1 武汉城市学院，武汉 430083
2 湖南科技大学 土木工程学院，湘潭 411201
由于矿山环境的复杂性、监测传感器的误差和磁场的干扰，实测爆破振动信号不可避免地包含大量高频噪声。为有效去除噪声成分，引入相关均方根误差获得了具有自适应能力的CEEMD算法，对矿山爆破振动信号进行精细化分解，得到频率由大到小排列的固有模态函数(IMF)，对各IMF进行MPE随机性检测，将MPE值大于0.6的IMF成分去除，以达到去噪目的。将自适应CEEMD-MPE算法应用于矿山爆破振动信号去噪处理，研究结果表明：该算法具有较好的保真度和去噪效果，有效地去除了信号所含高频噪声成分，同时对真实振动信息影响较小。对比分析表明自适应CEEMD-MPE算法优于EMD-MPE和EEMD-MPE算法，验证了该算法的有效性。
矿山爆破 振动信号 去噪处理 自适应CEEMD mine blasting vibration signal denoising process adaptive CEEMD
武汉科技大学，煤炭转化与新型碳材料湖北省重点实验室，武汉 430081
氮化铁具有硬度高、熔点高、热导性高、耐腐蚀、安全无污染、电子导电性优异以及类铂的电子结构等优势，且其原材料资源丰富、成本低廉，在储能与电催化等众多领域中有着极大的应用前景。本文综述了铁基氮化物在结构、制备、性能和应用方面的研究进展，重点关注其制备方法和在储能领域(如锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池)、电催化领域(如氢析出反应、氧析出反应、氧还原反应)中的应用，同时对铁基氮化物存在的主要问题进行了总结，对其未来的研究方向和应用前景进行了展望。
铁基氮化物 复合材料 制备 储能 电催化 应用 iron-based nitride composite synthesis energy storage electrocatalysis application
1 中国电子科技集团公司光电研究院, 天津
2 空军研究院系统工程所, 北京
阐述了一种基于半球环形全景成像的紫外光学系统, 从大视场的需求角度出发, 设计了半球环形的全景成像光学系统, 该系统可以实现对180°(H)×40°(V)空域实现成像覆盖的需求, 系统适用于紫外成像, 由于紫外波段系统材料较少, 为减小系统像差, 在第一片镜片采用了镀膜折返式方式进行设计, 该设计不但实现了扩大系统视场接收范围的能力, 还具备了镜片数量少的特点。所设计的系统体积小, 覆盖面积广, 成像质量高, 有效的实现了环形大视场范围紫外图像获取。
半球 环形全景 紫外图像 half sphere overall view ultraviolet image
1 南京邮电大学电子与光学工程学院、微电子学院先进光子技术研究所, 江苏 南京 210023
2 江苏大学机械工程学院, 江苏 镇江 212013
根据光子晶体光纤多孔等特性,提出一种涡旋光传输的环形中空光子晶体光纤设计方案。利用有限元法对环形光纤结构参数进行优化设计,并分析光纤中多阶涡旋光的传输特性。具体分析结果表明,当光纤中心孔直径取5.6 μm,第一层空气孔直径取2.67 μm,最外层空气孔的直径取2.87 μm,孔间距取3.09 μm,在1.3~2 μm波段内,同一矢量模式组对应的HE模和EH模之间的有效折射率差最小超过3.04×10 -3,最大达到了1.55×10 -2,并且能应用于光纤较小弯曲情形(弯曲半径可以低至18 mm)。该光子晶体光纤能实现涡旋光模式稳定传输,为今后进一步研究并应用涡旋光奠定了良好的基础。
中国激光
2021, 48(11): 1105001
Author Affiliations
Abstract
1 Advanced Photonic Technology Laboratory, College of Electronics and Optical Engineering & College of Microelectronics, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210023, China
2 Optical Communications Laboratory, Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China
3 Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University, Birmingham B4 7ET, UK
The spectral characteristics and sensitivities of a tapered two-mode fiber sandwiched between two single-mode fibers are systematically investigated. Theoretical calculations reveal that a dispersion turning point (DTP) appears when the group effective refractive index (RI) difference between the fundamental mode and the higher-order mode equals zero; as a result, ultrahigh RI sensitivities can be achieved. Furthermore, the location of the DTP is strongly dependent on the tapering condition. Then, we experimentally demonstrate high sensitivities of the RI sensor with the waist diameter of ～4 μm by means of immersing it in a flow cell filled with glycerol solution. In further tracking of the resonant wavelength shift around the DTP, it is found that the proposed RI sensor exhibits a sensitivity of 1.81 × 104 nm/RIU and a limit of detection down up to 3.29 × 10 5 RIU in a liquid glycerol solution.
060.2370 Fiber optics sensors 060.2400 Fiber properties Chinese Optics Letters
2019, 17(11): 110604
南京邮电大学 电子与光学工程学院 先进光子实验室，南京 210023
鉴于对温度和折射率双参量同时监测的必要性，设计并实验研究了一种基于复合干涉仪结构的双参量传感器。通过级联单模光纤-空芯光纤-光子晶体光纤，同时形成了一个法布里-珀罗干涉仪和一个马赫-曾德干涉仪。通过同时观测反射光谱和透射光谱的变化，可以同时监测温度和折射率两种参量的变化。利用透射谱对折射率的敏感性和反射谱对温度的敏感性，通过实验测得该传感器的折射率灵敏度和温度灵敏度分别为127.46 nm/RIU和52.3 pm/℃，表明该传感器可以对环境折射率和温度同时进行监测，具有实际应用价值。
光子晶体光纤 折射率 光纤传感 PCF refractive index fiber sensor
南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210023
采用等离子体增强化学气相沉积法, 通过设置等离子体发生器的功率和生长时间来控制石墨烯的层数, 生长出了高质量和高透明度的石墨烯; 将3.7 nm厚度的石墨烯(约11层)涂覆在倾斜角度为8°的光纤光栅上进行实验, 测得光栅在折射率1.33附近的灵敏度达到－1.57161 RIU-1, 与未镀石墨烯的光栅相比, 灵敏度约提高20倍。在光纤光栅表面涂覆石墨烯可明显提高倾斜光栅在低折射率区域的灵敏度, 在生物、化学、食品安全和水环境监测等领域具有潜在应用价值。
传感器 折射率传感 倾斜光纤光栅 等离子体增强化学气相沉积法 石墨烯 中国激光
2017, 44(12): 1210001
根据激光与远红外共窗口成像系统的技术要求, 研制了一种波长分离膜, 实现通过共窗口的激光与远红外光分离成像, 即1 064 nm高反射、8~14 μm高透射.分析薄膜的微观结构, 研究了薄膜材料吸潮前后的折射率变化, 结合光学薄膜理论, 优化膜系结构.在薄膜应力的基础上, 优化膜层厚度, 提高薄膜牢固性.研制的分离膜, 1 064 nm反射率为99.71%, 8~12 μm平均透过率为97.1%, 12~14 μm平均透过率为90.1%, 满足户外环境中长期使用的要求.
波长分离膜 共窗口成像系统 聚集密度 折射率 应力分析 Wavelength separation coating Common-window imaging system Packing density Refractive index Stress analysis 光子学报
2017, 46(12): 1231001
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
随着**隐形、太阳能转换以及激光热处理等技术研究的日益深入, 对表面吸收膜的技术要求不断提高。为满足太阳光谱吸收的要求, 研制了一种在400~2500 nm波段具有强吸收作用、适应多种基底的光学薄膜。通过分析吸收理论, 建立吸收结构模型, 并结合材料的特性研究, 实现了吸收膜的设计。采用真空离子辅助沉积技术, 根据逆向反演法, 对“分步沉积”工艺二次优化, 制备了太阳光谱强吸收膜。测试结果表明, 研制的吸收膜在400~2500 nm波段的平均吸收率为98.15%。制备的吸收膜通过了机械牢固度测试, 与基底能够很好地结合。
光谱学 吸收膜 太阳光谱 材料特性 离子辅助沉积 分步沉积
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
以硫系玻璃为基底, 根据膜系设计理论, 结合软件完成了短中波红外减反膜的设计。通过对材料热应力的计算分析, 研制了一种混合材料M-11作为连接层, 优化了沉积工艺参数, 并根据其力学特性修正膜系结构, 解决了硫系玻璃的脱膜问题。光谱测试结果表明, 该膜层在1.4~2.5 μm和3.5~4.5 μm波段透过率分别为95.8%、96.7%, 满足红外成像系统的使用要求。
薄膜 硫系玻璃 红外成像系统 连接层 应力分析
