1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 西安 710119
2 吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室，长春 130012
3 中国科学院大学，北京 100039
4 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院，陕西 宝鸡 721016
塑料制成的光纤具有轻质、柔软、低成本等特点，可用于通信、图像传输、照明与装饰等领域，实现与其它光纤优势互补的各种功能.在通信领域，渐变折射率塑料光纤实现了10 Gbps@100 m的消费级传输速率和40 Gbps的测试级传输速率; 在图像传输领域，已有0.45 mm直径@7400像素和1.5 mm直径@13 000像素的传像束，以及分辨率高达256 lp/mm的光纤面板产品; 在塑料光纤激光器领域，有关增益介质、光纤长度、光纤结构等与激光器/放大器的特征性能间关系的理论与实验研究逐步深入; 在装饰和照明领域，已有用塑料光纤开发的太阳光光纤照明、造型光纤照明、光纤毯治疗仪等装置.本文就塑料光纤在上述领域的最新研究和应用情况进行综述.
塑料光纤 太赫兹波 光纤通信 光纤传像 光纤激光器/放大器 光纤照明 Plastic optical fiber Terahertz wave Fiber optics communication Fiber optics image transmission Fiber optics lasers and amplifiers Fiber optics lighting 光子学报
2019, 48(11): 1148006
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 信息光子学室, 西安 710119
2 中国科学院大学 材料与光电学院, 北京 101408
3 中国人民解放军69081部队, 乌鲁木齐 830000
介绍了一种介孔硅与纳米二氧化钛的复合方法, 制备了兼具高吸附性与高光催化活性的纳米二氧化钛-介孔硅复合材料.在此基础上, 以365 nm波长的紫外LED为光源、特制的半泄露聚合物光纤为导光介质制造了一种新型的光催化毒气过滤器.实验结果表明: 当LED光功率为540 mW, 复合材料装填量为350 g时, 该过滤器对甲醛气体的吸附量大于3 mg; 当过滤器达吸附饱和后, 输入甲醛气流量为2 L/min、浓度为0.7 mg/m3, 实时分解甲醛的速率达72 μg/h, 输出气体中甲醛浓度降至0.09 mg/m3, 低于国家卫生标准中的室内甲醛浓度的安全阈值.纳米二氧化钛-介孔硅复合光催化剂的吸附特性为光催化分解提供了充分的反应时间, 有利于提高光催化分解效率, 可以长时间循环工作, 有望用于家庭空气净化, 甚至取代现有的活性炭过滤器, 用在长效的防毒面具等装置中.
光催化 二氧化钛 空气净化 光催化过滤器 甲醛 Photocatalysis Titanium dioxide Air purification Photocatalytic filter reactor Formaldehyde
1 中国工程物理研究院电子工程研究所, 四川 绵阳 621999
2 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心, 四川 绵阳 621999
3 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
针对太赫兹聚合物光子晶体光纤的应用需求, 对聚合物光纤的制备材料、预制棒制备、拉伸工艺等关键制备工艺进行了研究.分析了聚合物材料的特性, 并进行实验验证, 结果表明ZEONEX材料的吸收系数低于3 cm－1, 吸水性低于0.01%, 玻璃化转变温度和分解温度分别高达136℃和420℃, 在太赫兹光纤制备中具有优良性能.预制棒制备和光纤拉伸的工艺方面, 在注塑法的基础上改进了模具系统, 使用可控的微压拉丝技术, 在10~200 Pa范围内可实现±1.5 Pa的微压差精确控制, 较大程度上提高了光纤预制棒的成品率和光纤的形变控制, 有望制备出高空气填充率的聚合物光子晶体光纤.
太赫兹波 光子晶体光纤 光纤制备 塑料光纤 预成型技术 terahertz waves photonic crystal fibers fiber fabrication plastic optical fibers prefoming
1 西安科技大学 理学院，西安 710054
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710119
以太赫兹低损耗聚合物材料Topas环烯烃共聚物为基材，设计了一种带隙型光子晶体光纤.光纤由三角形排列的圆角正六边形空气孔构成包层，缺失四个近邻空气孔构成近菱形的二重对称空气芯.采用有限元法分析了该光纤在太赫兹波段的传输特性.结果表明：在1.5 THz附近约0.3 THz的宽频范围内存在光子带隙，光纤可以基于光子带隙效应将太赫兹波束缚在空气芯中传输.在1.4~1.6 THz范围内具有10－3数量级的高双折射;x偏振基模和y偏振基模的损耗都小于0.1 cm－1，分别在1.53 THz和1.5 THz处达到最小值0.029 1 cm－1和0.028 7 cm－1.所设计的太赫兹Topas光子带隙光纤具备结构简单、易制备、直径小而易弯曲的特点.
太赫兹 光子晶体光纤 有限元方法 Topas环烯烃共聚物 光子带隙 损耗 双折射 Terahertz Photonic crystal fiber Finite element method Topas cyclic olefin copolymer Photonic bandgap Loss Birefringence
1 四川大学 化学工程学院，成都 610065
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心，四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院 计算机应用研究所，四川 绵阳 621900
以制备空心玻璃微球的前体溶胶和硅油为原料，采用实验观测和数值模拟的方法，对T型微通道内溶胶乳液形成过程进行研究。基于液滴的受力分析，建立了液滴形成过程的数学模型，探讨了液滴大小的变化规律。研究结果表明：对于给定的物料体系和T型微通道，通过改变两相流量可以有效地控制液滴尺寸；在相同的分散相流量条件下，增大连续相流量可以减小液滴尺寸，但连续相流量大到一定程度后，这种效果逐渐减弱；在给定的连续相流量条件下，分散相流量越大，液滴直径越大；利用数学模型计算出的液滴直径与实验值偏差在10%左右。根据模拟结果和摄像分析，液滴产生过程经历了静态长大和缩颈剥离两个主要阶段。
T型微通道 乳液 液滴形成过程 T-shaped microchannel emulsion droplet formation
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 中国工程物理研究院 计算机应用研究所, 四川 绵阳 621900
随着高功率激光器的飞速发展，ICF物理实验对聚苯乙烯(PS)-聚乙烯醇(PVA)双层空心微球的规格要求逐渐提高，直径要求将达到700～900 μm。针对该直径范围的PS-PVA双层空心微球，通过采用PS球臭氧化表面改性技术和搅拌桨叶轮结构优化技术，对传统乳液微封装法制备双层空心微球工艺进行了改进，臭氧化表面改性后PS固体核心发生憎水-亲水转变，提高了PS与PVA之间的作用强度; 搅拌桨叶轮结构优化，改善了体系容器内溶液流场均匀性，使得微球在整个体系中的运动相对平稳，从而初步制得了直径范围在700～900 μm的双层空心微球。
惯性约束聚变 大直径双层空心塑料微球 乳液微封装法 表面改性 PS-PVA双重乳粒 ICF large-diameter double-layer hollow microspheres emulsion microencapsulation technique surface modification PS-PVA double emulsion 强激光与粒子束
2013, 25(12): 3269
1 西安邮电学院 电子工程学院, 陕西 西安 710121
2 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
详解了纳米二氧化钛光催化降解有机污染物的反应机理, 综述了为了提高光催化效率, 在光纤型光催化反应器的设计、改进、研制及应用方面所做的工作, 同时讨论了光催化剂负载技术和光催化剂重复利用问题。最后, 简述了近年来光纤型光催化反应器在国内外的研究进展, 针对目前光催化反应器存在的技术瓶颈, 对该项技术未来的发展进行了简要分析并提出了改进建议。
二氧化钛 催化剂 光纤型光催化反应器 titanium dioxide catalysts fiber typed photocatalytic reactor
传统单目视觉系统在测量物体空间方位角方面存在一定的局限性，只能检测出视场范围内物体的空间方位角，对于不在CCD视场范围内物体的检测难以实现。为此，提出一种旋转矩阵法来测量非可视区域下物体的空间方位角。旋转矩阵法根据张正友标定法原理，通过对合作目标上的特征点进行识别标定处理，求出合作目标旋转轴空间方位角，间接求出物体在CCD非可视区域下的空间方位角。实验表明，该方法具有一定的可行性和稳定性，采用该方法计算出的物体空间方位角的均方根误差均不高于0.06°。
最小二乘法 非可视区域 空间方位角 旋转矩阵法 CCD CCD least square method nonvisual area space azimuth rotation matrix method
