要。
微波消解 发生原子荧光法 微波消解 重油 砷 汞 microwave digestion AFS heavy oil arsenic mercury
1 北京邮电大学 电子工程学院，北京 100876
2 沈阳大学 物理学院，沈阳 110044
理论分析了光纤光栅调谐量与光纤应力和拉伸系数间的关系，实验研究了环行腔掺铒光纤激光器的最佳输出耦合比、调谐波长与新型可调谐光纤光栅挤压长度的关系以及不同耦合比对激光线宽和调谐范围的影响。在最佳输出耦合比为9∶1时得到3．8mW最大激光输出功率，在耦合比为7∶3时最大调谐范围为7．85nm。
光纤激光器 可调谐光纤光栅 fiber laser tunable fiber grating
哈尔滨工业大学,机电工程学院,黑龙江,哈尔滨,150001
采用光纤测量技术实现航空叶轮泵高速转轴径向振动的检测,对检测系统的工作原理做了详细介绍.设计了新型的光纤测头,提出相应的补偿方案,并对补偿机理进行了详细的分析.对测试系统的特性进行了研究,得出位移特性调制函数表达式,给出了仿真曲线.理论计算和仿真分析表明,该测试系统能有效地消除因光源光强波动、光纤弯曲损耗、表面反射率等因素对输出特性的影响,可以在叶轮泵内部电磁干扰严重和高温等恶劣环境下实现对高速转轴径向振动的检测.实验测试结果表明,随着转轴转速由1 000 r/min提高到10 000 r/min,径向振动幅值单调增加,这与实际情况相符合.
光纤传感 振动检测 补偿 高速转轴
哈尔滨工业大学,自动化测试与控制系,黑龙江,哈尔滨,150001
设计了用于旋转机械动静间隙测量的三层反射式同轴光纤束位移传感器.建立了光纤束传感器调制函数的数学模型,对影响传感器特性的参数,包括接收光纤纤芯半径b0、发射光纤和接收光纤的轴间距c、被测表面反射率变化等进行了仿真计算和分析,给出了系统的优化设计参数.以车削圆柱体为工件进行了动态测试,测试结果表明,该传感器有效抑制了光源波动和测量点不同对测量结果的影响,满量程范围内误差小于1%,满足了设计要求.
光纤束传感器 调制函数 影响参数
哈尔滨工业大学自动化测试与控制系,哈尔滨,150001
讨论并建立了一种基于平行光束发射光强调制的光纤位移传感器,该传感器的入射和接收光纤的端部都用渐变折射率光纤(GRIN)制成的透镜耦合。入射光纤的渐变折射率光纤透镜发出的平行光束以一定入射角照射到试件表面,接收渐变折射率光纤透镜放置在入射光的镜面反射方向。详细分析了试件表面为镜面反射和朗伯反射时传感器的输出特性,由仿真计算可知,通过调整测头的结构参量,该传感器可获得较强的输出信号,适用于对测量范围和工作点有灵活要求的场合。
光纤光学 平行光束 渐变折射率光纤透镜 朗伯反射
哈尔滨工业大学自动化测试与控制系,黑龙江,哈尔滨,150001
介绍了光源与光纤耦合的几种方法以及球形光纤的制作方法,采用射线理论分析了圆球形端面多模光纤的端面效应,给出了半导体激光器(LD)与圆球形端面光纤耦合的应用实例.实验结果表明该方法结构简单、调整方便,有实际应用的潜力.
光纤耦合 圆球形光纤 半导体激光器
