通过磁控溅射沉积以及高温热退火处理, 在5.08cm（2inch）c-plane 蓝宝石异质衬底上制备出单晶β-Ga2O3薄膜, 研究了溅射气氛中氧分压对β-Ga2O3薄膜的晶体结构以及光学特性的影响。通过调控氧分压, 获得了具有{-201}晶面族X射线衍射峰的β-Ga2O3薄膜, 其最大晶粒尺寸达到138nm, 在300~800nm波段透射率大于80%, 最大光学带隙达5.12eV。最优的薄膜表面粗糙度达0.401nm, 800nm波长处折射率为1.94。实验结果表明, 降低氧分压有利于溅射粒子动能增大、数量增多, 从而提升β-Ga2O3薄膜结晶质量、增加薄膜透射率和光学带隙; 适当提高氧分压则有利于改善薄膜表面平整度, 并提高致密度。
磁控溅射 晶体结构 光学特性 β-Ga2O3 β-Ga2O3 magnetron sputtering crystal structure optical properties
安徽升金湖是典型的长江中下游自然通江湖泊湿地, 是越冬候鸟尤其是珍稀鹤类的理想越冬地, 水利设施的修建改变了升金湖的自然连通状况, 使湖泊水位变化受人为控制, 继而引起景观格局变化, 从而影响越冬候鸟生境。 为探究水位波动对越冬候鸟生境影响规律, 基于Landsat-8(OLI)多光谱遥感影像对升金湖土地利用类型进行分类, 结合水位数据和候鸟种群特征数据, 选取景观斑块谱特征指数并对其分级, 分析不同水文期升金湖湿地水位变化规律, 探索湿地景观斑块谱特征时空变化特征, 探究不同水文时期自然湿地景观格局和越冬候鸟生境变化规律。 结果表明: 空间上该区域丰水期大斑块面积占优, 枯水期中等斑块面积达到峰值, 在退水期和枯水期景观格局分布良好, 景观整体表现出大斑块面积占优、 数量较少且形状复杂, 小斑块分布分散、 数量巨大且形状规则, 中小型斑块面积均匀, 形状各异。 时间上景观格局随水位变化, 斑块总数随水位升高先增后降, 小斑块数量变化最大且稳定性差易受水位波动影响; 水位对大斑块形状指数影响较大, 水位升高大斑块形状趋于复杂化, 涨水期和丰水期大斑块形状指数最大, 趋于狭长式分布, 景观边缘效应趋于明显, 内部结构异质性降低; 四个水文期香浓多样性指数分别为1.754 2(涨水期)、 1.571 7(丰水期)、 1.762 3(退水期)、 1.790 1(枯水期), 香浓多样性指数减小, 景观类型多样性趋于单一。 越冬候鸟生境面积与水位高低呈负相关, 草滩地、 泥滩地和芦苇滩地三种类型面积此消彼长并长期处于平衡状态, 草滩地面积在生境面积中占比最高起主导作用(68.01%), 总体生境面积在候鸟越冬末期(枯水期)达到峰值, 利于越冬候鸟觅食等行为活动。 基于此, 建议在越冬候鸟前期(8月—翌年1月)通过控水闸人为调控升金湖水位, 使各生境类型面积增加, 为越冬候鸟提供优质生境。
升金湖 多光谱数据 候鸟生境 景观斑块谱 Shengjin Lake Multispectral data Landsat-8 (OLI) Migratory bird habitat Landscape patch spectrum Landsat-8(OLI)
1 大连民族大学 物理与材料工程学院, 国家民委新能源与稀土资源利用重点实验室, 辽宁省光敏材料与器件重点实验室, 辽宁 大连 116600
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室, 吉林 长春 130033
采用水热合成法制备了八面体结构纳米CeO2∶Er3+, 并研究了稀土Er3+离子掺杂对CeO2纳米晶的结构以及发光特性的影响。所合成的CeO2纳米晶具有八面体结构, 结晶完好, 粒度均匀。XRD和拉曼光谱测试结果表明所制备的CeO2纳米晶为面心立方萤石结构, 稀土Er3+离子的掺杂在基质晶格中产生了氧空位缺陷, 并产生了晶格畸变。在980 nm激光激发下产生了稀土Er3+离子绿色(2H11/2,4S3/2→4I15/2)、红色(4F9/2→ 4I15/2)和近红外(4I11/2,4I13/2→4I15/2)发光。随着稀土Er3+离子掺杂浓度的变化, 样品的发光光谱在可见光和近红外光范围产生了不同的猝灭浓度, 这是由于掺杂浓度变化对Er3+-Er3+之间的交叉驰豫过程产生了影响, Er3+的能级布居变化引起了发光特性的改变。
纳米晶 水热合成法 发光 CeO2∶Er3+ CeO2∶Er3+ nanophosphor hydrothermal method luminescence
1 大连民族大学 物理与材料工程学院, 辽宁 大连 116600
2 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
采用高温固相法制备了一系列(Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+(0≤x≤0.25)绿色荧光粉, 并研究了Mg离子对(Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+的结构、荧光以及长余辉发光性能的影响。Mg离子取代Zn进入Zn2GeO4晶格, 形成(Zn1-x,Mgx)2GeO4固溶体, 并产生了晶格畸变。光谱分析结果表明, 样品中位于533 nm的绿色荧光源于Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁。随着Mg离子浓度的增加, (Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+样品的激发光谱出现了蓝移现象, 说明Mg离子进入到Zn2GeO4晶格中对其晶格结构产生了影响, 导致(Zn1-x,Mgx)2GeO4的带宽发生改变。发射光谱则表明Mg离子进入Zn2GeO4晶格引起Mn2+的4T1(4G)→6A1(6S)跃迁绿色荧光发光强度的增强。Zn2GeO4基质中的氧空位缺陷陷阱深度由于基质带宽的变化而变深, 样品具有良好的长余辉发光效果。通过热释光谱分析研究了材料中缺陷陷阱的特征, 进一步证实了(Zn1-x,Mgx)2GeO4中缺陷陷阱深度发生改变。根据光谱分析结果给出了(Zn1-x,Mgx)2GeO4∶Mn2+中荧光与余辉发光的产生机理。
长余辉发光 热释光 long-lasting phosphorescence (Zn1-x (Zn1-x Mgx)2GeO4∶Mn Mgx)2GeO4∶Mn2+ thermoluminescence
辽宁省光电薄膜材料重点实验室, 大连民族学院物理与材料工程学院, 辽宁 大连 116600
使用共沉淀法制备不同掺杂浓度的CeO2∶Eu3+的荧光粉, 并利用XRD, 激发和发射光谱对其光学性质进行了研究。 PL激发光谱中出现300～400 nm的源于基质CeO2的强吸收宽带以及较弱的Eu3+的7F0-5D2(467 nm) 吸收峰。 由于Ce4+和Eu3+半径十分接近, 因而Eu3+在CeO2中具有较高的固溶度。 当高浓度Eu3+掺杂CeO2时, 出现了7F0-5D2(467 nm) 吸收峰的极大增强。 在467 nm激发下获得了Eu3+的5D0—7F1(592 nm) 和5D0—7F2(612 nm)跃迁的特征红光发射。 与电荷迁移带激发下获得的红光相比, 在467 nm蓝光激发下获得的红光强度是其5倍。 7F0—5D2(467 nm) 的强电子吸收与蓝光LED芯片的输出波长相匹配, 在蓝光激发下获得明亮的红光发射。 因此, Eu3+掺杂CeO2荧光粉是一种有潜力的用于白光LED的红色荧光粉。
发光 白光LED CeO2∶Eu3+ CeO2∶Eu3+ Luminescence White-LED 光谱学与光谱分析
2015, 35(11): 3032
大连民族学院物理与材料工程学院, 辽宁 大连 116600
采用溶胶凝胶法制备了摩尔分数为2% Er3+-20% Yb3+共掺杂的(NaxLi1-x)YF4纳米晶粉末。随着Na+摩尔分数由x=0增加到100%，Er3+-Yb3+共掺杂(NaxLi1-x)YF4纳米晶相结构主要发生了由四方相LiYF4到单斜相LiNaY2F8再到六方相Na:YF4的转变。在976 nm半导体激光器激发下，Er3+-Yb3+共掺杂(NaxLi1-x)YF4获得了分别对应于Er3+的4G11/2→4I15/2、2H9/2→4I15/2、2H11/2/4S3/2→4I15/2和4F9/2→4I15/2跃迁的紫色、蓝色、绿色和红色上转换发光，且上转换发光强度随着Na+含量增加而逐渐增强。Er3+-Yb3+共掺杂(NaxLi1-x)YF4纳米晶上转换发光强度的变化与其相结构紧密相关。
材料 上转换发光 溶胶凝胶法 相结构 光学学报
2014, 34(s1): s116004
1 北京林业大学测绘与3S技术中心, 北京 100083
2 安徽农业大学理学院, 安徽 合肥 230036
用传统研究植被生物量实测的方法不仅耗时费力, 而且由于影响因子不易确定会导致预估精度不高。 选择永定河流域河北——北京段为研究区域, 以该地区2009年7月20日的TM影像数据为数据源, 结合当地分辨率为30米的数字高程模型(digital elevation model, DEM)数据和其他相关辅助解译资料, 并借助全站仪等高精度测量仪器进行外业调查, 归纳出永定河地区遥感因子与植被生物量可能存在的函数关系, 通过多元线性回归分析遥感影像因子并建立反演模型, 最后将反演模型进行精度分析。 通过将实测值和预测值分析对比, 得出反演模型总体相对误差为-0.025%, 平均相对误差为-0.016%, 总体预估精度高达84.56%。 模型的建立可对大范围流域生态环境因子进行及时、 快速、 准确地调查, 为永定河生态环境问题诊断提供实验数据。
永定河 植被 生物量模型 精度分析 Yongding River Vegetation Model of biomass Accuracy analysis 光谱学与光谱分析
2012, 32(12): 3353
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,中国科学院航空光学成像与测量重点实验室, 吉林 长春 130033
利用矩形靶标测量CCD相机的整机调制传递函数时，由于靶标与CCD像元之间存在初始角度误差与初始位置误差，实验测得的调制传递函数小于CCD相机实际调制传递函数。根据调制传递函数的定义，模拟CCD对具有初始角度误差与初始位置误差的矩形靶标成像，推导出了CCD像元的亮度分布公式，从而给出了调制度与初始角度误差和初始位置误差的关系，并分别对具有初始角度差、初始位置差的情况进行分析。最后利用像元间的亮度差推导出计算初始角度误差的理论公式并进行了仿真验证。
测量 初始误差 矩形靶标 调制传递函数测试 CCD相机 光学学报
2012, 32(12): 1204002
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林 长春 130033
针对红外航空相机所处的工作环境进行了研究，指出相机在高空工作时，温度和大气压力的变化会使相机的像点产 生变化，导致相机离焦，从而影响相机的成像质量。总结了关于温度和大气压力对相机成像质量的影响的规律。针对相机工作环境的特点，分别分析了 温度变化和大气压力变化引起相机离焦的规律，提出了近似计算方法，并对其进行了试验验证。对于不同种类的相机提出了相应的调焦补偿 方式，对红外相机的研制工作具有一定的参考价值。
温度 大气压力 调焦 分辨率 temperature atmospheric pressure focus resolution
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国科学院航空光学成像与测量重点实验室，吉林 长春 130033
2 中国科学院 长春光学精密工程与物理研究所，吉林 长春 130033
3 中国科学院 研究生院，北京 100039
由于多相位TDI CCD行间电荷转移引起的像移无法通过光、机、电等方法消除，本文研究了电荷转移对遥感相机成像质量的影响。首先，介绍了推扫式遥感相机的工作原理与前向像移补偿方法。接着根据TDI CCD行间电荷的转移方式，利用脉冲传递函数建立了电荷转移速度模型，并对TDI CCD电荷转移速度与景物像点移动速度进行了比较分析，揭示了TDI CCD电荷转移像移产生的原因。然后，建立了多相位TDI CCD电荷转移像移的调制传递函数，定量给出了二、三、四相位TDI CCD电荷转移像移引起的空间频率对比度损失。最后，搭建测试平台，采用胶片式遥感相机获取了奈奎斯特频率处的靶标图像，其分辨率为60 lp/mm，并比较了三、四相位TDI CCD电荷转移像移对靶标分辨率的影响。实验结果表明，提出的电荷转移像移模型与图像实验仿真结果相吻合。
时间延迟电荷耦合器件 遥感成像系统 电荷转移 调制传递函数 TDI CCD remote sensing imaing system charge transfer modulation transfer function 光学 精密工程
2011, 19(10): 2500
