1 中国科学技术大学 生物医学工程学院，安徽 合肥 230026
2 中国科学院 苏州生物工程技术研究所，江苏 苏州 215163
3 长春理工大学 电子信息工程学院，吉林 长春 130022
4 季华实验室，广东 佛山 528200
5 徐州医科大学 医学影像学院，江苏 徐州 221004
对于高灵敏原子磁力计极弱磁测量，激光温度的精确稳定控制是一项必不可少的工作。激光温度不稳定会导致激光波长波动和漂移，从而降低原子磁力计的灵敏度。为了降低激光器温度波动对原子磁力计的影响，本文设计并实现了一个基于ADN8834温度控制芯片的高精度DBR激光器自动温度控制系统。首先，基于ADN8834和高精度模/数转换芯片LTC2377设计了温度反馈电路，成功采集到了与温度对应的模拟电压信号并将其转换为数字信号送入FPGA。然后，在FPGA中实现了增量式数字PID算法，自动计算温度控制信号。最后，设计了数/模转换电路将该温度控制信号转换为模拟信号传递给ADN8834，ADN8834输出加热或冷却信号来控制半导体热电制冷器，从而实现闭环温度自动控制。实验结果表明，当目标温度分别设定在20，25，30 ℃时，该温度自动控制系统的温度稳定性均在±0.005 ℃，测试DBR激光器输出波长稳定性范围为±2 pm。该激光器自动温度控制系统温度稳定性高，且操作方便，设计灵活，基本满足原子磁力计系统对激光温度控制器的要求。
ADN8834 数字PID算法 温度控制 半导体热电制冷器 ADN8834 digital PID algorithm temperature control TEC
1 河南农业大学机电工程学院, 河南 郑州 450002
2 河南农业大学理学院, 河南 郑州 450002
3 郑州轻工业学院材料与化学工程学院, 河南 郑州 450001
构建了一套由宽带光源、多通道精确定位机构及光纤光谱仪等组成的光学局域表面等离子体共振(LSPR)分析装置。采用Savitzky-Golay平滑算法对原始光谱数据进行预处理并建立拟合曲线,研究了粒径为5.0,13.5,25.5,41.0 nm的球形金纳米粒子(AuNPs)LSPR波长在不同折射率介质环境下的响应。结果表明:在相同的介质环境下,LSPR波长与粒径具有较好的正相关性,且共振波长与环境介质的折射率密切相关;对于粒径为25.5 nm和41.0 nm的AuNPs,得到的折射率灵敏度分别为59.46 nm/RIU和70.38 nm/RIU。该装置将多通道定位机构与光纤光谱仪相结合,光谱信号的获取无需进行冗长的波长扫描过程,为开展LSPR研究提供了一种低成本、快速的光学检测系统。
传感器 光学传感 局域表面等离子体共振 多通道分析装置 精确定位 环境介质 金纳米粒子
1 河南农业大学机电工程学院, 河南 郑州 450002
2 江西省烟草公司抚州市公司, 江西 抚州 344000
3 生物质能源河南省协同创新中心, 河南 郑州 450002
农业领域中对植株元素的快速检测和实时监控十分重要。 采用Nd∶YAG激光器和中阶梯ICCD光栅光谱仪获取金属元素Cu等离子体谱线。 为研究激光诱导击穿光谱(laser induced break-down spectroscopy, LIBS)金属元素Cu定量分析的标定曲线和等离子体参数, 制备Cu含量范围为8.59～156.35 μg·g-1烟叶样品进行实验。 实验结果表明烟叶中金属元素Cu特征谱线324.75 nm处干扰小、 谱线明显。 烟叶样品受激发产生等离子体温度为39 458.94 K, Cu等离子体电子密度为0.74×1016, 谱线强度和样品浓度建立的标定曲线相关系数r为0.98, 平均相对标准偏差RSD(relative standard deviation)为2.59%, Cu含量理论最低检测限为7.72 μg·g-1, 谱线信噪比(SNR)为7.86。 激光诱导击穿光谱方法可以应用于卷烟生产线在线检测金属元素Cu含量和监测烟叶中金属元素Cu对烟草生长的影响。
激光诱导击穿光谱(LIBS) 烟叶 等离子体 最低检测限 Laser-induced breakdown spectroscopy (LIBS) Tobacco leaves Plasma Limit of detection (LOD) 光谱学与光谱分析
2017, 37(10): 3214
