作者单位
摘要
北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院,北京 100124
表面增强拉曼光谱(SERS)是一种高灵敏的分子振动指纹光谱技术。光辅助化学还原制备SERS衬底具有成本低、环境适用性强等优势,但在微纳结构多样化制造方面存在局限性,限制了SERS衬底的检出性能。笔者系统研究了介质微球独特的聚焦特性,揭示了微球直径对聚焦光场分布的调控规律,在微球底部实现了可控的光场空间分布,实现了多级银微纳结构的快速光还原合成。进一步,通过优化制备参数(前驱液浓度比、激光辐照功率及辐照时间),成功制备了具有优异拉曼增强效果的多级银纳米颗粒/银微环/介质微球(AgNPs/AgMRs/MS)复合结构。通过介质微球和多级银微纳结构(AgNPs/AgMRs)中的光场耦合,即微球聚焦、多级银微纳结构局域表面等离激元共振以及复合结构定向发射等,实现了10-14 mol/L的痕量检测,增强因子可达9.50×109,为光化学还原制备高性能介质-金属复合SERS衬底提供了新思路。
光谱学 表面增强拉曼光谱 多级银微纳结构 光化学还原 介质微球 
中国激光
2024, 51(4): 0402404
作者单位
摘要
1 北京工业大学材料与制造学部,北京 100124
2 齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所,山东 济南 250353
3 沧州宏涛智能设备有限公司,河北 沧州 061600
焊缝跟踪是实现自动化焊接的关键,针对激光焊接下的近无间隙焊缝轨迹,提出了基于线阵相机和特征识别算法的焊缝追踪方法。通过线阵相机获取工件表面图像,使用均值滤波对图像进行降噪处理。通过分析图像的灰度值、图像灰度值变化、图像的灰度值梯度、焊缝区域宽度识别焊缝轨迹,实现了无间隙焊缝的识别和跟踪。通过焊接试验测试得到基于线阵相机的焊缝识别方法误差小于0.05 mm。通过对不同间隙的焊缝进行焊缝追踪试验证明了该方法对于间隙小于0.3 mm的焊缝具有良好的识别效果。
激光技术 激光焊接 无间隙焊缝 线阵相机 焊缝识别 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0114007
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司 第二十九研究所, 成都 610036
针对基于波分复用技术的多通道射频光传输模块的通道间隔较小时, 因四波混频效应产生的带宽内杂散信号和高低温下波长漂移导致通道增益波动大的问题, 基于四波混频原理和光发射机波长调谐原理, 设计了多通道射频光传输模块增益波动和带内杂散解决方案, 采用波长组合的优化算法计算出满足要求的一组波长值, 通过温度调谐光发射机波长, 并使用一种基于调谐波长的调试系统进行了实验验证。实验结果表明: 该方案可以将杂散信号调试到工作带宽之外, 且同通道、同频点的全温增益变化小于2 dB。
射频光传输 四波混频 杂散信号 波长漂移 波长调谐 radio frequency optical transmission, four wave mi 
光通信技术
2022, 46(3): 93
汪昭辉 1赵艳 1,3,4冯超 2
作者单位
摘要
1 北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院,北京 100124
2 北京工业大学理学部,北京 100124
3 北京工业大学,跨尺度成型制造技术教育部重点实验室,北京 100124
4 北京工业大学,北京市激光应用技术研究中心,北京 100124
采用溶剂热法分别制备了球形银纳米颗粒和多形貌银纳米颗粒, 其中球形银纳米颗粒具有400 nm的窄带等离激元共振峰, 而多形貌银纳米颗粒的共振区间在400~700 nm之间, 将它们分别掺入R6G与PVP的混合溶液中, 利用旋涂法在玻璃基板上制备银纳米颗粒嵌入染料掺杂聚合物薄膜随机激光器。 采用纳秒脉冲激光进行随机激光泵浦实验, 实验结果表明球形银纳米颗粒染料掺杂聚合物薄膜只有自发辐射峰, 而多形貌银纳米颗粒染料掺杂聚合物薄膜具有线宽<0.8 nm的相干随机激光发射光谱, 其阈值为1.9 mJ·cm-2, 这可能是由于银纳米颗粒的等离激元共振区间与R6G的发射光谱重叠, 支持局域等离激元效应的形成, 明显的局域场增强有效地改善了与附近分子的相互作用, 从而激发了更多的辐射光子, 促进了高增益的形成。 进一步, 利用多形貌银纳米颗粒在银纳米颗粒染料掺杂聚合物薄膜中随机分布的特性, 通过改变泵浦位置, 实现了20 nm范围内的随机激光输出波长的调控, 具体输出范围为590.1~610.4 nm。 认为这是由于多形貌银纳米颗粒在不同位置的组成和分布不同, 改变了表面等离激元的相互作用和光子的散射能力, 从而形成不同的增益效应和不同的封闭光振荡路径。 此外, 考虑到多形貌银纳米颗粒的共振波长较宽, 探究了其用于输出其他颜色光的可能性。 以与上述银纳米颗粒R6G染料掺杂聚合物薄膜相似的制备方法, 制备了多形貌银纳米颗粒掺杂DCJTB染料聚合物薄膜, 并且进行随机激光泵浦实验。 结果表明, 可以有效的产生波长为675 nm, 半高宽<0.8 nm的相干红光随机激光, 并且阈值仅为0.98 mJ·cm-2。 研究结果在宽带可调谐随机激光器研究以及多色随机激光器研究领域具有重要的参考价值。
激光光谱 随机激光 多波长激光输出 表面等离激元共振 吸收光谱 Lasing spectrum Random laser Multi-wavelength Plasmonic Absorption spectrum 
光谱学与光谱分析
2022, 42(1): 38
作者单位
摘要
辽宁科技大学计算机与软件工程学院, 辽宁 鞍山 114051
针对Cellular Yule-Nielsen Spectral Neugebauer(CYNSN)模型的逆向非线性Gauss-Seidel迭代算法进行了研究,提出采用多光源下XYZ方式降维,达到加速逆向CYNSN模型,并以3色和4色打印机数据进行测试。结果发现,对于3色油墨组合,采用1个光源(D50)下XYZ方式降维,以及4色油墨组合,2个光源(D50,A)下XYZ降维的逆向CYNSN模型,在精度(多光源下色差)和计算速度上均有优势。
视觉 Neugebauer模型 CYNSN模型 打印机特征化 多光源 三刺激值XYZ 
激光与光电子学进展
2020, 57(15): 153302
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学 光电技术研究所, 北京 100191
2 北京世维通科技发展有限公司, 北京100738
为提高Y波导调制器调制性能从而提高光纤陀螺的整体性能, 分析了用于光纤陀螺的Y波导相位调制器残余强度调制产生的机理, 即存在波导缺陷以及基底杂散光反射; 阐述了残余强度调制对光纤陀螺系统特性的影响, 残余强度调制主要影响光纤陀螺的标度因素; 测试了不同Y波导残余强度调制的波形特性和它的线性分量及干涉分量大小, 不同Y波导残余强度调制大小差异较大, 性能好的Y波导残余强度调制大小可以控制在1‰以内; 测试了温度对残余强度调制波形特性的影响, 残余强度调制受温度影响较大, 极端温差下残余强度调制大小波动可达20%; 根据残余强度调制的产生机理和线性干涉分量比的大小, 提出改进Y波导制作工艺的措施, 以期提高Y波导的调制性能。
光纤陀螺 Y波导调制器 残余强度调制 波形特性 FOG Y-waveguide modulator RIM waveform characteristic 
应用光学
2017, 38(6): 974
作者单位
摘要
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100191
为了便于分析Y波导调制器残余强度调制的产生机理,提出一种Y波导调制器残余强度调制的测试方法。系统采用Spartan6系列的FPGA作为主控芯片,控制模数转换芯片ADS5560对经光电转换后的调制光信号进行采集,将采集到的数据打包后通过UART通信模式发送至PC机,获取Y波导调制器残余强度调制大小及波形信息。根据残余强度调制大小和波形信息分析模场改变引起的线性和杂散光与输出光的干涉两种机理产生的残余强度调制所占比例。测试结果表明,系统稳定性良好,对于Y波导调制器的开发有重要意义。
集成光学 Y波导调制器 残余强度调制 光纤陀螺 integrated optics Y waveguide modulator residual intensity modulation FOG 
半导体光电
2017, 38(2): 194
作者单位
摘要
1 北京航空航天大学 光电技术研究所,北京 100191
2 北京世维通科技发展有限公司,北京 100738
分析了用于光纤陀螺的Y波导相位调制器的半波电压特性及其对光纤陀螺系统特性的影响,测试了温度和光源波长变化对半波电压的影响;阐述了Y波导调制器调制相位漂移对光纤陀螺系统特性的影响,测试了温度以及相对湿度变化对Y波导调制器调制相位漂移的影响。针对实验结果提出了改进Y波导制作工艺的措施。
Y波导调制器 光纤陀螺 半波电压 调制相位漂移 Ywaveguide modulator FOG halfwave voltage modulation drift 
半导体光电
2017, 38(2): 161
作者单位
摘要
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院 , 北京 100191
基于双光束干涉理论和维纳辛钦定理, 推导出宽谱光源干涉特性的表达式并进行了分析。提出了基于迈克尔逊干涉仪光路测量光源自相干函数的方法。在光学设计软件Zemax的混合序列模式下建立了宽谱光源自相干函数测试系统的光路模型, 通过多重结构编辑器对参考光路和测量光路进行了仿真。单独对准直系统进行了仿真, 通过优化使系统的光线准直效果达到最佳。并根据仿真建立的理论模型,从光纤纤芯大小和对准误差这两个角度分析了它们对光线准直系统准直度和整个系统耦合效率的影响, 得到对应的变化规律, 最后通过Origin软件绘制出了相应的变化曲线, 为搭建宽谱光源自相干函数测试系统提供了基础。
相干函数 干涉仪 多重结构 准直度 耦合效率 coherence function Zemax Zemax interferometer multi-configuration collimation degree coupling efficiency 
半导体光电
2017, 38(1): 98
作者单位
摘要
1 北京工业大学激光工程研究院,北京 100124
2 北京工业大学应用数理学院,北京 100124
采用固相烧结方法制备了纯ZnO陶瓷及GZO(Ga:ZnO)陶瓷。借助拉曼光谱和X射线衍射分别对ZnO陶瓷和不同掺Ga含量的GZO陶瓷进行了测量与分析。结果表明:GZO陶瓷均保持六角纤锌矿结构,在98 cm-1,437 cm-1处分别出现ZnO的特征峰E2(low)和E2(high);比之纯ZnO陶瓷,在GZO陶瓷的拉曼光谱中出现了位于584 cm-1以及631 cm-1附近的新峰,位于1148 cm-1附近的E1(LO)的倍频模随着Ga掺杂浓度的提高也发生了一些变化。对新峰的振动模归属以及掺杂后原有峰的变化进行了讨论,其中将位于631 cm-1附近的拉曼峰,归因于Ga替代Zn位与O成键的局域振动模式(LVMGa-O)。
GZO陶瓷 拉曼光谱 局域振荡模(LVM) Ga掺杂 GZO ceramics Raman spectra local vibiration mode Ga doping 
光散射学报
2016, 28(2): 144

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