苏晓龙 1,2,3,*韩冬梅 1,2,3,**王娜 1,2,3王美红 1,2,3
1 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室，山西 太原 030006
2 山西大学光电研究所，山西 太原 030006
3 极端光学协同创新中心，山西 太原 030006
基于远程分发的量子纠缠，远程态制备能够实现量子态的远程制备和操控，是实现量子态传输的一种重要方式。近年来，远程态制备取得了重要研究进展，相继实现了单量子比特、连续变量量子比特、压缩态、非高斯态和光学猫态的远程制备。本文简要介绍远程态制备的基本原理、离散变量和连续变量远程态制备的研究进展及其发展趋势。
远程态制备 纠缠态 连续变量 离散变量 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0127001
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，安徽 合肥，230009
2 中国科学院微电子研究所光电中心，北京 100029
3 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春，130022
4 北京航空航天大学仪器科学与光学工程学院，北京 100191
微/纳米尺度亚表面缺陷会降低光学元件等透明样品的物理特性，严重影响光学及半导体领域加工制造技术的发展。为了快速、无损检测透明样品亚表面缺陷，本文针对光学元件亚表面内微米量级缺陷的检测需求，提出了一种基于过焦扫描光学显微镜（TSOM）的检测方法。利用可见光光源显微镜和精密位移台，沿光轴对亚表面缺陷进行扫描，得到亚表面缺陷的一系列光学图像。将采集到的图像按照空间位置进行堆叠，生成TSOM图像。通过获得所测特征的最大灰度值来获得亚表面缺陷的定位信息。提出方法对2000 μm深亚表面缺陷的定位相对标准差达到0.12%。该研究为透明样品亚表面缺陷检测及其深度定位提供了一种新方法。
亚表面缺陷 缺陷检测 过焦扫描光学显微镜 深度定位 光学学报
2023, 43(21): 2112001
1 西北工业大学 航空学院，陕西 西安 710072
2 西北核技术研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室，陕西 西安 710024
为了研究以激光为热源开展材料高温力学性能测试的可行性，建立理论模型与数值模型，分析了材料在双面均匀激光光斑加热下的表面及内部温升。结果表明，理想情况下采用均匀化激光双面辐照的加热方式可以在试件加热区域内形成较均匀的温度场。为验证上述结论，建立了光斑匀化度达92%的激光双面辐照热力耦合测试试验平台，并基于相关测试方法获取了传统加热方式难以快速加热的CFRP层合板高温拉伸强度。结果表明，试件在激光加热中心测试区域（10 mm×10 mm）内的温度均匀性良好。试件在均匀化激光双面辐照下可被快速加热至923 ℃，测试区域内的最大温度波动为6.8%。文中提出的基于均匀化激光双面辐照的热力耦合测试方法相比传统测试方法具有通用性好、温升率高、测试温度高、测试效率高等一系列的优点。该研究可为进一步研制通用型材料/结构高温升率、高温力学性能试验系统提供关键技术支撑。
双面辐照 均匀激光 高温 拉伸强度 CFRP double-sided irradiation uniform laser high temperature tensile strength CFRP 红外与激光工程
2023, 52(1): 20220329
河南农业大学食品科学技术学院, 河南 郑州 450000
为了探究食源性致病菌芽孢的拉曼特征指纹图谱, 实现快速识别, 该研究以产气荚膜梭菌(C. perfringens)、 艰难梭菌(C. difficile)和蜡样芽孢杆菌(B. cereus)的芽孢为研究对象, 以柠檬酸钠还原法制备的AgNPs溶胶为基底材料, 用SERS技术对芽孢进行拉曼光谱检测, 解析食源性致病菌芽孢的分子结构、 不同芽孢之间的异同之处。 将3种食源性致病菌芽孢的SERS光谱与主成分分析(PCA)和系统聚类分析(HCA)相结合并进行对比分析, 实现不同种属食源性致病菌芽孢的定性识别。 结果表明, 不同食源性致病菌芽孢的SERS光谱的特异性和重现性良好。 芽孢光谱中Ca2+-DPA的拉曼振动峰数量和峰强度占主要地位, 其拉曼振动峰位置在657~663, 818~820, 1 017, 1 389~1 393, 1 441~1 449和1 572~1 576 cm-1波段。 C. difficile spores SERS光谱中Ca2+-DPA的六个特征峰峰强度均高于C. perfringens spores和B. cereus spores, C. perfringens spores次之。 Ca2+-DPA在1 017 cm-1(Ca2+-DPA)处拉曼峰强度在3种芽孢的SERS光谱中均最高且差异明显, 是Ca2+-DPA的主要特征峰, 也是3种芽孢的主要特征峰。 此外, C. perfringens spores在936 cm-1(磷脂N—C拉伸)、 1 294 cm-1(脂质中的CH2变形振动)、 1 609 cm-1(蛋白质中的酪氨酸)和1 649 cm-1(蛋白质中的酰胺I)显示特有拉曼振动峰; C. difficile spores在890 cm-1(=C—O—C=拉伸)显示特有拉曼振动峰。 PCA分析结果显示PC1和PC2方差贡献率分别为51.1%和39.7%, 累积贡献率达90.8%, 可以将所有样本有效区分。 HCA分析可以看出3种芽孢的SERS光谱被分为三个聚类, 3种芽孢各自聚类无交叉干扰。 结合多元统计分析不仅有效实现了3种芽孢之间的区分, 也实现了梭菌属芽孢和杆菌属芽孢的区分, 为食品安全控制提供有效手段。
食源性致病菌芽孢 表面增强拉曼光谱 光谱解析 快速识别 Food-borne pathogenic bacteria spores SERS AgNPs Spectral analysis Rapid identification AgNPs 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2774
强激光与粒子束
2022, 34(11): 116002
强激光与粒子束
2022, 34(2): 024002
1 上海理工大学 材料科学与工程学院，上海 200093
2 上海师范大学 数理学院，上海 200234
3 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室，上海 200083
4 上海节能镀膜玻璃工程技术研究中心，上海 200083
5 上海科技大学 物质学院，上海 200120
6 复旦大学 信息科学与工程学院，上海 200433
采用近红外光谱法对转基因油/非转基因油的混合溶液进行研究。对采集到的原始光谱分别进行多元散射校正（MSC）、一阶导数（FD）、移动窗口平滑（MWS）、Savitzky-Golay平滑一阶导数（SG1）预处理。研究比较了不同预处理方法对转基因油/非转基因油支持向量机（SVM）建模判别分析的影响，其中MSC预处理后的模型预测效果最好，准确率为91.6%。为了进一步提高模型的精度与稳定性，采用连续投影算法（SPA）对全波长进行特征波长筛选。利用筛选后的15个特征波长输入到SVM中，预测准确率提高到98.3%。实验结果表明，采用近红外光谱法，可以实现对转基因油/非转基因油快速检测，不仅适用于纯转基因油的鉴别，也适用于非转基因油中掺入转基因油的鉴别。
转基因油 近红外光谱 支持向量机（SVM） transgenic oil near infrared spectroscopy support vector machine（SVM）
1 桂林电子科技大学, 广西 桂林 541004
2 北京农业智能装备技术研究中心, 北京市农林科学院, 北京 100097
3 广西光电信息处理重点实验室培育基地(桂林电子科技大学), 广西 桂林 541004
开放光程傅里叶变换红外光谱（OP-FTIR）可以实现快速、 灵活、 定量化地探测气体, 但相较于气体池抽取气体的方式, OP-FTIR的信号微弱, 对气体的探测能力受到制约, 为提高其对气体的探测能力, 以自然状态的气体流动为扰动对测得的气体红外光谱数据进行二维相关分析。 以乙醇气体和两种白酒挥发物作为验证对象, 用OP-FTIR方法测得乙醇气体以及泸州特酿和汾酒挥发物的红外吸收光谱。 未经处理的乙醇气体红外吸收光谱图中, 并没有观察到明显的乙醇特征峰, 对该红外吸收光谱数据进行二维相关分析, 其二维相关同步谱图中对角线上（1 050, 1 050 cm-1）处有明显的自相关峰, 该自相关峰来自于乙醇, 结果验证了: 结合二维相关红外光谱, 提高了OP-FTIR方法对气体的探测能力。 对不同浓度乙醇气体的红外吸收光谱数据进行二维同步相关处理, 发现二维相关同步谱图中以1 050 cm-1 为中心的自相关峰强度随着乙醇气体浓度的增加而增强, 说明基于二维相关光谱的OP-FTIR气体探测方法具有一定的定量分析能力。 用OP-FTIR方法探测泸州特酿和汾酒的挥发物时, 在820～1 480 cm-1波段探测挥发物中的乙醇气体, 气体含量通过二维相关同步谱图中对角线上（1 050, 1 050 cm-1）处的自相关峰强度来衡量, 结果显示泸州特酿挥发物中的乙醇气体含量高于汾酒; 在1 700～1 820和1 400～1 600 cm-1波段探测挥发物中的香气物质, 通过对比泸州特酿和汾酒挥发物的二维相关异步谱图, 发现泸州特酿比汾酒挥发物二维相关异步谱图中有更多的交叉峰, 说明泸州特酿挥发物表现出更丰富的香气物质信息, 这一区别可以用来鉴别泸州特酿和汾酒挥发物。 研究证明, 基于二维相关红外光谱的OP-FTIR气体探测方法, 提高了OP-FTIR方法探测气体的能力, 且具有一定的定量分析能力, 同时, 用于不同挥发物的鉴别也值得进一步研究。
二维相关红外光谱 开放光程FTIR 气体探测 Two-dimensional correlation infrared spectroscopy Open-path FTIR Gas detection 光谱学与光谱分析
2020, 40(8): 2490
