刘小峰 1,**†王林 1†邱建荣 2,*
作者单位
摘要
1 浙江大学材料科学与工程学院,浙江 杭州 310027
2 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,浙江 杭州 310027
等离激元纳米材料的光致发光已经成为等离激元的一个基本性质。近20年来,这一现象在各种不同结构、不同材料的等离激元材料中被观察到。本文简要介绍了等离激元光致发光的实验研究进展,重点讨论了目前所提出的等离激元光致发光中的几种代表类型,并对这些不同类型的光致发光的光物理过程进行了简要的分析。在此基础上,本文介绍了近年来等离激元材料光致发光在传感、生物成像等领域的前沿应用。最后,本文简要总结了等离激元材料光致发光的研究进展和所面临的问题,并对这一光物理过程以及未来的研究方向进行总结和展望。
等离激元 光致发光 跃迁 纳米材料 plasmons photoluminescence optical transitions nanomaterials 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0316001
作者单位
摘要
三峡大学电气与新能源学院, 湖北 宜昌 443000
在激光供能无人机中, 激光跟瞄无人机光伏电池板的方法成为关注热点之一。针对激光跟瞄无人机存在跟踪偏差大的问题, 提出基于改进蝴蝶优化的粒子滤波算法。首先在蝴蝶优化算法初始化阶段引入对立学习策略, 改善算法寻优性能; 其次将蝴蝶优化算法位置更新公式进行优化, 提升算法寻优速度; 最后将引入蝴蝶优化算法的粒子滤波算法应用于激光供能无人机的跟瞄中, 实现激光对无人机光伏电池板的最优跟踪。MATLAB结果表明, 基于改进蝴蝶优化的粒子滤波算法在激光跟瞄过程中可以提高激光器发射激光的准确度, 有效减小跟瞄误差, 改善激光跟瞄无人机光伏电池板的效果。
无人机 激光供能 跟瞄方法 粒子滤波 蝴蝶优化算法 UAV laser energy supply tracking method particle filter butterfly optimization algorithm 
应用激光
2023, 43(3): 0163
作者单位
摘要
国家海洋环境监测中心, 辽宁 大连 116023
入海河流是陆源污染物向海洋输送过程的关键环节, 其富营养化对区域生态环境及人类生活安全构成严重威胁。 由于习近平生态文明思想的深入贯彻, “河长制”、 “湾长制”等管理制度的广泛推行, 以及污染防治攻坚战的全面打响, 入海河流与近岸海域的水质状况得到稳步改善, 但仍存在波动, 污染防治形势依然严峻, 实时有效的大范围遥感监测能力亟待加强。 随着近年来高分卫星与无人机遥感技术的迅速发展, 如何将定量遥感技术应用于河流水体的生态环境要素监测, 从而推进污染防治水平进一步提升已成为该领域研究热点。 基于2022年6月期间在连云港境内蔷薇河、 临洪河、 古泊善后河及灌河获取的叶绿素a、 总磷、 总氮浓度等实测数据, 并采用Sentinel-2A MSI L2A卫星影像, 开展了连云港主要入海河流叶绿素a及综合营养状态指数[TLI(Σ)]遥感定量反演研究。 结果表明, 叶绿素a浓度、 综合营养状态指数与可见光波段反射率的相关性明显高于其他波段, 尤以490、 560、 665 nm三个波段最佳, 其中R(λ)与Chl a的相关系数分别为-0.697、 -0.681、 -0.693, R(λ)与TLI(Σ)的相关系数分别为-0.728、 -0.744、 -0.706, 可作为建模的敏感波段; 经反演模型的精度对比发现, 以R(665)为自变量, 在叶绿素a浓度对数坐标下的乘幂模型为其遥感定量反演的最优模型(R2=0.67, MAPE=47.34%, RMSE=12.89 μg·L-1), 而以R(560)为自变量的乘幂模型是综合营养状态指数遥感定量反演的最优模型(R2=0.61, MAPE=4.36%, RMSE=3.45); 将最优模型应用于2022年6月25日Sentinel-2A MSI L2A影像, 得到连云港主要入海河流叶绿素a浓度和综合营养状态指数的空间分布结果, 发现蔷薇河/临洪河、 古泊善后河及灌河均处于富营养化状态, 叶绿素a浓度和综合营养状态指数均以蔷薇河/临洪河最高, 古泊善后河次之, 灌河最低, 且河流上游反演结果普遍高于下游。
叶绿素a 综合营养状态指数 遥感定量反演 入海河流 连云港 Chlorophyll a Trophic level index Remote sensing quantitative retrieval Seagoing rivers Lianyungang 
光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3314
作者单位
摘要
衢州职业技术学院 信息工程学院,衢州 324002
为了实现红外波段的双频带完美吸收,采用将不同电子掺杂浓度的单层带状黑磷在同一平面内交错排列的方法,进行了理论分析和仿真模拟,得到了此器件在红外波段的吸收光谱和传感性能。结果表明,此吸收体可以在波长2 μm~5 μm的红外波段范围内实现双频带的完美吸收(吸收率大于99.9%),此高吸收率是由于入射光波与器件满足了临界耦合条件而形成了共振加强; 在共振波长处,光波被限制在黑磷附近; 此超材料吸收体的双频带特性在其作为传感器使用时具有独特的优势,可以提高传感器的可靠性和准确性; 吸收波峰的偏移量与覆盖在此器件上的未知物质的折射率基本呈线性关系,用此器件测得的未知物质的折射率与实际的折射率的误差在1%以内。该超材料吸收体结构简单,对制作工艺的尺寸精确度要求不高,在红外波段的多频带吸收和传感检测方面将会有广泛的应用。
光谱学 黑磷 双频带 超材料 完美吸收 传感 spectroscopy black phosphorus dual-band metamaterial perfect absorption sensing 
激光技术
2023, 47(6): 846
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心,上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
大气等离子体刻蚀是一种非接触式、材料去除可控的加工方法,在光学元件的高精度加工中具有广泛的应用前景。但是大气等离子体刻蚀后元件存在表面形貌恶化的问题,严重影响元件的性能和使用寿命。进行氢氟酸刻蚀实验,证明了元件表面形貌的恶化是由氟碳化合物和表面凹坑微结构两个原因引起的。为了解释表面凹坑微结构的形成,提出基于micro-mask壁面反射增强理论的凹坑形成模型,并开展了样品表面旋涂金纳米颗粒充当micro-mask的刻蚀实验。实验结果验证了micro-mask壁面反射增强模型的正确性,为解决大气等离子体刻蚀后元件表面形貌恶化问题提供了新的思路和方法。
壁面反射增强 熔石英 表面形貌 形成机理 大气等离子体 wall reflection enhancement fused silica surface morphology formation mechanism atmospheric plasma 
光学学报
2023, 43(21): 2124002
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
400 mm口径片状放大器增益性能退化是国内外惯性约束聚变(ICF)激光装置长期运行所面临的主要问题之一,直接影响激光装置的输出能力与光束质量。对造成片状放大器增益退化的因素开展了分析,建立了各因素的归一化理论分析模型,并利用2组九片长的400 mm口径4×2组合式片状放大器系统开展了实验研究,无维护策略条件下经过10年、3 000发次运行后增益性能平均退化了10.2%,符合理论预期。以此制定了大口径片状放大器的维护策略,实现了系统长期的增益性能退化率优于1.5%,满足ICF激光装置长期运行要求。
惯性约束聚变 片状放大器 增益退化 维护 inertial confinement fusion slab amplifier gain degenerate maintance 
强激光与粒子束
2023, 35(9): 092001
Jiahui Zhang 1,2Feng Xu 1,2Ran An 1,2Lin Wang 1,2[ ... ]Yanqing Lu 1,**
Author Affiliations
Abstract
1 College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210093, China
2 Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Integration of the Ministry of Education, Nanjing University, Nanjing 210009, China
3 College of Science, Wuxi University, Wuxi 214411, China
Fluorescence detection is widely used in biology and medicine, while the realization of on-chip fluorescence detection is vital for the portable and point-of-care test (POCT) application. In this Letter, we propose an efficient fluorescence excitation and collection system using an integrated GaN chip consisting of a slot waveguide and a one-dimensional photonic crystal (1D PC) waveguide. The slot waveguide is used to confine the excitation light for intense light–sample interaction, and the one-trip collection efficiency at the end of slot waveguide is up to 14.65%. More interestingly, due to the introduction of the 1D PC waveguide, the fluorescence signal is directly filtered out, and the excitation light is reflected to the slot waveguide for multiple excitations. Its transmittances for the designed exciting wavelength of 520 nm and the fluorescent wavelength of 612 nm are 0.2% and 85.4%, respectively. Finally, based on numerical analysis, the total fluorescence collection efficiency in our system amounts to 15.93%. It is the first time, to our knowledge, that the concept of an all-in-one-chip fluorescence detection system has been proposed, which paves the way for on-chip fluorescence excitation and collection, and may find potential applications of miniaturized and portable devices for biomedical fluorescence detection.
fluorescence slot waveguide photonic crystal on-chip 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101203
作者单位
摘要
1 吉林大学 口腔医学院,吉林 长春 130021
2 吉林大学 电子科学与工程学院,集成光电子学国家重点实验室,吉林 长春 130012
卟啉-金属有机框架(MOFs)材料是由金属节点和卟啉有机配体构成的一类新型多孔材料,MOFs骨架上的卟啉配体在光激发下,可以发挥光动力学治疗(PDT)作用。这类多孔结构的PDT材料在疾病治疗中,可以发挥载药、多功能修饰等功能,某些金属位点独特的MOFs还具有纳米酶功能。近年来,这类卟啉-MOFs已经成为PDT领域的重要研究方向。目前,在推向临床前,这类材料还需要解决氧气浓度、能量传递效率等问题,研究者也给出了诸多解决方案,根据实际应用过程中所面对的不同环境,采取不同手段来增强PDT的效果,包括提高氧气浓度、改进能量传递过程、消耗功能分子、产生信号分子以及协同策略等。本文综述了近年来的代表性工作,包括卟啉-MOFs材料以及PDT产生的机制,卟啉-MOFs材料PDT的应用和最新进展,并针对卟啉-MOFs材料的PDT在生物医学领域未来发展趋势进行了展望。
卟啉 金属有机框架 光动力疗法 porphyrins metal-organic frameworks photodynamic therapy 
发光学报
2023, 44(8): 1505
李明涛 1,2,3张玉亮 1,2,3袁月 1,2,3吴煊 1,2,3[ ... ]朱鹏 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院 高能物理研究所,北京 100049
2 散裂中子源科学中心,广东 东莞 523803
3 中国科学院大学,北京 100049
中国散裂中子源加速器上有几百套电源和高频设备。每次开关机过程都要通过操作二十多个控制界面来完成这几百台设备的开关机流程,过程繁琐,耗时较多,容易出错且很难发现。为了简化开关机流程和避免人为错误发生,开发了一套一键开关机程序。该程序将分散于二十多个界面的所有硬件设备开关机操作集成到一个界面中,同时将每个硬件开关机流程抽象为单独线程,界面上一键操作,使用多线程并发完成所有设备的开关机操作。该程序实现了运行模式状态的一键存储和恢复,能够一键完成整个加速器的开关机流程,将原来耗时40 min的开关机流程压缩到约2 min完成,提升了操作效率,很好地满足了中国散裂中子源加速器运行需求。该程序具有一定的通用性,可以在其它装置推广应用。
CSNS 控制系统 实验物理与工业控制系统 一键开关机 模式存储和恢复 Chinese Spallation Neutron Source (CSNS) control system EPICS one-key operation snapshot save and restore 
强激光与粒子束
2023, 35(8): 084001
作者单位
摘要
之江实验室智能网络研究院,浙江 杭州 311121
模式转换器是片上模式复用(MDM)系统的关键器件。为在绝缘体上铌酸锂(LNOI)中实现结构紧凑的模式转换,本文提出了一种基于超表面结构的模式转换器。该模式转换器可以实现TE0-TE1、TE0-TE2的转换。为了在模式之间实现高效转换,采用逆向设计方法,结合3D电磁场仿真,优化器件倾斜周期性亚波长条形蚀刻结构参数,以同时符合沿传播方向的相位匹配要求,以及符合短耦合长度的横向方向折射率分布要求。仿真结果表明,器件在1400~1700 nm波段内,TE0-TE1转换的插入损耗<0.8 dB,模间串扰<-10 dB,模式转换区长度~20 μm。且该器件具有较好的高阶模式转换扩展性以及工艺容差性,是未来LNOI的高密度集成MDM系统中模式转换器的良好备选方案。
光学器件 模式转换器 集成光子器件 铌酸锂 optical devices mode converter integrated photonic device lithium niobate 
光学学报
2023, 43(16): 1623020

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