1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 重庆市固态惯性技术企业工程技术研究中心, 重庆 401332
3 重庆市固态惯性技术工程实验室, 重庆 401332
雷达测姿系统实际上是一种惯性导航系统, 长时间未标定会发生加速度计零位变化, 直接影响水平测量精度。针对此问题, 该文分析了系统误差机理及可观测性, 根据实际雷达天线的运动范围, 提出了一种免拆卸加速度计零位基准误差补偿方案。此方案的标定方法简便, 能够有效地识别并估计三轴加速度计的零位误差, 补偿后的动态水平基准精度由2′提升至0.5′, 适合在不方便拆卸的雷达车等大型设备上使用。
三轴加速度计 可观测性分析 免拆卸标定 triaxial accelerometer observability analysis disassembly-free calibration
1 中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
2 固态惯性技术重庆市工程实验室, 重庆 400060
根据惯组减振技术要求, 利用金属减振器设计减振系统。通过试验验证了减振系统的减振效果, 并对惯组动态性能进行了测试。试验结果表明, 沿惯组3个轴向的减振效率均在29%以上, 其中z向减振效率达到53%。对于挠性加速度计较为敏感的500 Hz频率点, 振动传递率均小于30%, 振动量级在0.053 g2/Hz(g=9.8 m/s2)以下。安装减振器后, 陀螺带宽大于50 Hz, 角速率延时约为5 ms; 加速度计带宽大于80 Hz, 说明减振器对系统动态性能影响不大。此外, 研究还发现金属减振器轴向减振效率较周向减振效率低。
惯组 金属减振器 减振系统 试验 inertial measurement unit(IMU) metal shock absorber damping system experiment
深圳大学 生物医学光子学研究中心/物理与光电工程学院, 光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060
有机钙钛矿太阳能电池(OPSCs)的能量转换效率卓越, 可以媲美单晶硅太阳能电池。但是, 由于有机钙钛矿材料对水和空气十分敏感, 因而当前面临着器件稳定性方面的挑战。金属有机框架(MOFs)与其衍生材料具有开放式孔道结构和非常大的比表面积, 可以添加剂的形式用于电子、空穴传输层和混合钙钛矿-MOF光吸收层, 或作为界面修饰层有效钝化钙钛矿吸收层的缺陷, 并显著提升其能量转换效率及器件稳定性。本文介绍了MOFs的相关知识与MOFs结合OPSCs的研究现状, 重点综述了近五年来MOFs在OPSCs中的应用与进展。
光伏技术 金属有机框架材料 钙钛矿太阳能电池 photovoltaic technology metal organic framework materials perovskite solar cells
深圳大学物理与光电工程学院 光电器件与系统重点实验室， 广东 深圳 518000
有机-无机卤化铅钙钛矿多晶薄膜太阳能电池在近几年的研究中实现了光电转换效率的快速增长。然而，其多晶结构的活性层导致器件仍然遭受到表面和晶界位置缺陷引起的性能衰减。本研究借助两种有机氢碘酸盐，即苯乙基碘化胺(Phenethylammonium iodide,PEAI)和邻氟苯乙胺碘(2-Fluorophenylethylammonium iodide,o-F-PEAI)，在CH3NH3PbI3钙钛矿多晶薄膜表面形成钝化层。扫描电子显微镜和原子力显微镜分析结果显示，PEAI和o-F-PEAI处理后的钙钛矿薄膜晶界被钝化层明显填充，表面粗糙度也显著下降。另外，荧光寿命成像分析结果显示钝化后的钙钛矿薄膜具有更多的光子数和更长的荧光寿命。上述结果表明，PEAI和o-F-PEAI诱导的钝化层可以有效抑制多晶薄膜表面和晶界位置的缺陷复合行为。因此，钝化后的倒置结构钙钛矿太阳能电池器件功率转换效率(Power conversion efficiency,PCE)可以达到21%。此外，o-F-PEAI钝化处理后的器件由于氟离子的作用表现出更好的器件稳定性。
荧光寿命显微成像 倒置钙钛矿太阳能电池 表面钝化 fluorescence-lifetime imaging microscopy inverted perovskite solar cell surface passivation PEAI PEAI o-F-PEAI o-F-PEAI
1 深圳大学 物理与光电工程学院 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室，广东 深圳 518060
2 深圳大学 信息工程学院，广东 深圳 518060
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室，吉林 长春 130033
对于稀土离子掺杂的上转换发光，由于稀土离子吸收截面小、吸收范围窄，导致其发光强度受限。最近，在稀土上转换纳米粒子的表面连接近红外染料分子敏化发光，被证实是提高上转换发光强度的有效策略。然而，将染料分子连接经典的稀土Yb掺杂纳米粒子，并不能有效利用染料分子的敏化能力。针对这一问题，本文通过高温热分解法成功制备了Nd3+敏化的核/壳/壳 (NaYF4:Yb/Er (20/2%)@ NaYF4:Yb (10 %)@ NaYF4:Nd (80 %))纳米结构，与经典的IR-806敏化的NaYF4:Yb/Er纳米结构相比，IR-806敏化的Nd3+掺杂的核/壳/壳纳米结构的上转换发光(500~700 nm)强度增强了约38倍。通过荧光光谱及荧光寿命分析证实，上转换发光强度增强源于Nd的吸收与近红外染料分子的有效交叠，以及壳层结构对发光中心的保护作用(Er3+ (4S3/2→4I15/2)的寿命延长了1.7倍)。另外，研究发现纳米壳层结构中最外层掺杂的Yb3+离子将导致染料敏化发光减弱。进一步，这种IR-806敏化的Nd掺杂的核/壳/壳纳米结构可实现增强发光中心为Ho及Tm的上转换发光。本文研究为提高染料敏化上转换发光及应用提供了新途径。
上转换发光 稀土离子 染料敏化 纳米粒子 upconversion luminescence dye-sensitized lanthanide ion nanoparticles
1 深圳大学物理与光电工程学院 光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室， 广东 深圳 518060
2 深圳大学 信息工程学院， 广东 深圳 518060
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发光学及应用国家重点实验室， 吉林 长春 130033
单带上转换红光发射在高分辨生物标记及三维彩色显示方面具有重要应用。本文针对Ho3+/Ce3+共掺杂纳米体系单带上转换红光较弱的问题，设计制备了染料(IR-806)敏化的NaYF4∶Yb/Ho/Ce(20%/2%/10%) @NaYF4∶Nd(20%)纳米晶，显著增强了上转换红光发射。采用溶剂热法制备了均匀的上转换纳米粒子，通过调控核内部Ce3+离子掺杂浓度比例(0~10%)逐步获得单带上转换红光发射。在此基础上，通过上转换纳米粒子表面连接近红外IR-806染料分子，808 nm激发下其上转换发光强度提高了约22倍，特别地，红绿荧光强度比从4.8增至8.4。结果表明，染料敏化可用于增强上转换单带红光发射，并提高红光色纯度，这有利于高清晰的生物成像应用。
上转换发光 单带红光发射 染料敏化 纳米粒子 upconversion luminescence single-band red emission dye-sensitization nanoparticles
深圳大学光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室, 广东 深圳 518060
基于纳米材料的生物分子检测、光热治疗、光动力治疗和药物靶向输送等新方法，正逐渐成为生物医学领域中重要的诊疗手段。但由于传统纳米材料本身的局限性或治疗手段的缺陷，当前纳米医疗技术存在药物利用率低、毒副作用大和治疗效果低等问题。将纳米技术和光子学相结合，可以在纳米范围内精确控制光与物质的相互作用，从而使生物医学诊疗技术更加精准和稳定。从四个方面总结回顾了近年国内外面向精准化生物医学的多功能纳米光子学技术的发展状况，这四个方面分别为依靠光学技术改善纳米生物医学的稳定性、依靠光学技术实现对肿瘤纳米治疗过程的精准监控、依靠光学技术深入理解纳米生物医学的作用机制以及依靠新型光学技术获取前沿生物医学精细化研究新手段。
生物光学 功能监测和成像 纳米材料 光学诊断医学
Author Affiliations
Abstract
1 Key Lab of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education/Guangdong Province, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 College of Information Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
We provide the first demonstration of pure red emission in the visible light region via three-photon excitation in monodisperse
Na3ZrF7:Er nanoparticles (NPs) by using a laser operating in the telecommunication band. NPs of
～22 nm in diameter are synthesized at 260°C by the thermal decomposition method. The experimental results reveal that the
Na3ZrF7:Er NPs exhibit pure red emission in the visible region under 1480 nm laser excitation, and the emission intensity is significantly influenced by the
Er3+ ion concentration. The decay times of the
S3/24→F415/2 and
F9/24→F415/2 transitions of the
Er3+ ions at 540 and 655 nm, respectively, are reduced by increasing the
Er3+ ion concentration in the
160.2540 Fluorescent and luminescent materials 160.4760 Optical properties Chinese Optics Letters
2017, 15(1): 011601
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Guangdong Province, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
The use of red light or near-infrared radiation as a luminescent probe for
in vivo bio imaging is crucial in order to restrict the strong absorption of short-wavelength light below 600 nm in tissue. It is demonstrated that the emission color of Yb/Ho codoped
NaYF4 nanoparticles can be tuned from green to red by incorporating
Ce3+ ions. However, compared with that of the
NaYF4:Yb/Ho nanoparticles, the photoluminescence intensity of the
Ce3+-tridoped
NaYF4:Yb/Ho nanoparticles is drastically reduced. In this work,
Ce3+-incorporated core/shell
NaYF4:Yb3+50%@
NaYF4:Ho3+0.5% nanoparticles are prepared. A strong red emission and a high-intensity ratio between the red emission and green emission are obtained in these upconversion nanoparticles. The emission intensity increases by a factor higher than 120 when compared with that of the
NaYF4:Yb/Ho/Ce nanoparticles. This result indicates that the
Ce3+ incorporation into the
160.2540 Fluorescent and luminescent materials 160.4760 Optical properties Chinese Optics Letters
2016, 14(2): 021601
深圳大学光电工程学院教育部光电子器件与系统重点实验室, 广东 深圳 518060
生物组织对980nm波长的光有较强的吸收,限制了Yb/Er或Yb/Tm共掺的NaYF4上转换纳米颗粒在生物方面的应用范围.通过对NaYF4∶Yb,Er/Tm纳米颗粒进行Nd掺杂,获得可在800 nm波长的激光激发下产生荧光的纳米颗粒.对多种不同形貌的Nd掺杂纳米颗粒的荧光光谱的研究表明,具有核壳结构的NaYF4∶Yb3+20%,Er3+2%@NaYF4∶Nd3+20%纳米颗粒在800 nm激光激发下的荧光强度最高,基本上与NaYF4∶Yb3+20%,Er3+2%纳米颗粒在980 nm激光激发下的荧光强度相当,其强度比NaYF4∶Yb3+20%,Er3+2%,Nd3+20%纳米颗粒提高了600倍以上.分析表明,Nd掺杂导致的淬灭效应主要来自于Nd和光敏剂Yb之间的作用,而不是与活化剂Er/Tm 之间的作用.
材料谱 上转换纳米颗粒 Nd3+掺杂 核壳结构 荧光光
