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Abstract
Key Laboratory of Light Field Manipulation and Information Acquisition, Ministry of Industry and Information Technology, and Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physical Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710129, China
Noble metallic nanostructures with strong electric near-field enhancement can significantly improve nanoscale light–matter interactions and are critical for high-sensitivity surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS). Here, we use an azimuthal vector beam (AVB) to illuminate the plasmonic tips circular cluster (PTCC) array to enhance the electric near-field intensity of the PTCC array, and then use it to improve SERS sensitivity. The PTCC array was prepared based on the self-assembled and inductive coupled plasmon (ICP) etching methods. The calculation results show that, compared with the linearly polarized beam (LPB) and radial vector beam excitations, the AVB excitation can obtain stronger electric near-field enhancement due to the strong resonant responses formed in the nanogap between adjacent plasmonic tips. Subsequently, our experimental results proved that AVB excitation increased SERS sensitivity to 10-13 mol/L, which is two orders of magnitude higher than that of LPB excitation. Meanwhile, the PTCC array had excellent uniformity with the Raman enhancement factor calculated to be . This kind of vector light field enhancing Raman spectroscopy may be applied in the field of sensing technologies, such as the trace amount detection.
surface-enhanced Raman spectroscopy plasmonic tips circular cluster array azimuthal vector beam surface plasmon polaritons Chinese Optics Letters
2023, 21(3): 033603
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Abstract
1 MOE Key Laboratory of Material Physics and Chemistry under Extraordinary Conditions and Shaanxi Key Laboratory of Optical Information Technology, School of Physics Science and Technology, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
2 MOE Key Laboratory of Weak-Light Nonlinear Photonics, TEDA Applied Physics Institute and School of Physics, Nankai University, Tianjin 300457, China
We present the generation of the nanosecond cylindrical vector beams (CVBs) in a two-mode fiber (TMF) and its applications of stimulated Raman scattering. The nanosecond (1064 nm, 10 ns, 10 Hz) CVBs have been directly produced with mode conversion efficiency of ～18 dB (98.4%) via an acoustically induced fiber grating, and then the stimulated Raman scattering signal is generated based on the transmission of the nanosecond CVBs in a 100-m-long TMF. The transverse mode intensity and polarization distributions of the first-order Stokes shift component (1116.8 nm) are consistent with the nanosecond CVBs pump pulse.
vector beam stimulated Raman scattering fiber grating Chinese Optics Letters
2021, 19(1): 010603
中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室, 北京 100083
农田变量施肥作业需要对农田土壤养分信息进行高精度的快速原位采集, 已有的设备不能满足精细农业田间测量的需要, 为此基于近红外漫反射测量开发了一款新型车载式原位土壤参数检测仪。 检测仪采用光照稳定性更好的卤钨光源代替太阳光进行土壤光谱检测, 以提高仪器对工作条件的适应性。 由7个敏感波长(1 070, 1 130, 1 245, 1 375, 1 450, 1 550, 1 680 nm)构成的土壤氮素测量极限学习机模型提高了仪器的测量实时性和精度。 检测仪由机械部分、 光学部分及控制部分组成。 机械部分为检测仪提供平台支撑, 光学部分为检测仪提供检测光源, 主要由卤钨光源、 光源转接法兰、 近红外导光光纤、 检测总成（含入射光出口端、 InGaAS光电探测器及7个敏感波长的滤光片）等组成, 控制部分实现对土壤测量信号的采集及处理。 检测仪工作时, 卤钨光源通过近红外导光光纤、 检测总成中的入射光出口端将检测光源传输到待测土壤表面, 通过测量土壤表面漫反射光的光谱反射率检测土壤养分参数。 在卤钨光源和近红外导光光纤连接处设计光源转接法兰, 最大限度的减小检测光源在传输过程中的损失。 漫反射光经过检测总成中的滤光片滤波后, 由相应的InGaAS光电探测器实现光电转换, 再经信号处理单元计算出各个敏感波长处的反射率。 检测仪采用灰度标准板进行光学标定测试, 测试结果显示, 检测仪在7个敏感波长处的反射率与MATRIX-I型傅里叶光谱分析仪反射率相关系数最高为0.997 8, 平均值为0.927 8, 表明检测仪有较高的检测精度。 为进一步对检测仪农田土壤养分的检测精度进行评估, 进行了检测仪的农田应用试验, 检测结果表明检测仪检测值与实验室标准检测方法检测值的相关系数都在0.90以上。 试验结果表明, 车载式原位土壤参数检测仪能够实现对农田土壤养分信息的快速原位高精度检测。
近红外光谱学 漫反射 土壤养分 车载式原位检测仪 Near infrared spectroscopy Diffuse reflection Soil nutrients Vehicle-mounted in-situ detector 光谱学与光谱分析
2020, 40(9): 2856
吕衍秋 1,2,3,*彭震宇 1,2,3曹先存 1,2,3何英杰 1,3[ ... ]朱旭波 1,2,3
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471099
2 红外探测器技术航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471099
3 河南省锑化物红外探测器工程技术研究中心, 河南 洛阳 471099
InAs/GaSb超晶格材料制备的新型红外器件在最近十几年得到了迅速发展。文中开展了InAs/GaSb二类超晶格中/短波双色焦平面探测器组件研制, 设计了中/短波双色叠层背靠背二极管芯片结构, 用分子束外延技术生长出结构完整、表面平整、低缺陷密度的PNP结构超晶格材料, 制备出性能优良的320×256双色焦平面探测器组件, 对探测器组件进行了测试分析。结果显示, 在77 K下中波二极管RA值达到26.0 kΩ·cm2, 短波的RA值为562 kΩ·cm2。光谱响应特性表明短波响应波段为1.7~3 μm, 中波为3~5 μm, 满足设计要求。双色峰值探测率达到中波3.12×1011 cm·Hz1/2W-1, 短波1.34×1011 cm·Hz1/2W-1。响应非均匀性中波为9.9%, 短波为9.7%。中波有效像元率为98.46%, 短波为98.06%。
InAs/GaSb超晶格 双色 中短波 焦平面阵列 红外探测器 InAs/GaSb superlattice dual-color mid-/short-wavelength FPAs infrared detector 红外与激光工程
2020, 49(1): 0103007
1 中国空空导弹研究院，河南 洛阳 471099
2 驻中国空空导弹研究院军事代表室，河南 洛阳 471099
3 红外探测器技术航空科技重点实验室，河南 洛阳 471099
4 河南科技大学电子信息工程学院，河南 洛阳 471003
制冷型InSb红外焦平面探测器工作时需降温至低温(80 K)，器件在整个生命周期会经受从常温(300 K)到低温(80 K)的上千次高低温循环。针对该型探测器开展了高低温循环特性试验，测试和分析了上千次高低温循环过程中器件光电性能、杜瓦热负载和J-T制冷器特性的变化。试验结果表明，探测器可以经受至少2 000次高低温循环,并且探测率变化的幅度≤5.5%、响应率变化的幅度≤4.8%、盲元数未发生增加。研究结果为器件的工艺研发和改进提供了参考。
InSb焦平面探测器 高低温循环 参数变化 可靠性 InSb infrared focal plane array detectors thermal cycle parameter variation reliability 红外与激光工程
2015, 44(12): 3701
1 海军驻洛阳地区航空军事代表室， 河南 洛阳 471009
2 中国空空导弹研究院红外探测器技术航空科技重点实验室， 河南 洛阳 471009
激光成像制导是精确制导的主要发展方向之一。激光成像制导探测器是激光成像 系统的关键部件。介绍了国内外激光成像制导探测器的研究进展，包括HgCdTe焦平面、Si雪崩焦平 面、InGaAs PIN探测器和雪崩光电二极管(Avalanche Photodiode, APD)焦 平面。InGaAs APD焦平面将会成为激光成像制导探测器的主要发展方向，其 关键技术包括外延材料生长、高均匀性探测器制备以及读出电路设计等。
激光成像制导 探测器 焦平面 雪崩光电二极管 laser imaging guidance detector FPA APD
1 西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安 710048
针对大气激光通信下的OFDM(正交频分复用)系统，对几种基于导频的信道估计方法进行了比较分析，并给出了仿真结果。仿真结果表明，SVD-LMMSE(基于奇异值分解的线性最小均方误差)算法在提高信道估计精度的同时，可以降低系统计算的复杂度；增大CP(循环前缀)可以非常有效地提高系统性能。
大气激光通信 信道估计 正交频分复用 atmospheric laser communication channel estimation OFDM
长春理工大学航天技术研究所，吉林 长春 130022
本文根据某远红外变焦光学系统的技术指标要求：波长为8m ～ 12m、焦距为60nm ～ 240mm的4倍连续变焦功能、F/#为1.5、短焦视场大于10°，研究了各种变焦光学系统的结构形式和各种结构形式的 优缺点，分析了变焦系统的变倍方式。另外，研究了非球面设计的特点，并将其成功引入该变焦系统的设计。最后，系统采用锗为 材料，选择负组机械补偿，仅通过单一镜片的变倍组和补偿组的轴向移动，就可满足变倍和像质要求。引入非球面后的结果表 明，非球面不仅能简化系统结构、减轻系统重量，而且能有效提高系统的像质，是提高远红外变焦光学系统性能的有效途径之一。
远红外 非球面 负组补偿 连续变焦 far-infrared aspheric surface negative compensating continuous zoom
红外双波段成像探测器能接收目标和干扰源在两个波段上的辐射能量。从普朗克黑体辐射定律出发，根据MATLAB软件模拟出的目标和干扰源的辐射特性来选择SW/MW两个红外波段。首先利用仿真程序计算InSb面阵探测器对于点黑体和面黑体的响应结果，由计算结果和测试结果较好的一致性，说明设计的MATLAB仿真程序具有实用性。再从实际研制的HgCdTe128×128叠层式双波段器件结构考虑，通过一定的变换，利用仿真程序对HgCdTeSW/MW双波段成像探测器进行参数性能仿真，达到利用成像及双色比来区分目标和干扰的目的。
双波段 叠层式结构 双色比 dual band MATLAB MATLAB HgCdTe HgCdTe pixels are stacked dual band ratio
西南交通大学 信息科学与技术学院，四川 成都610031
文章研究了波分复用(WDM)光网络中动态业务下的波长分配问题，在无波长转换器的条件下，提出了一种加入了公平性考虑的动态门限算法。该算法在支持多优先级的动态门限法的基础上,通过更新初始优先级减少了不同距离光路连接请求间的阻塞率差别，改善了公平性。计算机仿真结果说明了该算法的有效性。
波分复用 波长分配 公平性 WDM wavelength assignment fairness
