1 东华理工大学 核科学与工程学院, 江西 南昌 330013
2 兰州大学 核科学与技术学院 甘肃 兰州 730000
为了满足现代分析检测技术发展的新要求，促进激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在元素分析中的应用，本文利用LIBS结合定标曲线法对内蒙古白云鄂博稀土矿区土壤中的稀土元素钐(Sm)进行了定量分析，初步检验了LIBS对稀土矿样元素成分的检测能力。首先，以编号为GBW07402a国家标准物质土壤为基底，采用标准加样法制备了Sm2O3含量分别为1%、5%、10%和20%的待分析样品。其次，通过调节激光脉冲能量参数对基底样品进行激发，探究了激光能量参数对谱线强度和信背比的影响，得出最优化的实验条件后，对所有待分析样品进行激发以获取等离子体光谱信息。接着，分别采用多峰Lorentz拟合扣除背底法(MFM)和级联积分保留背底法(CIM)对光谱信息进行处理，构建以谱线积分强度与元素含量为关联量的定标曲线。最后，根据定标曲线进行含量预测，初步评估了LIBS用于稀土矿区土壤样品中Sm元素的检测性能。研究结果表明：受稀土矿区土壤基体效应的影响，Sm元素的谱线出现了强烈的展宽而导致无法进行有效分辨，而钠(Na)、钾(K)、钛(Ti)和铁(Fe)等元素的谱线没有呈现出明显的展宽。通过对比不同含量下的光谱信息，选取410 nm-band和470.44 nm为Sm元素分析谱线用于定量分析。基于积分强度和元素含量构建的定标曲线都有着较好的线性相关度，拟合系数(R2)值大都在0.99以上；相比而言，采用CIM处理光谱信息，可以获取更好的线性相关度，最大值为0.99927。以Sm含量为4.310%的3#样品为未知待测样品，采用留一法构建定标曲线对其含量进行预测分析，结果显示CIM法使得分析线具有极佳的预测性能，两条分析线对3#样品含量的预测相对误差均在1%以内。实验结果说明LIBS能够实现稀土矿区土壤中稀土元素Sm含量的检测分析，满足现代分析技术的新要求，为开发便携式稀土元素检测仪提供了实验依据。
激光诱导击穿光谱 土壤 钐 稀土元素 定量分析 laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) soil Sm rare earth element quantitative analysis
1 国网青海省电力信息通信公司，西宁081000
2 国网青海省电力公司，西宁081000
3 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
发送端光时域反射仪(OTDR)在线探测会影响业务信号，因此较少在实际工程应用。为探究发送端OTDR对业务信号光的具体影响，对OTDR的动态范围和光脉冲功率的关系进行了理论分析，基于200 Gb/s和2 Mb/s传输系统，对发送端OTDR在线探测对业务信号光的影响及其原因做了实验研究。实验结果表明：发送端OTDR在线探测对通信业务的影响与系统单波入纤光功率、OTDR的动态范围和系统余量有关，且发送端OTDR产生的强光脉冲光会导致业务信号的强度起伏和时域脉冲波动，从而影响业务通信。
光时域反射仪 动态范围 在线探测 光脉冲 optical time domain reflectometer dynamic range on-line detection optical pulse
1 国网青海省电力公司 信息通信公司，西宁 810008
2 中国电力科学研究院有限公司，北京 100192
3 国网新疆电力有限公司 信息通信公司，乌鲁木齐 830002
为研究长期运行光纤复合架空地线(OPGW)的应变性能，使用高精度的分布式光纤传感监测设备布里渊光时域分析仪(BOTDA)对新缆和不同覆冰环境下的旧缆进行应变监测，对比分析了OPGW光缆内光纤的布里渊频率在长期外界环境作用下的变化。试验结果表明，运行时间和覆冰等级是影响OPGW光缆内光纤应变性能的主要因素。
光纤复合架空地线 布里渊光时域分析仪 应变 布里渊频率 覆冰 optical fiber composite overhead ground wire Brillouin optical time domain analysis strain Brillouin frequency icing
为了快速定量地分析待测样品中铀元素含量信息, 采用激光诱导击穿光谱技术结合内标法, 通过脉宽为7ns、输出能量为20mJ的纳秒激光脉冲诱导涂有硝酸双氧铀的石墨片产生等离子体光谱, 测量了波长范围为300nm~800nm的光谱数据, 对涂有不同浓度的铀样品进行了定量分析以及理论分析和实验验证, 取得了UⅡ 409.01nm和UⅡ 367.01nm谱线和CⅠ 373.72nm, CⅡ 383.57nm, CⅢ 378.94nm谱线数据。结果表明, 样品浓度低于5.0×10-3mol/m2(本文中研究的是面密度)时, 铀归一化强度与铀浓度存在较好的线性关系, 激光诱导击穿光谱技术与内标法结合可以用于快速定量分析待测样品中铀元素含量信息。该研究为核污染和铀矿中微量铀元素的快速检测分析提供了参考。
激光技术 激光诱导击穿光谱 硝酸双氧铀 定量分析 laser technique laser-induced breakdown spectroscopy uranyl nitrate quantitative analysis
1 国家电网全球能源互联网研究院有限公司电力智能传感技术及应用实验室, 北京 102209
2 国网青海省电力公司信息通信公司, 青海 西宁810000
3 国网新疆电力有限公司信息通信公司, 新疆 乌鲁木齐830000
为实现同时具备宽带可调谐、单透射峰、窄滤波带宽三大特征的高性能微波光子滤波器,设计了一种基于2×2光纤耦合器的环型谐振腔,推导、仿真并实际测量了该谐振腔的输出特性,最终与普通光滤波器相结合实现了高性能微波光子滤波器。实验结果表明,该光纤环谐振腔其滤波带宽可低至1.2 MHz,与普通可调谐光滤波器级联后可实现任意单透射峰的动态选择,通过相干探测链路实现了40 GHz范围内可调谐的光载射频信号。与传统非腔体微波光子滤波器相比,该方法明显降低了滤波带宽;与单一光纤环谐振腔相比,该方法能够实现任意单透射峰的动态选择。这一滤波器有望用于未来超精细光谱分析、光纤传感等领域。
光纤光学 光纤环谐振腔 微波光子学 相干探测 反馈控制 光学学报
2020, 40(21): 2106001
Author Affiliations
Abstract
School of Nuclear Science and Technology, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
The propagation of a filamentary laser beam at an air-glass surface is studied by setting the incident angle satisfying the total reflection condition. The images of the trajectory of the filamentary laser beam inside the sample and the output far-field spatial profiles are measured with varying incident laser pulse energies. Different from the general total reflection, a transmitted laser beam is detected along the propagation direction of the incident laser beam. The energy ratio of the transmitted laser beam depends on the pulse energies of the incident laser beam. The background energy reservoir surrounding the filament core can break the law of total reflection at the air-glass surface, resulting in the regeneration of the transmitted laser beam.
140.3440 Laser-induced breakdown 100.6640 Superresolution 210.4770 Optical recording 180.1790 Confocal microscopy Chinese Optics Letters
2017, 15(2): 021401
分别对低于0.1 MPa的空气和氩气环境气体条件下的飞秒激光镍等离子体光谱进行了实验研究。结果表明，在两种环境气体中，激光镍等离子体光谱均表现为连续谱和原子线状谱的叠加。随着环境气压的降低，由于电子密度的下降，从而使得低压条件下的谱线比高压条件下的谱线具有更好的分辨特性。同时，谱线强度经历了由缓慢增强发展到迅速降低的演化过程。另外，还讨论了环境气体成分对谱线强度的影响。
飞秒激光 环境气压 等离子体 谱线强度 femtosecond laser surrounding pressure plasma line intensity 强激光与粒子束
2014, 26(5): 052006
1 华中光电技术研究所—武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430073
2 中国船舶重工集团公司750试验场， 云南 昆明 650051
在使用相机对空中远处点目标成像时，不可避免的，会因为相机的角运动引起图像的模糊。针对这一问题，提出了一种运动模糊复原方法。首先通过建立点目标运动的模型来了解造成运动模糊的原因，其次通过对模型的分析，从基本理论开始推导得出一个退化函数，并且采用模糊图像的维纳滤波复原模型。最后，对图像进行了仿真实验。实验结果表明，该复原模型有较好的复原效果。
天文导航 星图 运动模糊 复原 celestiul navigation star image motion blur restoration
1 兰州大学 核科学技术学院, 兰州 730000
2 中国人民解放军91991部队, 舟山 316000
3 中国工程物理研究院, 绵阳 621900
为了精确测量步进电机的脉冲当量和回程差，提出了一种基于薄膜干涉原理的激光微位移测量系统。该系统以He-Ne激光器为光源，配以牛顿环仪系统、面阵电荷耦合器视频信号采集系统、计算机及数据处理软件等。采用条纹记数法实现微位移测量，具有1/400波长的位移分辨率。与传统测量方法相比，其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高，特别适合范围在微米及微米以下的位移测量。对TSA50-C型商用步进电机进行了测量。结果验证了这种测量系统在普通实验室环境噪声中可以达到纳米级的位移测量精度。结果表明，对于5μm以下的脉冲当量及回程差的测量，该测量系统的相对误差分别为2.63%和0.44%。
测量与计量 激光技术 脉冲当量 回程差 微位移 He-Ne激光 牛顿环仪 measurement and metrology laser technique pulse equivalent return difference micro-displacement He-Ne laser Newton-ring device
1 中国科学院光电技术研究所,四川,成都,610209
2 中国科学院研究生院,北京,100039
3 中国船舶重工集团公司七五○试验场,云南,昆明,650051
红外焦平面阵列固有的非均匀性导致叠加在图像上的固定图形噪声严重影响了红外系统的成像质量.传统的神经网络非均匀校正算法存在待处理像素的期望值求解固有缺陷、收敛速度慢和学习速度过大,容易造成算法不收敛.提出了基于图像梯度的神经网络非均匀校正算法,通过对处理像素的期望值求解、改进和调整学习速度、改善图像校正效果,提高了算法收敛速度.通过对真实的红外图像序列实验表明,新算法相对传统的神经网络算法收敛速度提高了50%以上,红外图像校正效果也得到了提高.
红外焦平面 非均匀性校正 神经网络算法
