1 北京科技大学数理学院, 北京 100190
2 中国人民解放军总医院神经外科医学部, 北京 100853
针尖增强拉曼散射技术是一种具有高灵敏、高空间分辨率的表征技术, 作为非接触式无损检测系统, TERS已逐渐成为了许多学科领域的研究热点。本文介绍了TERS技术原理与金属针尖的特点, 对TERS技术在物质和生命科学的研究进展进行了综述, 并对TERS技术在教学科研与学科交叉方面的应用进行了分析, 探讨了TERS技术在化学、物理、生物医学和学科教研融合方面的应用。这些研究进展为TERS技术在物质科学研究以及教育科研中的应用提供了重要的参考, 有助于推动TERS技术进一步的发展和应用。
针尖增强拉曼光谱 光学散射 无损检测 tip-Enhanced Raman Spectroscopy optical scattering non-destructive detecting
1 太原理工大学机械与运载工程学院, 山西 太原 030024
2 先进金属复合材料成形技术与装备教育部工程研究中心, 山西 太原 030024
3 山西航天清华装备有限责任公司, 山西 长治 046012
4 太原科技大学机械工程学院, 山西 太原 030024
5 山西省检验检测中心, 山西 太原 030001
利用激光超声技术, 研究生产中常见的弧形表面缺陷的无损检测方法。首先基于热弹机制建立弧形表面缺陷检测的有限元仿真模型, 探究不同尺寸参数的缺陷对表面波反射回波及透射波的影响; 然后采用经验模态分解法对带有缺陷信息的反射回波和透射波信号进行了分解, 提取相应特征频率的信号进行叠加; 最后根据超声特征参数的变化规律, 建立了缺陷深度的预测模型。结果表明, 利用透射波特征参数计算得到的缺陷深度与实际缺陷深度相比的最大误差仅为0.6%, 因此提出的预测模型具有较高的精度, 可用于弧形表面缺陷的现场检测。
激光超声 经验模态分解 缺陷检测 有限元分析 表面波 laser ultrasound empirical mode decomposition defect detecting finite element analysis surface wave
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
随着太赫兹技术、低温电子学和射电天文学的发展, 对可低温环境下工作的集成封装式跨阻放大芯片的需求增加。本文针对一种 Ge-Si基底型跨阻放大器, 主要研究了其深低温环境下的电学性能, 获得了 8K温度下放大器芯片的典型端口电流-电压特性曲线和增益曲线, 得到了在 0.1~3 GHz频带内较为平坦的增益效果; 为了验证其对太赫兹光电信号的放大功能, 将该跨阻放大器与太赫兹量子阱探测器集成封装, 并搭建了太赫兹脉冲激光探测系统, 在 8K温度下实现了对脉宽 2 μs太赫兹光电探测信号的有效放大, 跨阻增益约 560 Ω, 电流放大增益为 1.78 mA/V。上述研究成果首次验证了商用跨阻放大器在深低温环境下应用的可行性, 为太赫兹高速探测与高频通信领域的集成跨阻放大提供了一种有效技术手段。
太赫兹探测 高速封装 跨阻放大器 低温放大技术 terahertz detecting high-speed packaging transimpedance amplifier cryogenic amplification technique 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(1): 16
1 海军航空大学, 山东 烟台 264000
2 中国人民解放军91776部队, 北京 100000
针对可再入跨介质无人飞行器性能特点, 提出了其作战应用场景和应用设想, 并从可再入跨介质无人飞行器对探测窗口影响、对拦截跟踪的影响、对作战资源的影响、突防效能以及战场生存能力等几个方面, 对其战场优势及作战效能进行建模分析及仿真验证。
无人飞行器 跨介质 可再入 探测窗口 作战效能 unmanned aerial vehicle cross-medium reentry detecting window operational effectiveness
1 中国人民解放军63963部队，北京 100072
2 陆军某部，北京 100072
3 四川天微电子股份有限公司，四川 成都 610200
火情探测是特种车辆灭火抑爆系统的重要组成部分，火情探测能力的高低直接影响车辆及其内部乘载员的安全。现有动力舱火情探测系统主要利用温度传感器和非成像光学火情探测器，但由于动力舱结构复杂，环境恶劣，基于温度传感器的动力舱火情探测系统由于无法实现舱内空间全覆盖安装，因此容易产生火灾漏报现象，而非成像光学火情探测器由于灵敏度过高容易产生火情误报现象，动力舱应用甚少。与现有动力舱火情探测系统不同，设计了红外成像火情探测系统，采用测温热像装置和测温显控装置，能够实现对动力舱一定目标空间内的实时温度监控，通过温度识别算法和设定预警温度阈值、报警温度阈值，实现了高温预警功能和火灾报警功能。利用标准火焰测试平台对探测系统进行了实验测试，结果表明红外成像火情探测系统的火灾响应时间小于5 s，满足国军标的要求。该系统将火灾发生后的报警提升到火灾发生前预警，能够有效避免动力舱火灾漏报问题，保护特种车辆内部人员安全。
火情探测 红外成像 动力舱 高温预警 火灾报警 fire detecting infrared imaging technology engine bay fire early warning fire alarm 红外与激光工程
2022, 51(5): 20210384
1 中国科学院云南天文台，云南 昆明 650216
2 中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室，江苏 南京 210023
为了提高中国科学院云南天文台1.2 m望远镜激光测距平台对空间碎片的监测能力，开展了白天空间碎片激光测距技术与方法研究。首先，分析了利用云南天文台现有的1.2 m望远镜激光测距试验平台开展白天空间碎片激光测距的可行性。然后，对白天空间碎片激光测距关键问题进行了分析并提出解决措施。通过白天空间碎片激光测距试验，获得了一部分空间碎片激光测距数据，所测量空间碎片的雷达散射截面范围为9.0~20.0 m2、近地点范围为400~900 km、远地点范围为500~900 km。结果表明：云南天文台空间碎片激光测距平台具备空间碎片白天激光测距的潜力，可为后续开展全天时空间碎片激光测距研究提供技术支持。
测量 激光测距 空间碎片白天激光测距 单光子探测技术 激光与光电子学进展
2022, 59(11): 1112003
广西科技大学生物与化学工程学院, 柳州 545006
以土豆为碳源采用水热法合成了发光碳量子点(CQDs), 向体系中加入碳酸锰, 合成了锰掺杂的CQDs(Mn-CQDs)。用透射电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、红外光谱等对样品进行了表征。结果表明: CQDs和Mn-CQDs为球状, 平均粒径3~5 nm；Mn掺杂增强了CQDs的荧光强度及稳定性；CQDs和Mn-CQDs最大激发波长分别为435 nm、395 nm, 对应的发射波长分别为525 nm、465 nm。将CQDs、Mn-CQDs用于金属离子检测, 它们都对Ag+具有很好的选择性, 对Ag+的检测限分别为0.064 μmol/L、0.027 μmol/L, 表明CQDs、Mn-CQDs可应用于水介质中Ag+的痕量检测, Mn-CQDs具有更高的灵敏度。
碳量子点 土豆基碳量子点 水热法 Mn掺杂 痕量检测 银离子检测 carbon quantum dot potato-based carbon quantum dot hydrothermal method Mn doping trace detection Ag+detecting
光子学报
2021, 50(12): 1201001
1 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
利用提拉法生长了Si4+共掺杂Yb∶YAG单晶, 该晶体属于立方晶系, Oh10-Ia3d空间群。掺杂的Si4+没有改变YAG的晶体结构, 但是影响了发光离子的价态。吸收光谱表明Si4+的引入使得Yb2+含量增多, 这是由于Si4+引入了过量的电荷, 为满足电价平衡, Yb3+转换为Yb2+。Yb2+的出现降低了Yb∶YAG的发光强度。稳态X射线激发发射光谱结果表明Si4+共掺杂Yb∶YAG晶体的发光强度是Yb∶YAG的63%, γ射线激发下的光产额降至原来的40%。此外, 由于原料中含有多种Yb的同位素, Yb∶YAG除了可以被X射线、γ射线激发出荧光外, 还可以与中子发生核反应产生带电粒子, 进而引起次级反应产生荧光。荧光的产生仍然由Yb3+决定, 因此, Si4+掺入也降低了中子探测灵敏度。
Si4+掺杂 Yb∶YAG晶体 提拉法 闪烁性能 探测灵敏度 Si4+ doping Yb∶YAG crystal Czochralski method scintillation property detecting sensitivity
南京林业大学信息科学技术学院, 江苏 南京 210037
近年来,光谱技术发展极为迅速,可利用物质对光的吸收、反射和透射等特性对物质进行定性和定量分析,是一种快速无损检测技术,被广泛应用于农产品的检测研究。核桃,作为我国栽培历史悠久的一种营养价值丰富的重要农产品,众多学者对其进行了长期而深入的研究。从品种鉴别、长势监测、品质鉴定、分选加工4个方面总结了高光谱和红外光谱技术在核桃检测领域的研究进展,并对比分析了各种光谱检测技术的优劣,提出了核桃相关检测中尚存的问题,并对核桃无损检测研究的发展前景进行了展望。
光谱学 光谱技术 无损检测 核桃 高光谱 红外光谱技术 激光与光电子学进展
2021, 58(22): 2200003
