中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
持续一年的新冠疫情对全球的经济造成了巨大破坏, 为了有效控制新冠疫情, 快速检测新冠病毒(SARS-CoV-2)是一个急需解决的问题。 新冠病毒的刺突蛋白(spikeprotein)是拉曼光谱技术检测新冠病毒的检测点, 构建刺突蛋白拉曼特征峰模型对于发展拉曼检测技术快速检测新冠病毒具有重要作用。 基于简化的激子模型, 利用深度神经网络技术, 构建了刺突蛋白的酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰模型, 并结合已知可以感染人类的七种冠状病毒(HCoV-229E, HCoV-HKU1, HCoV-NL63, HCoV-OC43, MERS-CoV, SARS-CoV和SARS-CoV-2)刺突蛋白的实验结构, 分析了七种冠状病毒刺突蛋白酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰的区别。 计算结果表明, 七种冠状病毒可以根据毒刺突蛋白的酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰划分为四个组: SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV形成一个组; HCoV-HKU1, HCoV-NL63形成一个组; HCoV-229E和HCoV-OC43各自独立形成一个组。 相同组的冠状病毒刺突蛋白酰胺Ⅰ、 Ⅲ峰频率较为接近, 通过酰胺Ⅰ、 Ⅲ峰的频率较难区分刺突蛋白; 不同组的冠状病毒刺突蛋白酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰差异较大, 刺突蛋白可以通过拉曼技术区分开来。 该结果为发展拉曼检测技术快速检测新冠病毒提供了定性判断的理论依据。
冠状病毒 刺突蛋白 拉曼光谱 酰胺Ⅰ、 Ⅲ峰; 深度学习 Coronavirus Spike protein Raman spectrum Amide Ⅰ Ⅲ peak; Deep learning 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2757
强激光与粒子束
2021, 33(11): 119001
强激光与粒子束
2020, 32(6): 069001
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 绵阳 621900
为了获得用于高功率激光放大器的单层宽带增透膜, 采用有机聚合物聚乙烯吡咯烷酮掺杂调控二氧化硅胶体生长制备了粒度分布更宽广的稳定胶体体系, 通过提拉镀膜工艺, 制备了单层增透膜。采用粒度仪和粘度仪监测胶体的性质, 用分光光度计测量了膜层透过率, 并用X射线能谱分析了膜层结构。结果表明, 聚乙烯吡咯烷酮引入胶体中使得胶体粒度分布更宽, 所得膜层具有折射率渐变特性, 因而膜层具有宽带增透的效果; 膜层在550nm～950nm连续波段内透射率不低于99%。单层宽谱增透膜层不需后处理就可投入使用, 膜层性能稳定, 满足了激光装置片状放大器的运行要求。
薄膜 二氧化硅 宽谱增透膜 放大器 高功率激光器 thin films SiO2 broadband antireflection coating amplifier high power laser
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
通过理论模拟与实验相结合, 研究了以双层膜的方式实现三波长增透的途径。以正硅酸乙酯为前驱体, 采用酸催化与碱催化溶胶混合的方式调控了溶胶折射率, 并配制了双层复合膜所用的两种溶胶, 制备出了351 nm处透过率大于99.5%, 527 nm透过率大于98%, 1053 nm透过率大于98%的三波长增透膜。用扫描电镜、原子力显微镜观测了膜层结构, 用椭偏仪和分光光度计对膜层性能进行了表征。三波长增透膜对高功率激光装置的运行性能提升起到了积极的促进作用。
溶胶-凝胶 增透膜 双层膜 三波长增透 sol-gel antireflective film two-layer three-wavelength antireflection 强激光与粒子束
2015, 27(1): 014101
1 西华师范大学 物理与电子信息学院， 四川 南充 637009
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
采用提拉法在硅基底上制备了多孔溶胶凝胶SiO2膜，用椭偏法测量薄膜的厚度与折射率，考察了提拉速度和胶体浓度对膜层厚度与折射率的影响。对厚度与提拉速度的关系进行线性与幂函数拟合，并比较分析两种拟合的关系及其对工艺流程的作用。比较了不同浓度胶体所得到的同一厚度薄膜的折射率变化规律。结果表明: 对于同一胶体浓度下薄膜厚度与提拉速度的正相关关系，线性拟合相比幂函数拟合可以更好地解释实验结果的规律性。同时，折射率在一定范围内也会随着提拉速度的增加而减小。镀同一厚度膜时，浓度大的胶体膜层折射率大。通过对提拉速度和胶体浓度的控制可以得到理想的薄膜厚度与折射率。
提拉法 SiO2膜 薄膜厚度 折射率 dip coating process silica film thickness refractive index 强激光与粒子束
2014, 26(7): 072005
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 四川 绵阳 621900
采用溶胶-凝胶技术制备了二氧化硅增透膜，通过向溶胶中添加高分子聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，调控胶体的粒径，进而控制膜层微观结构，研究膜层微观结构与激光损伤阈值的关系。纳米粒度仪和扫描探针显微镜测试表明：PVB加入溶胶后，控制了二氧化硅胶粒的生长，使二氧化硅胶粒生长更均匀，因而膜层的微观结构更均匀。当PVB质量分数为1%时，胶体粒径为15 nm，分散系数小于0.1。用该胶体镀膜，膜层均匀，表面粗糙度小于3.25 nm。并且PVB加入后增加了膜层胶粒间的黏附性，使得膜层强度增大。PVB加入使膜层的激光损伤阈值有所增加。当PVB的添加量为1%时，膜层的激光损失阈值从30.0 J/cm2 增加到40.1 J/cm2。膜层激光损伤阈值的增加与膜层微观均匀性和物理强度的增加有关。
二氧化硅增透膜 激光损伤阈值 微观结构 溶胶-凝胶 antireflective silica film laser induced damage threshold film microstructure sol-gel
1 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心， 绵阳 621900
2 电子科技大学 物理电子学院， 成都 610054
为了提高溶胶-凝胶SiO2增透膜的持效疏水性，以乙醇为溶剂，正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷在氨水催化下共水解-缩聚制备了甲基化氧化硅溶胶，然后采用提拉法在洁净的K9玻璃基片上双面镀单层膜。用傅里叶红外光谱仪分析了膜层的化学成分，用接触角测量仪测量了膜层的接触角，用紫外-可见分光光度计测量了膜层的透光率，用椭偏仪测量了膜层的厚度和折射率，并且报道了膜层疏水的持久性。结果表明,共水解膜层具有良好的透光率，峰值透光率可达99.5％；膜层与水的静接触角可达130°；膜层具有持久的疏水性能，疏水性能在相对湿度为90％的环境中可保持5月之久，克服了一般疏水膜疏水效果不持久、不能应用于实际的缺点。
薄膜 持效疏水 溶胶-凝胶 二氧化硅 thin film durably hydrophobic sol-gel SiO2
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
以正硅酸乙酯为前驱体, 采用氨水为催化剂配制SiO2溶胶, 在胶体陈化过程中掺入十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷对胶体进行改性, 并采用溶胶-凝胶法在K9基片上制备了改性的二氧化硅增透膜, 用红外光谱仪、分光光度计、原子力显微镜、椭偏仪、静滴接触角测量仪、N2吸附-脱附对膜层性质进行了分析。结果表明：掺氟的二氧化硅膜层增透膜峰值透光率为99.7%；与水的接触角为129°；与二甲基硅油的接触角达到86°；膜层真空抗污染能力比掺氟前大大提高。
溶胶-凝胶 掺杂 二氧化硅 增透膜 抗污染能力 sol-gel doping silica antireflective coating contamination resistant capability
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
分别以丙醇锆和正硅酸乙酯为原料,采用溶胶-凝胶工艺制备了性能稳定的ZrO2和SiO2溶胶。用旋转镀膜法在K9玻璃上分别制备了SiO2单层膜、ZrO2单层膜和ZrO2/SiO2/ZrO2三层膜。采用椭偏仪测量薄膜的厚度与折射率,用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透过率,利用TFCalc_Demo模系设计软件,采用三层理论模型对薄膜的透过率进行模拟,用扫描电镜(SEM)观察了三层膜的断面结构,用X射线光电子能谱仪(XPS)测量了薄膜的成分随深度方向的变化,进一步验证了ZrO2/SiO2/ZrO2三层膜之间的渗透关系,同时对多层膜的界面结构探测方法起到了借鉴作用。
椭偏仪 多层膜 溶胶-凝胶 渗透 透射率 ellipsometer multi-layer film sol-gel infiltration transmittance
