Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Department of Physics, Peking University, Beijing 100871, China
2 Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics & Collaborative Innovation Center of Quantum Matter & Beijing Academy of Quantum Information Sciences, Peking University, Beijing 100871, China
3 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
4 Peking University Yangtze Delta Institute of Optoelectronics, Nantong 226010, China
5 Hefei National Laboratory, Hefei 230088, China
Hybrid metal-dielectric structures combine the advantages of both metal and dielectric materials, enabling high-confined but low-loss magnetic and electric resonances through deliberate arrangements. However, their potential for enhancing magnetic emission has yet to be fully explored. Here, we study the magnetic and electric Purcell enhancement supported by a hybrid structure composed of a dielectric nanoring and a silver nanorod. This structure enables low Ohmic loss and highly-confined field under the mode hybridization of magnetic resonances on a nanoring and electric resonances on a nanorod in the optical communication band. Thus, the 60-fold magnetic Purcell enhancement and 45-fold electric Purcell enhancement can be achieved. Over 90% of the radiation can be transmitted to the far field. For the sufficiently large Purcell enhancement, the position of emitter has a tolerance of several tens of nanometers, which brings convenience to experimental fabrications. Moreover, an array formed by this hybrid nanostructure can further enhance the magnetic Purcell factors. The system provides a feasible option to selectively excite magnetic and electric emission in integrated photonic circuits. It may also facilitate brighter magnetic emission sources and light-emitting metasurfaces with a more straightforward design.
Purcell effect magnetic emission hybrid structures Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 103602
1 太原科技大学 应用科学学院 太原 030024
2 江西中医药大学 现代中药制剂教育部重点实验室, 南昌 330004
为了实现中药浊度在线精确测量, 采用频谱分析法, 将样品透射光和散射光信号的频谱特征与浊度之间建立联系, 研究了一种低成本中药浊度在线传感器。将近红外发光二极管作为传感器的光源, 通过FDS100光电二极管进行光电信号转换, 经跨阻放大器和低通滤波器处理后由模数转换器转为数字信号, 采用STM32F405单片机进行快速傅里叶变换和浊度反演；应用梯度稀释法制备了16组0NTU~1000NTU的福尔马肼标准浊度液对传感器做标定与验证实验, 并测试了当归精油浊度的线性度。结果表明, 透射和散射信号的3次谐波、5次谐波分量的幅值比值与浊度的线性拟合相关系数各为0.9883和0.9946；传感器的最小误差为0.471%, 最大误差为3.768%；当归精油浊度的线性拟合度为0.99176, 达到了精油提取、浓缩及干燥的实时在线测量需求。该传感器在中药的制造加工和质量监测中具有一定的应用价值。
信号处理 中药浊度传感器 频谱分析 方波激励 吸收光谱 signal processing turbidity sensor for TCM spectrum analysis square excitation absorption spectrum
1 中国科学院光电技术研究所， 四川 成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
3 中国科学院研究生院， 北京 100049
4 华南理工大学电子与信息学院， 广东 广州 610540
针对接近接触式光刻技术的特点，提出了一种实用的反射式光刻对准方案。方案采用差动叠栅条纹对准技术，以叠栅条纹相位作为对准信号的载体。在掩模和硅片上分别设计两组位置相反、周期接近的光栅对准标记。电荷耦合器件(CCD)成像系统接收叠栅条纹图像，采用傅里叶变换提取叠栅条纹相位，得到掩模与硅片的相对位置关系。设计的标记可同时探测横纵方向的对准偏差。给出了合理的光路设计方案,详细分析了整个系统对准的内在机制，建立了可行的数学模型。研究表明，当对准偏差小于1 pixel时，最大误差低于0.002 pixel。与透射式光路对比，该方案更具有实用性，满足实际对准的要求。
光栅 光刻对准 反射式光路 叠栅条纹 光栅标记
1 中国科学院光电技术研究所， 四川成都 610209
2 电子科技大学光电信息学院， 四川 成都 610054
3 中国科学院研究生院， 北京 100049
针对数字投影光刻技术大面积图形曝光的需求，提出了一种基于灰度模板调制的图形拼接方法，包括图形分割、模板设计、子图形灰度调制、子图形曝光4个步骤。图形曝光前，需要将曝光图形分割为多帧大小为1024 pixel×768 pixel的多个子图形，然后每个子图形与对应模板相乘，实现曝光子图形的预处理。基于数字微镜(DMD)对灰度图形的调制原理，设计了可行的边界灰度调制模板。给出了图形分割的基本方法以及模板设计的原则。计算机仿真实验展示了图形拼接的过程。实验结果表明，该方法能较好地解决大面积图形曝光存在的拼接问题，改善了图形刻蚀的质量。
图像处理 图形曝光 图形拼接 无掩模光刻 数字微镜 灰度调制
