华南师范大学 物理与电信工程学院，广州 510006
基于一维光子晶体超晶格理论及耦合腔理论，提出了一种具有多个平顶透射峰的超晶格结构.把传统单一材料的耦合腔换成有限周期的光子晶体结构，形成一种超晶格结构.通过使插入的光子晶体的光场有效耦合，能够产生多个平顶透射峰.运用传输矩阵法，研究了该结构的光谱特性以及结构和材料参量对透射峰的位置和半峰全宽的影响.计算结果表明，该结构具有较宽的带隙，并且多个平顶透射峰对称分布，透射率高，误差容忍度好.详细讨论了透射峰确切位置的计算方法，并给出了严格的解析表达式.
光子晶体 超晶格 多通道滤波 平顶透射峰 Photonic crystal Super-lattice Multiple-channeled filtering Flat-top transmission peaks
华南师范大学 物理与电信工程学院,广州 510006
针对光强自相关函数与归一化光场自相关函数之间的关系,指出基线值的不同会影响到颗粒粒径和分散度的测量结果。分析了纳米颗粒尺寸和分散度测定的光子相关光谱技术中的累积算法。利用光子相关光谱技术对三种不同材料共五种尺寸的颗粒进行了测试分析,结果显示:测量基线方法不同,对应的基线值会不同,利用累积法反演得到的颗粒粒径和分散度的结果也会不同。从理论上分析了反演结果不同的原因。本文确认了自动斜率法是较恰当的确定基线的方法。
光子相关光谱法 纳米颗粒测量 累积法 有效直径 分散度 photon correlation spectroscopy measurement of nano-particle cumulant method effective diameter polydispersity
华南师范大学物理与电信工程学院,广州,510631
探讨用紫外可见光分光光度法研究采样在滤膜上的粗颗粒(PM10-2.5)和细颗粒(PM2.5)的光学吸收特性.结果表明:细颗粒质量虽小,但对光的吸收比粗颗粒贡献大,而粗颗粒对某些波长的光吸收特征非常明显.
分光光度法 可吸入颗粒物 吸收特性 原子与分子物理学报
2008, 25(1): 221
华南师范大学,物理与电信工程学院,广州,510006
从光场自相关函数( Autocorrelation Function,ACF) 与光强 ACF、衰减率分布函数的关系,推导了基线值对有效直径、分散度的影响.分析了决定基线值取值的两种基线方法,指出基线方法不同,基线值也会不同.对三种纳米颗粒样品的相关实验也证明基线值越大,颗粒的有效直径、分散度越小.分析了自动斜率法的测量结果较稳定的原因.
光子相关光谱 纳米颗粒测量 基线方法 有效直径 分散度 基线值
华南师范大学物理与电信工程学院,广东,广州,510006
介绍用于光子相关光谱法颗粒粒径分布反演计算的约束正则化方法及基于它的CONTIN算法,通过数值模拟反演理想单峰和双峰分布,分析CONTIN算法的展宽效应、该效应与粒径的关系.利用实验测量比较了指数采样法、非负约束最小二乘法和CONTIN算法的反演结果.研究指出CONTIN的分辨力与粒径有关,总体较弱.合理选择小正则化参数或者缩小反演范围能改善反演质量.
颗粒测量 光子相关光谱法 反演算法 约束正则化方法 CONTIN算法
华南师范大学,物理与电信工程学院,广东,广州,510006
恰当地调整动态光散射颗粒测量反演算法的反演范围,使之趋近真实颗粒分布范围是改善反演结果的主要途径之一.目前通用的CONTIN算法尚没有自动调整反演范围的能力,反演质量还有待提高.因此,提出了一种自动调整反演范围的迭代CONTIN算法,并通过动态光散射数值模拟分析,比较了在无噪声和多种噪声水平影响下CONTIN算法和迭代CONTIN算法对单分散和双分散颗粒系的反演结果.研究表明,迭代CONTIN算法与CONTIN算法相比,在反演分布峰值位置、峰宽度、峰对称性、双峰识别能力以及抗噪声干扰等方面都具有明显优势.
动态光散射 颗粒测量 算法 反演范围 CONTIN
华南师范大学,物理与电信工程学院,广东,广州,510631
基于数字图像处理的原理,提出了处理显微图像颗粒物的方法.对饱和度图像进行分析,用直方图均衡化方法增强图像反差;选择式掩模平滑法保证颗粒图像边缘的清晰;开操作填补颗粒图像中的空洞,闭操作分离粘在一起的颗粒;并用自适应阈值分割颗粒图像.在Image-Pro Plus 4.0(IPP)平台上处理了大小分序的四幅图像共13108个颗粒,其平均直径分别为1.155μm,1.328μm,1.950μm,2.012μm.实验结果表明,这种颗粒采集,图像分选、处理和识别的方法能适用于大气PM2.5颗粒物的测量.
颗粒测量 显微图像处理 图像分析 PM2.5
1 华南师范大学,物理与电信工程学院,广东,广州,510631
2 广州大学,物理与电子工程学院,广东,广州,516405
大气污染物SO2分子在紫外光的作用下会激发出一定波长的荧光,由此开发出一种大气SO2浓度监测系统.整个系统由光路、电路和气路三部分构成,光电倍增管将探测到的荧光信号转换为电脉冲信号,经过电路处理后,由光子计数板计数,通过虚拟仪器平台实现系统的测控.该方法克服了化学方法测量时需要试剂、采集时间长等缺点.实验结果表明,系统实现了激发光213.8nm和荧光峰值320nm的最佳光谱匹配,当累积时间为300s时,监测极限为0.5ppb,重复精度可达±1.5%.
SO2浓度监测 虚拟仪器 紫外荧光 光子计数
针对大气氮氧化合物浓度在线检测要求,研制出低浓度氮氧化合物化学发光检测系统.其中的样气与臭氧的混合用双层喷嘴结构完成,可以使一氧化氮分子与臭氧分子在新型化学反应室内全面迅速发生化学反应,从而提高化学发光效率;将光子计数头冷却至6℃,能使光子计数器的本底信号降低到12cps以下;使用改进的多组臭氧发光器和串行气路基本上消除了臭氧本底信号;采用多点离散光源会聚光路提高了光子探测能力.实验表明,该检测系统的检测灵敏度已达到5count/1ppb.
光子探测 浓度监测 化学发光 氮氧化物
在虚拟仪器LabVIEW平台上,组建了包括傅里叶变换系统,光纤传感器,高灵敏度CCD在内的大角度侧向光散射信号探测系统.对颗粒尺寸从32-123nm的有机硅丙酸脂微乳液颗粒测试结果的分析表明:7°角处的能量跳动量含有表征颗粒大小的信息;通过对7°,10°,19°和35°四个角度的归一化散射光能量的测试,验证了在7°和35°两个角度上,粒径大小与归一化散射光能量成单调关系,因此可以考虑在7°和35°角放置光电探测器,改进粒度仪的结构设计.
颗粒测量 侧向光散射 光电探测器 能量跳动量
