作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学光电工程学院,广西 桂林 541004
2 南瑞电力信息有限公司,江苏 南京 210000
3 广西光电信息处理重点实验室,广西 桂林 541004
结构的手性在自然界中普遍存在,通常表现为不能通过平移或旋转与其镜像结构重合的现象。因为光谱探测技术能够反映光和物质相互作用产生的丰富信息,所以利用光学方法检测手性特征成为了探测和鉴别手性物质的常用手段。手性超表面能够通过人工设计达到极大的圆二色性(CD),是物质检测和传感领域的研究热点。设计了一种可动态调控CD响应,同时实现高传感性能的太赫兹手性超表面。该超表面以柔性材料为基底,前后表面为四重旋转对称的J型金属结构。仿真结果表明:该手性超表面在0.760 THz处能够产生高达0.805的强CD值;通过二维方向等比例拉伸,CD峰从0.760 THz红移至0.650 THz附近,且能保持很高的CD信号;同时,其传感灵敏度高达327 GHz/RIU,且在相对拉伸形变量高达20%的拉伸过程中仍能较好地保持手性响应和传感性能。所设计的手性超表面在动态多功能器件、可穿戴传感器领域具有潜在的应用价值。
手性超表面 柔性材料 圆二色性 太赫兹传感 
激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811019
王新强 1,*胡峰 1熊伟 2叶松 1[ ... ]王方原 1
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学, 广西 桂林 541004
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术, 它既具有拉曼光谱测量的非接触、 快速、 简单、 可重复、 无需样品准备等特点, 更具有空间外差的超光谱分辨率、 高通量、 无运动部件优点, 能在被测物质特征波长中心范围探测, 实现微弱拉曼光信号的直接测量。 由于被测信号微弱、 光学元件加工精度、 器件封装及仪器安装误差等原因, 会导致空间外差拉曼光谱仪(SHRS)接收到的干涉图存在光强分布不均匀、 干涉条纹倾斜或扭曲等现象, 从而使普通光谱恢复方法得到光谱信号准确度下降或无法识别。 根据SHRS探测到的干涉图所存在的误差特点, 将二维傅里叶变换应用于SHRS干涉图的光谱复原, 提出基于二维频域谱重采样的最强直线方向光谱提取方法, 以实现SHRS光谱的获取。 提取过程为: 将采集的目标干涉图进行二维傅里叶变换, 获得二维频谱图, 通过使用相同实验系统采集的单波长或多波长光源的二维频谱信号特征峰的位置信息, 拟合获取光信息强度最大方向直线方程。 然后根据该直线与目标二维频谱图各列交点坐标位置, 确定重采样贡献像元及权重。 对拟合直线方程经过的所有列像元进行重采样, 得到最终的光谱信号。 将该方法应用于自行搭建实验系统采集的三叶草干涉图数据, 同时与其他方法光谱复原结果进行对比。 结果表明: 与一维行平均光谱法比较, 该方法获取的光谱在探测波段中心区域信号强度更加明显, 同时消除了探测器热噪声的影响; 与二维频谱中心行直接提取法比较, 该方法是该方法的改进版本, 两者结果比较接近。 但是由于考虑到干涉条纹y分量的影响, 沿二维频谱信号最强方向重采样得到的最终光谱, 其主峰半峰宽更窄、 边频噪声强度更小, 且随着y分量的增加, 光谱复原效果及优势将越发明显。 该方法是空间外差拉曼光谱技术数据处理的一种有益补充与尝试。
光谱学 空间外差拉曼 干涉图 二维频谱图 Spectroscopy Spatial Heterodyne Raman Interferogram 2D Spectrogram 
光谱学与光谱分析
2022, 42(1): 93
王新强 1,2梁秋裕 1,2叶松 1,2王方原 1,2[ ... ]甘永莹 1,2,*
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004
2 广西光电信息处理重点实验室,广西 桂林 541004

二氧化碳(CO2)是造成温室效应的气体之一,其浓度的空间分布对气候预测和人类生产、生活的影响不可忽视,实现CO2浓度的准确反演有利于掌控全球CO2时空分布。但是在近红外波段,地表反射率的不确定对CO2浓度反演存在影响。引入比值法对卫星对地辐射光谱进行处理,验证吸收波段辐亮度比值与CO2浓度之间存在某种关系,该关系反演CO2浓度具有可行性。以MODTRAN4仿真的辐亮度光谱为数据源,选取4个特征吸收峰的光谱辐亮度比值与CO2浓度进行分析。结果显示,光谱辐亮度比值与CO2浓度存在近似线性关系,而且在6310 cm-1处的线性关系更为明显,误差仅有1.15%。然后通过设置不同的大气模式和气溶胶模式,进一步对辐亮度比值与浓度之比进行剖析,结果表明,在0.1~0.9反射率区间,两者呈高度相关,相关系数高达0.98,平均误差不超过2%。最后对实测数据进行相同处理,与仿真数据进行了对比。在4个波段的拟合中,6334 cm-1处拟合效果最好,线性关系达到了0.99,从另一方面说明了光谱辐亮度比值与CO2浓度存在线性关系,这种关系可以很好地应用于CO2浓度的反演,近似消除地表反射率影响。

大气光学 二氧化碳浓度反演 地表反射率 比值法 MODTRAN4 
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0101001
李洪阳 1,2黄巍 1,2张玉婷 1,2银珊 1,2,**[ ... ]杜浩 1,2
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004
2 广西光电信息处理重点实验室,广西 桂林 541004
提出了由一个竖直的锑化铟(InSb)棒和两个水平的InSb棒组成的F型电磁感应透明结构。利用时域有限积分法计算了该结构的电磁特性,计算后得知,竖直InSb棒为电磁感应透明中的明模,两个水平InSb棒为暗模。本文通过改变两个水平InSb棒的距离以及竖直InSb棒与水平InSb棒的间距研究了电磁感应透明窗口的变化趋势,结果发现,电磁感应透明窗口的透射振幅出现了从开到关的状态调制。同时,由于InSb具有温度敏感特性,因此升高InSb的温度,可使电磁感应透明窗口的中心频率向高频移动,实现了对太赫兹波的主动调谐。该研究结果在光信号处理、光存储和慢光器件等方面具有潜在的应用前景。
光谱学 太赫兹 电磁感应透明 锑化铟 主动调制 
激光与光电子学进展
2021, 58(5): 0530002
张赟佳 1王少飞 1钟高超 1韩森 1[ ... ]银珊 1,3,*
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院, 广西 桂林 541004
2 玉林师范学院广西高校复杂系统优化与大数据处理重点实验室, 广西 玉林 310027
3 桂林电子科技大学广西光电信息处理重点实验室, 广西 桂林 541004
设计了一种新型的微流控-超材料集成多带太赫兹传感器。模拟了该传感器在探测不同摩尔分数乙醇水溶液时的反射谱。结果表明,随着乙醇摩尔分数的升高,反射谱中四个共振峰的反射率逐渐减小,而峰位逐渐蓝移。分析了传感器共振峰的频率和反射率与乙醇摩尔分数的定量关系,并将其应用于乙醇水溶液的摩尔分数检测中。利用高频处的三个共振峰进行摩尔分数预测,其预测结果误差小于1%。以上结果有助于促进太赫兹时域光谱技术在快速、微量和实时的物质鉴定和生物传感中的应用。
太赫兹 超材料 微流控 传感器 
中国激光
2019, 46(6): 0614038

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