1 西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 西南科大四川天府新区创新研究院，四川 成都 610299
3 中国工程物理研究院化工材料研究所，四川 绵阳 621900
太赫兹光谱可表征晶体分子间弱相互作用，太赫兹光谱的非谐性机理为晶体宏观性质认知提供了微观基础。以2，6-二氨基-3，5-二硝基吡嗪（ANPZ）为对象，研究了温度作用下太赫兹光谱非谐性机理。通过光谱测量，获得ANPZ不同吸收峰的温度诱导非谐特性。通过密度泛函理论，对吸收的振动特性进行指认。对振动特性的分解结果表明：特定分子间氢键的软化是太赫兹光谱强非谐性的原因。进一步，基于声子和准简谐近似计算了ANPZ原子随温度的位移特性，并对上述分析结论进行了验证。研究表明：太赫兹光谱技术结合相关方法，可以深入分析温度作用下晶体内分子间氢键的响应规律，可为晶体宏观性质的认识提供科学分析手段。
光谱学 非谐性 模态分解 分子间氢键 温度 激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0530001
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621000
2 西安近代化学研究所, 陕西 西安 710065
3 特殊环境机器人技术四川省重点实验室, 四川 绵阳 621000
为了降低检测溶液样本时水对太赫兹的强烈吸收并提高传感器的灵敏度,提出了两种超材料吸收器集成微流控的双带太赫兹传感器。两种传感器的单元谐振结构均由金属环和双“I”型交叉结构组成,在0.2~1.4 THz频段内可产生两个完美吸收峰,折射率灵敏度可达300 GHz/RIU。实验结果表明,设计的两种双带太赫兹传感器具有偏振不敏感性和宽入射角不敏感性,在-4%~4%的制造公差范围内能保持良好的传感性能,在生物医学领域具有潜在的应用价值。
传感器 太赫兹 超材料吸收器 微流控 光学学报
2021, 41(23): 2328001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
2 Joint Laboratory for Extreme Conditions Matter Properties, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
This Letter proposes a novel method for enhancing terahertz (THz) radiation from microstructure photoconductive antennas (MSPCA). We present two types of MSPCA, which contain split-ring resonators (SRRs) and dipole photoconductive antennas (D-PCAs). The experimental results reveal that when the femtosecond laser is pumping onto the split position of the SRR, the maximum THz radiation power is enhanced by 92 times compared to pumping at the electrode edge of the D-PCA. Two phase shifts occur as the pumping laser propagates from the negative electrode to the positive electrode. Analysis shows that photoinduced carrier charges move within the split position of the SRR.
terahertz microstructure photoconductive antenna split-ring resonators Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 113701
1 重庆大学光电工程学院，重庆 400044
2 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室，重庆 400044
角向偏振聚焦光场在超分辨光学显微、粒子操控等领域有着重要的应用。为克服传统透镜体积大、不利于集成等不足，本文提出了一种基于二值振幅(0，1)调控的角向偏振光超振荡聚焦平面透镜。针对波长λ=632.8 nm，设计、制备了超振荡平面透镜样品。透镜半径为650λ，焦距为200λ，数值孔径NA=0.96。实验结果表明：聚焦光场在焦平面上形成的空心聚焦光场呈圆环结构；空心环内径半高全宽为0.368λ，小于超振荡判据(0.38λ/NA=0.398λ)；最大旁瓣比为36.7%。该平面透镜具有结构尺寸小、厚度薄、便于加工等优点，可用于光学系统的微型化和集成化。
超振荡聚焦 平面透镜 角向偏振光 空心聚焦光场 super-oscillatory focusing planar lens azimuthally polarized wave dark spot
1 西南科技大学信息工程学院，四川 绵阳 621010
2 西南科技大学极端条件物质特性实验室，四川 绵阳 621010
：水泥中铝和铁含量是对水泥进行分类和质量监督的一个重要依据。通过采用激光诱导击穿光谱技术对水泥样品中的Al和Fe含量进行了定量分析。从光谱强度以及特征谱线信噪比出发，确定单脉冲能量为30 mJ光谱积分延迟时间为1 μs为最佳实验参数并以此为基础采用内标法去定量分析水泥样品中的Al和Fe。通过内标法建立的Al和Fe元素的定量分析曲线的线性度分别达到了0.998和0.997，同时通过循环反演的方式去检测定量分析的精度，得到铝和铁的最大测量相对偏差分别为2.32%和5.11%，平均相对偏差为1.34%和2.40%。实验结果表明：采用激光诱导击穿光谱去定量分析水泥样品中的Al和Fe在一定的误差范围内是可行的。
激光诱导击穿光谱 水泥 金属 内标法 循环反演 laser-induced breakdown spectroscopy cement metals internal standard method cycle inversion
1 西南科技大学制造科学与工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
3 西南科技大学极端条件物质特性实验室, 四川 绵阳 621010
激光诱导击穿光谱技术(LIBS)是一种被广泛使用的物质元素检测技术。 由于它的探测结果受多种因素的影响, 因此, 分析比较不同实验条件对LIBS光谱测量的影响对LIBS检测有着重要的意义。 通过采用四川省北川县中联水泥有限公司生产的42.5普通硅酸盐水泥制成的水泥压片, 利用八通道光纤光谱仪AvaSpec-2048-USB2-RM、 延时触发器DG645进行了LIBS检测。 针对影响水泥几种重要技术指标的金属元素Mg, Al, Na, K进行了分析。 主要对比了激光频率、 同一点测量次数对不同金属元素光谱信号强度的影响, 得出在本实验条件下的最佳实验参数: 10 Hz为最佳激光频率, 激光频率为10 Hz时元素Mg, Al, Na, K所得到的光谱强度比8 Hz时分别提高了67.66%, 47.88%, 84.59%, 43.36%。 由于压片样品在放置过程中, 表面会有少量的氧化、 潮解, 在以测量10次求一次平均所得结果进行记录的条件下, 以第三、 四次记录结果为最佳。
水泥 金属元素 激光诱导击穿光谱 最佳实验条件 Cement Metal elements Laser induced breakdown spectroscopy The optimum conditions
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学极端条件物质特性实验室, 四川 绵阳 621010
内标法是激光诱导击穿光谱(LIBS)定量分析主要使用的方法之一，采用内标法进行定量分析的关键就是内标参量的选取。以Fe 438.35 nm 作为分析谱线，分别选取434~441 nm 光谱积分、Al 309.29 nm、Si 288.17 nm、Ca 317.9 nm为内标参量，对水泥样品中的Fe 元素进行定量分析，得到的定标曲线线性度分别为0.993、0.962、0.992 和0.846。通过分析各内标参量与分析谱线光谱强度比值随积分延迟时间的变化情况，以及针对每个样品选用不同的内标参量得到的多组测量数据的离散程度，得出采用内标法进行LIBS 定量分析时，应该选择在积分延迟时间附近光谱强度变化与待测元素的分析谱线最为相似的作为内标参量的结论。这样能有小减弱由于激光器时间抖动导致的定量分析误差，提高定量分析精度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 内标法 定标曲线 时间抖动 激光与光电子学进展
2014, 51(10): 103003
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学极端条件物质特性联合实验室, 四川 绵阳 621010
氧化镁是水泥中要求准确测定的主要物质之一。利用激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对普通硅酸盐水泥样品进行了等离子体光谱分析。选择Mg I 517.2 nm特征谱线作为分析线，测量了不同激光能量下的光谱信号强度以及对应的信噪比，确定了最佳激光能量为40 mJ。为减小实验误差，将Mg 517.2 nm的光谱强度和516~520 nm的光谱强度积分之比作为内标，建立了MgO质量分数测定的定标曲线，定标曲线的线性系数达到了0.9959。采用循环反演的方法检测了MgO定量分析的测量精度，最大相对偏差和平均相对偏差分别为5.9%和2.48%，LIBS对水泥样品中的MgO质量分数的检测限达到了0.51%。
光谱 激光诱导击穿光谱 水泥 定标曲线 循环反演 相对偏差
1 西南科技大学信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学极端条件物质特性实验室, 四川 绵阳 621010
定标法对激光诱导击穿光谱(LIBS)技术的定量分析精度有着重要影响。在利用激光诱导击穿光谱技术探测土壤样品中铜元素的过程中，采用外标法与不同的内标法定标曲线对土壤样品中的铜元素进行了定量分析。在以Ca作为内标元素的分析中，通过Voigt拟合对分析谱线与内标元素谱线轮廓进行预处理，提取光谱净强度值，然后根据分析线与内标线净强度之比建立定标曲线，所得的线性系数为0.998，通过循环反演得到的平均相对偏差为2.28%且相对偏差波动很小，具有不错的稳定性。以Cu 324.754 nm的峰值强度与谱图在323~326 nm处的面积之比建立定标曲线，得到定标曲线的线性系数为0.997，通过循环反演得到的平均相对偏差为2.23%，稳定性略低于前一种内标法。采用外标法直接用样品中Cu浓度与Cu 324.754 nm处峰值强度建立的定标曲线的线性系数为0.972，通过循环反演得到的平均相对偏差为13%且波动较大，可靠性较差。
光谱学 激光诱导击穿光谱 拟合度 相对偏差 定标曲线 循环反演 激光与光电子学进展
2013, 50(12): 123002
