Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Wuhan 430074, China
2 Biomedical Engineering Department, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
3 RAYQUANT Technology Co., Ltd., Ezhou 436044, China
4 RAYSOLUTION Healthcare Co., Ltd., Hefei 230000, China
5 RAYMEASURE Technology Co., Ltd., Suzhou 215000, China
6 RAYCAN Technology Co., Ltd., Suzhou 215000, China
7 College of Computer Science and Software Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
Modern scintillator-based radiation detectors require silicon photomultipliers (SiPMs) with photon detection efficiency higher than 40% at 420 nm, possibly extended to the vacuum ultraviolet (VUV) region, single-photon time resolution (SPTR) < 100 ps, and dark count rate (DCR) < 150 kcps/mm2. To enable single-photon time stamping, digital electronics and sensitive microcells need to be integrated in the same CMOS substrate, with a readout frame rate higher than 5 MHz for arrays extending over a total area up to 4 mm × 4 mm. This is challenging due to the increasing doping concentrations at low CMOS scales, deep-level carrier generation in shallow trench isolation fabrication, and power consumption, among others. The advances at 350 and 110 nm CMOS nodes are benchmarked against available SiPMs obtained in CMOS and commercial customized technologies. The concept of digital multithreshold SiPMs with a single microcell readout is finally reported, proposing a possible direction toward fully digital scintillator-based radiation detectors.
silicon photomultiplier complementary metal-oxide semiconductor digital SiPM Chinese Optics Letters
2024, 22(2): 020021
1 西南科技大学环境与资源学院, 四川 绵阳 621010
2 宜宾学院资源与环境工程学院, 四川 宜宾 644007
3 西南科技大学国家城市污水处理及资源化工程技术研究中心, 四川 绵阳 621010
研究了厌氧-缺氧-好氧移动床生物膜(MBBR)工艺对校园污水的处理效果, 采用三维荧光光谱和紫外光谱分析了污水处理过程中溶解性有机物(DOM)的降解特性及其组成特征。 结果表明, MBBR对校园污水具有较好的去除效果, COD, NH3-N, TN, TP和DOC的去除率分别达到83.0%, 70.9%, 52.4%, 59.2%和62.2%。 三维荧光光谱显示有3个明显的特征荧光峰, 其中心位置分别在Ex/Em=230 nm/325 nm(T峰)、 Ex/Em=280 nm/350 nm(S峰)、 Ex/Em=350 nm/440 nm(R峰)附近, 污水中荧光类溶解性有机物主要包括类色氨酸(Trp)、 类溶解性微生物代谢产物(SMP)和类腐殖酸(HA)。 DOM特征荧光峰的中心位置及荧光强度随处理流程而变, 说明污水中DOM的组成和相对含量经MBBR处理后发生变化。 其中, 类色氨酸、 类溶解性微生物代谢产物荧光特征峰近乎消失, 表明MBBR对这两类有机物质去除效果显著; 溶解性微生物代谢产物荧光强度在厌氧池、 缺氧池、 好氧池分别为进水的37.1%, 20.3%, 13.1%, 表明MBBR的各生化阶段, 微生物均能很好的降解SMP; 但类腐殖酸(R峰)荧光强度降低较小, 微生物对类腐殖酸总的去除效果不明显。 在MBBR工艺流程中, DOM腐殖化指数HIX、 荧光指数FI、 生物源指数BIX均逐渐增大, 微生物对有机污染物降解起到了关键作用。 其中, HIX值在缺氧池、 好氧池、 出水中增大到4以上, 经MBBR处理后, DOM腐殖化程度和成熟度逐渐增加; 缺氧池、 好氧池及出水的荧光FI值接近1.9(分别为1.899, 1.881, 1.887), 说明其中类腐殖质有机物主要源于微生物代谢活动; 缺氧池、 好氧池及出水中DOM的 BIX值约为1.0(依次为0.985, 1.018, 0.979), 说明缺氧池、 好氧池及出水中DOM也主要源于微生物代谢或死亡。 污水的紫外特征值E250/E365随工艺流程逐渐减小、 SUVA254不断增大, 表明经MBBR处理后, 污水中DOM类型和含量均发生了较大变化, 有机物的共轭不饱和双键或芳香性基团增多, 聚合度、 腐殖化程度、 分子质量增大。
溶解性有机物 移动床生物膜 三维荧光 紫外光谱 校园污水 Dissolved organic matter Moving bed bio-film reactor Three-dimensional fluorescence spectrum Ultraviolet spectroscopy Campus sewage 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2160
中国科学技术大学光学与光学工程系,安徽 合肥 230026
将信号模场和增益离子横向分布函数引入功率传输方程,采用多环法计算少模 光纤放大器中信号及ASE的传输放大。 研究增益离子分布对模式竞争和信噪比(SNR)的影响。对照模型改进前后结果,给出两种模型各自适用范围。结果表明, 信号填充因子是表征不同模式在竞争中强弱地位的有效指标。增益离子集中掺杂有利于基模的放大和高阶模的抑制; 集中均匀掺杂60%～70%较利于基模选择；随着掺杂范围趋于集中, ASE显著降低,信噪比逐渐提高。
激光技术 模式竞争 分环法 放大的自发辐射 功率填充因子 laser techniques mode competition multilayer method amplified spontaneous emission filling factor
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Abstract
Institute of Photonics, Department of Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
We present a flat-top laser beam generation scheme using coherent beam combining of hexagonally arranged Gaussian lasers. To produce a beam with a flat-top profile, we optimize the amplitude and phase of each unit laser using the least-square method. Simulation results show that with 13 unit lasers, a beam with the flatness of less than 1% in the optimizing region can be achieved. The main lobe contains over 95% of the total power. The scheme requires no external beam shaping element and has the potential to be designed for high-power applications.
光束整形 相干合束 平顶光束 衍射光学 140.3298 Laser beam combining 140.3300 Laser beam shaping 050.1970 Diffractive optics Chinese Optics Letters
2010, 8(1): 45
1 武汉军械士官学校光电研究所, 湖北 武汉 430075
2 中国科学技术大学物理系, 安徽 合肥 230026
提出一种基于角锥互注入锁相的多路光纤激光器相干合成新技术, 分析了其锁相原理, 设计了基于球面角锥和平面角锥的两种多光束光纤激光器相干合成方案。开展了基于平面角锥互注入锁相的两路光纤激光器的相干合成实验, 成功实现了两路独立光纤激光器的注入锁定, 观察到波长锁定（中心波长稳定在1085.22 nm）、远场干涉条纹（可见度约0.5）、线宽压缩（44%）和功率合成效率大于1（120%）等现象, 获得了超过2.4 W的相干合成激光输出。在两路光纤激光器不同功率比例注入条件下, 研究了波长漂移的规律, 得到了波长漂移量与注入功率成反比的定性规律。
激光器 光纤激光器 激光相干合成 互注入锁相 角锥腔
