提出并制备了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜封装空芯光纤的级联双腔温度传感器。该传感器由空气腔(FP1)和PDMS腔(FP2)级联而成,且PDMS腔长度远小于空气腔长度,从而使该传感器满足游标效应产生条件[FP1腔与复合腔FP3(由FP1和FP2组成)的光程接近]。当外界温度变化时,PDMS膜向两侧膨胀,导致FP1腔和FP3腔的干涉谱向相反的方向移动。实验结果表明,FP1腔和FP3腔干涉谱产生了游标效应,干涉谱包络明显;在50~60 ℃范围内,温度灵敏度达到1.32 nm/℃,该结果与理论分析结果相符。该传感器具有体积小、结构轻、灵敏度高、制备简单等优点,在化学、生物、医疗等领域具有潜在的应用价值。

基于模场匹配原理,分析了倾斜像差对耦合效率的影响,并在理论分析的基础上,对激光章动跟踪方法进行了仿真分析,研究了章动算法参数对算法动态性能的影响。利用快速反射镜和PIN(Positive-Intrinsic-Negative)光电二极管对仿真分析结果进行实验验证。结果表明,章动半径与收敛速度成反比,同时半径增大会引起稳态振荡幅度增大,而采样点数的增多会导致算法收敛速度下降。此外,所提算法对一定范围内的动态扰动有明显的抑制作用。

利用脉冲激光烧蚀(PLA)技术烧蚀高纯TaSi2靶材,在高定向热解石墨(HOPG)基底上制备TaSi2纳米颗粒,用扫描电镜(SEM)分析纳米颗粒表面形貌,X射线光电子能谱(XPS)分析颗粒的化学组分和元素化学价态。SEM分析结果表明,PLA制备的TaSi2纳米颗粒平均尺寸为10 nm,面密度约1×1012cm-2;XPS分析表明HOPG基底上纳米颗粒表面的化学组分为Ta,Si,C,O元素,Ta和Si元素的存在方式主要是TaSi2,用积分面积灵敏度因子法计算Ta和Si原子比为1:2.2,接近TaSi2的化学计量比。进一步分析表明烧蚀过程中,部分Ta元素与C发生反应生成TaC,部分Si元素与C反应生成SiC;而O主要以化学吸附方式存在于样品表面。

脉冲激光烧蚀(PLA)法制备硅纳米颗粒的过程中,缓冲气体压力是影响纳米颗粒尺寸最主要的参数之一。研究通常认为,随着缓冲气体压力的增大,纳米颗粒的尺寸相应增大。经扫描电镜(SEM)观察和粒度统计分析发现,在50-100 Pa的氩气压力范围内,制备所得的硅纳米颗粒尺寸均匀,且随氩气压力增大而减小。结合实验参数对脉冲激光烧蚀法的动力学做理论分析,得出压力和硅纳米颗粒直径关系式,与实验结果吻合较好。对此系列硅纳米颗粒用280 nm光做室温光致发光(PL)测试,发现蓝紫光区的光致发光现象。在50 Pa气压下样品具有372 nm和445 nm的双峰结构,而在70 Pa和100 Pa气压下样品只有紫光区的明显峰,分别位于379 nm和393 nm。该蓝紫光区的光致发光谱归结为硅纳米颗粒表面氧化层的表面态效应。