光学 精密工程
2023, 31(16): 2352
1 湘潭大学物理与光电工程学院, 湖南 湘潭 411105
2 国防科技大学理学院, 湖南 长沙 410073
黑索金（RDX)是目前最为常用的军用炸药, 随着新型战斗部的发展, 异形的RDX药柱不断出现。 为保证战斗部的作战效能, 需要发展一种能够在线无损检测RDX药柱内部压力的方法。 利用拉曼光谱测量表征RDX药柱的方法并结合第一性原理计算, 确定了RDX的特征谱线, 研究了拉曼特征谱线随外加压强的移动。 在实验中分别测量了10, 20和30 MPa的样片, 并通过15, 25和35 MPa的样片来验证拟合关系的偏差, 发现RDX药柱的拉曼特征谱线的移动与外加压强的大小成很好的线性关系。 这样就可以先在实验室标定RDX药柱拉曼特征谱线与外压强之间的线性关系, 然后测量具有异形的RDX药柱的拉曼谱线, 与标准样品的谱线比较得到谱线移动, 根据标定得到的线性关系得到异形RDX药柱的内部压强, 从而实现对黑索金内压的无损检测。 实验表明该方法具有灵敏度高, 一致性好的优点, 目前该方法已经在某型战斗部的生产上进行试用。
黑索金 拉曼光谱 内部应力 RDX Raman spectra Internal pressure
Author Affiliations
Abstract
1 Center of Material Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory on Advanced Optical Communication Systems and Networks, Peking University, Beijing 100871, China
An integrated, tunable spectrometer based on a silicon-on-sapphire platform is designed at wavelengths of 2.29–2.35 μm. Its pivotal component is a 4.7 μm-radius ring resonator on a graphene monolayer. Its full width at half-maximum and free spectral range are ～1.5 and ～45 nm, respectively, as found through a numerical simulation and theoretical computation. Sixteen characteristic peaks are obtained by tuning the Fermi level of graphene. The gap between the ring and waveguides is increased by 0.5 μm to increase the resolution, and though this can drastically reduce the transmission rate, an upper sapphire layer maintains light to the drop port.
130.7408 Wavelength filtering devices 130.3120 Integrated optics devices 130.3990 Micro-optical devices 140.4780 Optical resonators Chinese Optics Letters
2016, 14(10): 101301
Author Affiliations
Abstract
1 Center of Material Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 State Key Laboratory on Advanced Optical Communication Systems and Networks, Peking University, Beijing 100871, China
3 University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
A novel and simple polarization independent grating couplers is designed and analyzed here, in which the TE polarization and the TM polarization light can be simultaneously coupled into a silicon waveguide along the same direction with high coupling efficiency. For the polarization-insensitive grating coupler, the coupling efficiencies of two orthogonal polarizations light are more than 60% at 1550 nm wavelength based on our optimized design parameters including grating period, etching height, filling factor, and so on. For TE mode the maximum efficiency is ～72% with more than 30 nm 1 dB bandwidth, simultaneously, for TM mode the maximum efficiency is 75.15% with 40 nm 1 dB bandwidth. Their corresponding wavelength difference between two polarizations’ coupling peaks is demonstrated to be 35 nm. Polarization independent grating coupler designed here can be widely used in optical communication and optical information processing.
130.0130 Integrated optics 050.2770 Gratings 130.0250 Optoelectronics Chinese Optics Letters
2015, 13(9): 091301
1 长沙理工大学化学与生物工程学院, 湖南 长沙 414400
2 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 414007
拉曼光谱是进行碳材料结构与性质研究的有力手段, 为了研究多壁碳纳米管(MWCNT)的管径和长度对其拉曼光学性质的影响, 本研究对一系列不同管径和长度的多壁碳纳米管进行拉曼光谱的测试和分析。 研究发现: 与高取向的石墨相比, 多壁碳纳米管一阶拉曼光谱的G峰中心和D峰中心都会向低波数发生不同程度的红移; MWCNT两个主要特征峰(G峰和D峰)峰强在其他条件相同的情况下, 与MWCNT的管径成正比, 与长度成反比; G峰的频移与MWCNT的管径和长度两个因素密切相关, 与管径成反比关系(这与单壁碳纳米管的径向呼吸模有着一致的结果), 与管长成正比关系, 而D 峰的频移受MWCNT的管径和长度的影响很弱, 并对此现象进行了初步分析。 在此基础上, 我们以MWCNT的长径比为横坐标, G峰频移为纵坐标作图, 进行线性拟合, 得到了G峰频移与长径比成一定的线性递增关系。 采用同样的分析方法, 我们将G峰和D峰强度分别对MWCNT的长径比作图, 进行线性拟合, 得到了G峰和D峰强度分别与MWCNT的长径比成一定的线性递减关系。
多壁碳纳米管 管径 长度 拉曼光谱 MWCNT Tube diameter Length Raman spectra
1 国防科学技术大学 理学院, 长沙 410073
2 长沙理工大学 化学与生物工程学院, 长沙 410114
探索不同管径和长度的多壁碳纳米管(MWCNT)的太赫兹(THz)谱特性,采用透射型太赫兹时域光谱系统研究了5个不同管径和长度的MWCNT样品的太赫兹吸收谱和折射率谱,并对比和分析了它们的差异。结果表明：在0.2～2.0 THz内,多壁碳纳米管太赫兹吸收没有特征吸收峰,吸收强度随着频率的增加而增加,并可以拟合为不同斜率的直线,且MWCNT在THz波段的吸收强度与管径和长度成正比。折射率随着频率的增加呈指数衰减,同时,管径是影响其折射率的一个重要因素,而长度对其影响不大。
太赫兹光谱 多壁碳纳米管 扫描电镜 管径 管长度 terahertz spectra multi-walled carbon nanotubes scanning electron microscopy tube diameter tube length 强激光与粒子束
2014, 26(3): 033101
1 中南大学物理与电子学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
采用多孔氧化铝(AAO)模板作为基底，结合真空蒸镀、热去湿技术实现金纳米颗粒的有序组装。通过二次氧化技术制得孔径80 nm、壁厚20 nm左右的多孔氧化铝模板，在模板表面真空蒸镀一层很薄的金膜，随后将样品放入管式炉中做退火处理。在扫描电子显微镜下对其形貌进行表征，发现多孔氧化铝模板表面金纳米颗粒具有很好的有序度；同时对于具有较浅孔的模板，有序孔阵列组装得到的金纳米颗粒阵列呈现高度有序性,且与孔阵列密排六方结构相匹配。采用紫外可见光分光光度计在300~800 nm波长范围内对表面成功组装金纳米颗粒阵列的样品吸收特性进行了测量，结果表明多孔氧化铝模板组装金纳米颗粒阵列后吸收谱图出现明显的表面等离子体吸收峰，峰位置在316 nm和616 nm处，较普通金纳米颗粒吸收峰位置出现大幅度的红移。
材料 金纳米颗粒阵列 自组装 多孔氧化铝模板 表面等离子体 光学学报
2013, 33(s2): s216002
1 国防科学技术大学理学院, 湖南 长沙 410073
2 国防科学技术大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
采用扫描电子显微镜和显微拉曼光谱仪研究了受脉冲激光损伤的CCD的形貌和光谱特性。在损伤表面上得到CCD各层的形貌，比较出不同层受激光损伤的先后次序，观察到感光区附近遮光层和多晶硅电极的破坏，研究深入到单个像素尺度；在截面上测得损伤区内部硅材料拉曼光谱特征峰红移，判定内部硅材料发生熔融，并造成表面多晶硅电极和基底短路，解释了CCD受皮秒激光热损伤完全失效的机理。
激光技术 激光损伤 脉冲激光 CCD成像器件 破坏机理 扫描电子显微镜 显微拉曼光谱仪 中国激光
2013, 40(s1): s103002
国防科学技术大学理学院技术物理研究所, 湖南 长沙 410073
利用标量衍射理论和角谱方法，针对超分辨近场结构光盘存储系统建立了简单物理模型，并提出了超分辨近场结构光盘的读出信号仿真计算方法。通过对比实际测试信号与模拟信号，证明了该读出信号计算方法的可行性。此外，针对超分辨掩膜层对不同功率入射激光响应不同的特性，分别分析了单轨道和三轨道记录符在高、低功率两束激光读出下的差分信号。数值模拟发现，与传统读出信号相比，差分读出方法能够减小来自邻道的串扰，而且利用差分读出方法获得的信号质量更高。
光数据存储 差分读出方法 标量衍射理论 读出信号
Author Affiliations
Abstract
1 College of Optoelectric Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 College of Science, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Amino-functionalized mesoporous silica thin films (MTFs) are produced using surface active agent F127, and then gold nanoparticles are introduced into the pore channels to prepare the Au/SiO2 nanocomposite. After assembling the gold, the amino-functionalized MTF undergoes some shrinkage but remains a periodic structure as demonstrated by X-ray diffraction (XRD) patterns. The nanocomposite shows an acute characteristic diffraction peak assigned to (111) plane of the face-centered-cubic structure of gold, indicating that gold nanoparticles crystallize well and grow in a preferred orientation in the pore channels. The surface plasma resonance (SPR) absorption peak near 570 nm undergoes a red-shift accompanied by a strengthening of intensity when HAuCl4 is used to react with the amino groups on the internal pore surfaces for 4, 6, and 8 h. The simulative results are consistent with the experimental ones shows that the absorption property of the Au/SiO2 nanocomposite is influenced by the dipping time, which affects the size and volume fraction of embedded gold nanoparticles.
介孔SiO2薄膜 Au纳米粒子 表面等离子共振吸收 MG理论 240.0310 Thin films 310.6860 Thin films, optical properties 240.6680 Surface plasmons Chinese Optics Letters
2011, 9(3): 032401
