1 北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院，北京100192
2 北京无线电测量研究所，北京100039
3 中国大恒集团有限公司 北京图像视觉技术分公司，北京100080
为了提高光纤光栅传感网络的信息传递密度与容量，提出基于超声脉冲激励的光纤光栅复用技术，并进行实验分析，通过将超声脉冲激励分别导入单光栅与光栅串中，使单光栅、光栅串发生啁啾。实验结果表明：单光栅实验中，超声脉冲使光栅降低其相对反射率；光栅串实验中，超声脉冲使其中一个光栅相对反射率下降时，其余光栅相对反射率上升，能有效分离3个光谱相近的光栅。
光纤光栅 超声脉冲激励 复用技术 fiber grating, ultrasonic pulse excitation, multip
1 深圳信息职业技术学院智能制造与装备学院，广东 深圳 518172
2 深圳大学物理与光电工程学院光电子器件与系统教育部/广东省重点实验室深圳市超快激光微纳制造重点实验室， 广东 深圳 518060
3 深圳职业技术大学电子与通信工程学院，广东 深圳 518055
为了快速检测氢气泄漏，迫切需要开发一种更安全、浓度检测下限更低的氢气传感器。将镀有钯膜的微悬臂梁探针与单模光纤端面进行组装，设计了一种易制备且低成本的光纤氢气传感器。实验结果表明，该传感器具有超高的氢气响应灵敏度，约为-9.887 μm/%，同时具有低至1.76×10-3%的超低检测下限和优异的重复性。在痕量氢气体积分数条件下，该传感器对氢气体积分数表现出优异的线性响应，这对痕量气体检测具有重要意义，使其在氢能源电池、核电站和太空探索中具有重要的应用价值。
光纤传感器 氢气检测 微悬臂梁 钯膜 激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2306007
中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京 100024
为保持硅酸钾凝胶稳定性的同时提高其耐寒性能，通过红外光谱、激光光散射、流变试验、耐寒试验等测试研究了乙二醇的添加量对硅酸钾凝胶结构、光学性能、稳定性和耐寒性能的影响。结果表明：随着乙二醇含量的增加，硅酸钾凝胶的网络结构中Q3’组分含量逐渐增加，网络聚合度不断增加，提升了硅酸钾凝胶的稳定性并抵消了固相含量下降所造成的稳定性降低；当乙二醇含量达到11.39%(质量分数)时，硅酸钾凝胶开始析出SiO2颗粒，且网络结构中的Q1组分含量逐渐增多，导致红外光谱凝胶的透光率从91%以上下降至88.9%；室温下，未添加乙二醇时硅酸钾凝胶的变形速率为0.022 mm/h，随着乙二醇含量的增加，变形速率略微下降。当环境温度增加至60 ℃时，变形速率是室温时的25~27倍；当乙二醇含量为7.89%(质量分数)时，硅酸钾凝胶可在-12 ℃下保温6 h而不出现结冻现象。综上所述，在保证硅酸钾凝胶稳定性和透光率的条件下，其耐寒性能可低至-12 ℃。
硅酸钾凝胶 乙二醇 网络结构 稳定性 透光率 耐寒性能 potassium silicate gel ethylene glycol network structure stability transmittance cold resistance
苏州科技大学, 绿色印刷纳米光子工程技术研究中心, 材料科学与工程学院, 江苏 苏州 215009
弱光上转换是将低能量光子转换为高能量光子的过程, 在三维荧光显微成像、 太阳能电池、 光催化等领域具有广泛的潜在应用, 因而成为有机荧光材料领域的热点课题。 目前基于三线态-三线态湮灭机制有机弱光上转换材料(TTA-UC)的研究已较为深入, 有关发光机理及应用研究均有较多报道; 然而针对另一种有机弱光上转换机理——基于单光子热带吸收的弱光上转换(OPA-UC)的研究目前还较为少见。 氮杂蒽衍生物由于具有良好的结构刚性和平面性, 高的荧光量子产率, 是研究TTA-UC和OPA-UC两种有机上转换发光的理想模型分子结构。 通过研究比较三种氮杂蒽衍生物: 酚藏花红(PSF)、 藏红T(SFT)、 亚甲基紫(MTV)各自TTA-UC和OPA-UC的发光性能差异, 分析探讨了分子结构对OPA-UC发光性能及TTA-UC敏化效率的构效关系。 实验发现酚藏花红和藏红T由于具有较高的荧光量子产率, 同时辐射衰减常数较大, 其主要衰减过程为辐射衰减; 而亚甲基紫具有较高的分子内电荷转移能力(ICT), 因而非辐射衰减部分更多。 研究三种分子的TTA-UC性能, 发现亚甲基紫的三线态能级过低无法进行三线态-三线态能量转移过程, 而藏红T由于拥有更高的三线态寿命而具有更高的上转换发光效率(9.69%), 是酚藏花红体系(3.16%)的3倍。 进一步研究酚藏花红和亚甲基紫的OPA-UC性能差异, 发现相同浓度条件(10-3 mol·L-1)下亚甲基紫(0.12%)的OPA-UC发光效率相较于酚藏花红(0.059%)更高, 且随着浓度的升高, 亚甲基紫的OPA-UC发光增强效应更大。 进一步研究表明, 在TTA-UC发光过程中, 敏化剂的敏化效率主要受分子三线态寿命以及系间窜跃能力影响, 寿命越长, 系间窜跃能力越强, 敏化效率越高; 而在OPA-UC发光过程中, 湮灭剂分子的发光学率主要受ICT影响, ICT能力越大, 分子发光效率越高。 使用氮杂蒽分子廉价易得, 对未来高性能TTA-UC和OPA-UC发光分子的设计具有一定的实际意义。
弱光上转换 三线态-三线态湮灭上转换 单光子吸收上转换 氮杂蒽衍生物 Low power upconversion Triplet-triplet annihilation upconversion Single-photon hot band absorption upconversion Azaanthracene derivatives 光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1761
北京自动化控制设备研究所 惯性技术国防科技重点实验室, 北京 100074
无人机、机器人以及自动驾驶等领域对光纤陀螺尺寸、重量、成本综合性能提升有着迫切的需求, 具有小体积、高性能、低成本等技术优势的集成化光纤陀螺成为目前的研究热点。文章梳理了美国、俄罗斯等在集成化光纤陀螺方面的最新研究成果和产品技术动态, 从集成光学芯片设计加工、微小型高对称光纤环圈绕制、集成光学芯片与微小型光纤环圈直接耦合三个方面, 阐述了集成化光纤陀螺面临的技术和工艺难题, 分析了解决方案。最后, 展望了集成化光纤陀螺的未来发展趋势和应用前景。
集成化光纤陀螺 集成光学芯片 微小型光纤环圈 直接耦合 integrated fiber optic gyroscope integrated optical chip miniature fiber coil direct coupling
强激光与粒子束
2021, 33(12): 123020
大连大学通信与网络重点实验室, 辽宁 大连 116622
主动声呐目标回波受海洋环境噪声干扰严重, 远距离探测回波信号弱, 目标方位估计准确度低, 并且传统基阵空间谱估计方法需要满足奈奎斯特采样率, 采集数据量大。利用信号的空域稀疏性, 以回波信号亮点模型为基础, 研究了基于压缩感知的空间虚拟阵列目标方位估计技术。在接收基阵物理孔径有限的情况下, 利用线性预测(LP)虚拟阵列方法提高阵列孔径尺度, 采用压缩感知(CS)算法对目标回波信号进行重构与恢复, 通过数据仿真分析表明该算法提高了基阵空间谱估计的分辨力, 有效地抑制了噪声干扰。
水下目标探测 空间谱估计 稀疏信号 虚拟阵元 压缩感知 underwater target detection spatial spectrum estimation sparse signal virtual array element compressed sensing
中国电子科技集团电子科学研究院, 北京 100041
主要对预警机引导现代战机进行单机多目标攻击的方案决策问题进行研究，分析了由预警机进行决策和引导的优势，给出了决策路线和求解方法。在对目标进行威胁和价值评估的基础上，首先确定首攻目标和剩余各目标权重，然后构建占位决策目标函数，再根据占位决策结果求解最优攻击航线。仿真算例表明，所提方法可充分发挥预警机的情报优势，引导战斗机隐蔽接敌，以优势占位捕获、打击多个目标，尤其是在目标分散距离较远的情况下。
预警机 多目标攻击 攻击排序 占位决策 航线规划 AWACS multi-target attack attack sequencing decision of occupation route planning
