河南科技大学 物理与工程学院 洛阳市光电功能材料重点实验室, 河南 洛阳 471003
制备了胶体晶体,并利用胶体晶体的光子带隙对折射率传感进行了实验研究。从理论上分析了胶体晶体光子带隙中心波长的变化与折射率的关系。通过设计模具制备了胶体晶体-光纤结构,用扫描电镜对胶体晶体的表面进行了观察,并测量了胶体晶体的光子带隙的位置。结果表明胶体晶体的光子带隙的测试结果与理论分析相一致。设计了实验装置,利用光纤间的耦合对胶体晶体的光子带隙的变化进行了测试和分析。结果表明SiO2胶体晶体光子带隙的中心波长为1445.5nm,且在不同折射率液体环境下,其中心波长发生移动,能够形成新的传感机理。对胶体晶体在液体传感上的应用进行了探索。
胶体晶体 折射率 传感 光子带隙 colloidal crystals refractive index sensing band-gap
1 河南科技大学物理与工程学院洛阳市光电功能材料重点实验室, 河南 洛阳 471003
2 南京师范大学物理科学与技术学院江苏省光电技术重点实验室, 江苏 南京 210046
提出了一个简单的基于洛伦兹力的方法来测量电流的光纤传感器。将两个铜载流导线被平行固定在绝缘的螺旋弹簧上，将两根光纤分别垂直固定在该载流导线上，载流导线通上电流时，导线间就会存在洛伦兹力的作用，从而引起弹簧变形，也就导致了光纤端面间距的变化。根据当前光谱的变化测得电流的大小及其变化。利用该实验装置对电流范围为1~5 A的电流进行了传感测量，时间响应大约为0.1 s，分辨灵敏度为10 nm/A。采用的弹簧的倔强系数K=0.1 N/m时，该装置的可测量程约为155 A。结果表明该装置简单易行并在较高电流环境中具有很好的应用价值。
光纤光学 光纤传感器 电流 法布里珀罗腔 洛伦兹力 光学学报
2014, 34(s2): s206005
河南科技大学 物理与工程学院应用物理系,洛阳市光电功能材料重点实验室, 河南 洛阳 471003
研究了基于迈克尔逊干涉条纹对比法测量微位移的实验。用He-Ne激光器、反射镜和分束镜组成的干涉光路, 其中一个反射镜固定在被测物体上, 通过被测物体的移动带动反射镜移动使干涉光路发生变化, 从而导致干涉条纹的改变。在形成干涉条纹的位置利用线阵CCD采集干涉条纹图像, 用序列图像对比的方法对图像进行处理和计算, 得出被测物体的微位移。实验表明利用序列图像对比的方法测量微位移, 方法切实可行、测量准确度高、测量的精度能够达到微米量级。
相干光学 微位移 线阵CCD 图像分析 coherence optics micro-displacement linear CCD image analysis
1 河南科技大学物理与工程学院， 洛阳市光电功能材料重点实验室， 河南 洛阳 471003
2 南京师范大学物理科学与技术学院， 江苏省光电技术重点实验室， 江苏 南京 210046
3 南昌大学物理实验中心， 江西 南昌 330031
研究了基于法布里珀罗(F-P)腔的干涉光纤瓦斯传感系统。利用微电子机械系统(MEMS)技术在硅片上制作含笼形分子A的聚合物，然后与光纤端面构成F-P腔。 基于笼形分子A的聚合物对瓦斯吸收和敏感的特性，通过分析干涉波长峰值的变化，获得浓度与波长的关系。从理论上分析了传感机理和通过瓦斯传感实验评价传感性能，以瓦斯气体样品验证其有效性。测量并对数据分析处理，解调出包含在干涉信号中的信息。实验结果表明，该传感器具有高的灵敏度和可靠性，并且该传感器具有较快的响应时间。
测量 光纤传感器 笼形分子A 法布里珀罗腔 干涉 中国激光
2012, 39(s2): s208004
河南科技大学物理与工程学院, 河南 洛阳471003
利用紫外CCD光学多道分析器, 测量了云覆盖条件下的太阳紫外辐射光谱, 着重研究了云对太阳紫外辐射光谱的影响。 光谱分析结果表明, 太阳紫外辐射光谱强度受云的影响而衰减: 太阳紫外辐射光谱强度衰减依赖于波长, 且随波长的递减而减小; 云量越大, 衰减越强; 波长在315 nm以下波段的太阳紫外辐射光谱强度受云影响相对较小。 研究结果有较重要的实际应用价值: 利用太阳紫外辐射光谱研究大气成分时, 应该选择受大气环境影响较小波段的太阳光谱进行研究。
云 紫外 光谱 衰减 Cloud Ultraviolet Spectra Attenuation
1 河南科技大学物理系, 洛阳 471003
2 四川大学物理系, 成都 610064
本文研究了利用天空光光谱反演大气成分的方法中,参考光谱对测量结果的影响。分析了中午的天顶光光谱、实时采集的天顶光光谱对信号的影响,提出了针对空间任意方向的大气污染(尤其局部的突发性污染),实时采集的低污染区天空光光谱是具体研究污染最合适的参考光谱。其结果为将该方法应用于监测大气环境提供了依据。
光谱 天空光 大气 污染 参考光谱 spectrum sky-light atmosphere pollution reference spectrum
河南科技大学物理与工程学院， 河南 洛阳 471003
利用自行研制的紫外CCD光学多道分析器对太阳紫外辐射光谱进行探测。对太阳紫外辐射光谱进行的初步分析表明：太阳紫外辐射在一天内早晚小中午大，与太阳天顶角（SZA）变化呈相反相关；不同波段的辐射量不同，长波段的辐射量一般比短波段的辐射量大；太阳紫外辐射光谱强度受云的影响而衰减，且衰减依赖于波长，随波长的递减而减小。紫外CCD光学多道分析器不仅能够用于监测太阳紫外辐射总辐射量，而且可以精确分析各波长的辐射量，以及在不同大气状况下各波长辐射量的相对变化情况。
大气光学 太阳紫外辐射光谱 CCD光学多道分析器 激光与光电子学进展
2010, 47(11): 110101
研究了一种用地基天顶光-天空光光谱数据反演大气NO2倾斜柱体密度的有效方法。 利用该方法计算了同一方位不同倾角（10°～85°)下的倾斜柱体密度(在0.5～11×1016 molecule·cm-2范围）， 以及同一倾角不同方位的NO2倾斜柱体密度（1016～1017molecule·cm-2量级）。 结果与实际大气状况有很好的相关性。 不同方位及倾角的NO2倾斜柱体密度不同， 体现出角空间分布特征。 该方法中， 由同一仪器同时采集天顶光光谱和其他方向的天空光光谱， 提高了测量准确度。 该方法有利于实时监测空间任意方向NO2的含量， 尤其靠近地面的NO2局部污染， 更适合多阴雨地区（在地面上很难采集到良好的直射太阳光谱）的污染监测。
天顶光光谱 天空光光谱 大气NO2 角空间 Zenith-light spectra Sky-light spectra Atmospheric NO2 Angle spatial distribution 光谱学与光谱分析
2009, 29(7): 1901
本文报道成都地区天空光光谱的测量与分析.测量了不同方位不同倾角的天空光谱,测量结果表明,同一天中天空光光谱分布基本保持不变,不同时段,不同方位和不同倾角的天空光光谱强度不同.与天顶角为零的天空光谱(天顶光谱)比较,不同方位和不同倾角的天空光谱中包含了大气吸收的有用信息,可用于大气污染状况的研究与分析.
天空光谱 方位角 倾角 大气污染
本文报道成都地区紫外UV-B辐射的系统测量与分析.成都地区地面紫外UV-B辐射存在明显的日变化、月变化、月际变化特征:晴天紫外UV-B辐射早晚小,中午大,日最大值为3.65 W/m2,日最小值为0.4167 W/m2;UV-B辐射月最大值为3.67 W/m2,最小值为1.67 W/m2,月变化达1.7 W/m2;2006年7月正午紫外UV-B辐射比2005年12月高出3.63 W/m2.夏季晴天正午地面UV-B辐射最大值为3.93W/m2,远小于中国其他城市的辐射量.而成都位于四川盆地,以多云多雾天气为特征,不同云雾量对紫外辐射有不同程度的衰减,因此成都地区地面实际的紫外辐射相对较弱.
紫外UV-B辐射 成都 云 雾
