1 清华大学核能与新能源技术研究院, 北京 100084
2 中国计量科学研究院, 北京 100029
3 清华大学精密仪器系, 北京 100084
基于金刚石氮-空位(NV)色心的温度传感技术, 通过测量其基态子级之间的零场劈裂值(D)来实现对温度的感测。 由于金刚石稳定性高, 抗干扰能力强, 可制成不同尺寸, NV色心测温方法被视为解决微纳米尺度温度高精度测量难题的一种重要技术途径, 具有良好的应用前景。 实验测量中, 首先使用激光对色心进行电子自旋极化, 然后使用微波对电子自旋进行调控, 进而探测电子跃迁发出的荧光得到光学探测磁共振(ODMR)光谱, 对谱线进行拟合分析获得D值。 激光功率波动是重要的实验噪声来源之一, 为了获得较高的极化率, 需要足够的激光功率, 然而较大激光功率下, 光功率波动会影响电子自旋极化率, 从而降低电子跃迁所发出荧光强度的稳定性, 增加光谱的噪声, 最终增大数据测量的误差。 在常规测量中, 不使用任何归一化参考的直接拟合法会将激光功率的波动直接反映在ODMR光谱上。 为降低激光功率波动产生的误差, 提出了一种特定编码的脉冲序列测量方法, 可以在实验过程中获得不受微波调控的光子数参考值, 对所探测的受到微波调控的光子数相对于参考值做归一化, 从而输出归一化光谱。 在实验室搭建的ODMR测量系统上开展了控温300 K的对比实验, 考虑对脉冲编码序列两个时间参数的优化, 确定了0.8 s的计数时间和0.001 s的准备时间。 在不同的激光功率下, 分别采用直接拟合法、 数学归一化法和脉冲编码归一化法测得三组D值。 数据分析结果表明, 相较于直接拟合法和数学归一化法, 脉冲编码归一化法将激光功率波动引入的噪声有效地抑制到了直接拟合法的62.5%, 得到D值的误差从直接拟合法的179 kHz和数学归一化法的165 kHz减小到了56.9 kHz。 该方法可为金刚石NV色心测温技术提供一种抑制激发激光功率影响的有效途径, 提高D值测量分辨力, 为金刚石NV色心测温技术的实用化发展奠定基础。
氮-空位色心 温度传感 光学探测磁共振谱 激光误差 脉冲编码 归一化 Nitrogen-vacancy centers Temperature sensing Optically detected magnetic resonance spectrum Laser-induced error Pulse code Normalization 光谱学与光谱分析
2023, 43(4): 1242
中山大学化学学院 莱恩功能材料研究所， 广东 广州 510275
长余辉发光材料因其独特的光学性质在显示、防伪、成像等不同领域显示出巨大的应用前景。本文结合作者的科研经历和文献概览，介绍了无机、有机、金属-有机类长余辉发光材料的基本概念和前沿，包括长余辉发光的新机制和理念、不同材料体系的利弊和争议、以及面向未来的需求和展望。如同在黑夜中熠熠生辉的那颗夜明珠，科学和真理的光芒将永远激励科学家们不忘初心，探索奋进。
发光材料 长余辉 无机 有机 金属-有机 luminescent materials long persistent luminescence inorganic organic metal-organic
针对无人机载红外摄像仪拍摄的输电线路红外图像易于受背景信息干扰且不易于分割出输电线信息, 提出了一种基于图像拼接和帧间差分相结合的算法, 来实现输电线分割定位信息。采用基于 SIFT的图像配准算法来实现图像拼接, 再将得到的两幅图像的重合部分进行帧间差分, 初步实现了输电线的分割; 采用 Canny算法, 对分割得到的输电线进行边缘检测, 采用霍夫变换检测出分割出来的输电线, 最终对输电线定位。
输电线 红外图像 图像拼接 帧间差分 SIFT算法 Canny算法 the power lines infrared image image stitching frame difference SIFT algorithm Canny algorithm
1 省部共建天然气转化国家重点实验室培育基地(宁夏大学), 宁夏 银川 750021
2 宁夏大学 化学化工学院, 宁夏 银川 750021
通过有效控制合成液配比, 合成出了形貌规则、结晶度高且具有不同长径比的LTL型分子筛晶粒。采用“瓶中造船法”, 在不同长径比的LTL型分子筛晶粒孔道中组装稀土有机配合物,制得LTL分子筛/Eu-TTA主-客体荧光材料。荧光光谱表征结果表明, 在激发波长为350 nm时, 长径比为0.2的LTL分子筛/Eu-TTA晶粒在617 nm处的5D0→7F2发光强度最大, 而长径比为3的晶粒发光强度最小。最后, 将长径比为0.2的LTL分子筛/Eu-TTA晶粒在PEI修饰的玻璃表面快速擦涂10 s后, 就制得厘米尺寸的一维取向LTL型分子筛荧光阵列。SEM表征结果证实, 该分子筛荧光阵列中几乎所有的LTL分子筛晶粒都沿着与底基表面垂直的c轴方向一维高密度、单层有序排列。在激发波长为365 nm时, 该一维取向LTL分子筛荧光阵列发出鲜艳的红色荧光。
LTL型分子筛 手工擦涂 荧光阵列 稀土有机配合物 zeolite LTL manual assembly fluorescent array organolanthanide complexes
1 中国科学院 上海光学精密机械研究所,中国科学院强激光材料重点实验室,上海 201800
2 中国空空导弹研究院,河南 洛阳 471003
基于摩尔组分比为x(GeO2):x(Al2O3):x(NaF):x(CaF2):x(ErF3)=54:20:6:20:2的锗酸盐玻璃,制备出了透明的氧氟微晶玻璃,并研究了Er3+的上转换以及近红外发光特性。结果表明,采用两步法热处理,微晶玻璃中析出了纳米级别的CaF2微晶,且具有较好的可见透明性;由于局域环境声子能量的降低,在980 nm激光二极管(LD)抽运下,Er3+在微晶玻璃中的可见上转换发光较玻璃中大大增强,其红色和绿色上转换发光过程是一个双光子吸收过程,蓝色发光则为三光子吸收过程,近红外发光则相比基质玻璃中有所减弱。掺铒透明氧氟锗酸盐微晶玻璃是一种综合性能优异的主动光学材料。
光学材料 微晶玻璃 发光特性 锗酸盐玻璃
1 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室，浙江大学光及电磁波研究中心，杭州 310027
2 Shibuya Optics Inc．，琦玉，日本
研究了用多角形棒状透镜产生高均匀性正方形和圆形照明的最佳结构参量．结果表明，对于正方形棒状透镜，输出端的照明均匀性随透镜的长度振荡变化，在某些特定长度达到极小值．对于圆形照明面积，比较了从三角到八角的六种多边形．利用三角形积分透镜可以获得最佳的照明均匀性，但光能利用率相对较低，六角形积分透镜可同时获得较高的照明均匀性和光能利用率．
积分透镜 照明系统 均匀性 多角形 Illumination Rod lens Uniformity of light source Polygon
本文描述了一种新结构半导体激光器阵列——非对称补偿条形复合腔半导体激光器阵列.这种列阵是由7个或9个非对称半腔长交叉错开的条形电极形成7个或9个复合腔结构,光束在腔中以交叉的方式耦合.从该结构列阵得到了直到1.6I_(th)、发散角仅为3～4°的单瓣远场图样.
半导体激光器列阵 非对称补偿条形
