南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，江西 南昌 330063
介绍了一种基于螯合剂功能化的拉锥光纤传感器，用于定量检测低浓度重金属铅离子Pb2+。该传感器由单模和四芯光纤制成，并对中间四芯光纤进行拉锥到直径15 μm。在此基础上，使用乙二胺四乙酸（EDTA）作为金属螯合剂固定在拉锥四芯光纤传感器表面，从而实现对铅离子Pb2+的高灵敏度检测。实验结果表明，该传感器对重金属铅离子Pb2+检测限为1 ng/mL。此外，该传感器具有良好的稳定性，以及制备工艺简单和响应速度快等优点。
锥形光纤 传感器 乙二胺四乙酸 Pb2+检测 激光与光电子学进展
2023, 60(11): 1106025
1 复旦大学 现代物理研究所 上海 200433
2 理论物理专款上海核物理理论研究中心 上海 200438
3 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
4 中国科学院大学 北京 100049
相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy Ion Collider，RHIC）-STAR（Solenoid Tracker at RHIC）实验测量了7.7~200 GeV能量下Au+Au碰撞中的净质子（净重子的代表）、净电荷和净K介子（净奇异数的代表）多重数分布的累积量，发现净质子四阶累积量与二阶累积量之比（）呈现出了非单调的能量依赖性行为。在相对论重离子碰撞实验中只能测到末态粒子的信息。因此，基于多相输运（A Multi-Phase Transport，AMPT）模型对Au+Au碰撞系统中守恒荷（重子数、电荷数和奇异数）的涨落性质进行了研究，发现AMPT模型的结果基本能描述RHIC-STAR实验结果。更重要的是，利用AMPT模型了解了相对论重离子碰撞动力学演化过程中几个关键效应（守恒荷粒子的产生和扩散、强子化、强子再散射和弱衰变）对守恒荷涨落演化及其粒子关联函数的影响。发现正负电荷之间关联可能源于弦熔化机制，重子（质子）关联函数符合重子数守恒期望，奇异数（净K介子）的关联函数源于对产生，这些代表量与守恒荷的对应关系行为上定性一致，但数量不同。虽然AMPT模型目前缺乏临界涨落机制，但我们的结果可以为守恒荷涨落的研究提供一条基线，这有助于在相对论重离子碰撞中寻找量子色动力学（Quantum Chromodynamics，QCD）临界点（Critical End Point，CEP）附近可能的临界行为。初步在模型中考虑临界密度涨落，结果发现它起着一定的作用。
守恒荷 涨落 累积量 关联函数 QCD相变 临界点 Conserved charge Fluctuation Cumulants Correlation functions QCD phase transition Critical end point (CEP)
1 江苏师范大学物理与电子工程学院,江苏省先进激光材料与器件重点实验室,徐州 221116
2 杭州光学精密机械研究所，杭州 311421
3 宁波大学高等技术研究院，红外材料及器件实验室，宁波 315211
本研究尝试将As2Se3红外硫系透镜生产过程中产生的块体玻璃废料进行回收利用，首先将清洗后的块体玻璃废料球磨成粉体，然后采用粉体热压技术实现高光学质量As2Se3玻璃片的制备。研究了粉体粒度、热压参数对制备的As2Se3玻璃光学性能的影响，对比了粉体热压法和熔融淬冷法制备的As2Se3玻璃的性能，评估了通过粉体热压途径制备红外硫系玻璃的可行性。结果表明：随着球磨时间的延长，As2Se3玻璃粉体的平均颗粒尺寸逐渐减小，且颗粒尺寸的分布趋于更加均匀；使用平均颗粒尺寸为9.7 μm的粉体(球磨10 min)，在压力为40 MPa、热压温度为250 ℃、热压时间为10 min的条件下获得的热压玻璃的致密度达到99.8%，其折射率与熔融淬冷法制备的玻璃的折射率接近(在10 μm波长的折射率差仅为0.003)，在10 μm波长的透过率达61%(理论透过率为63.7%)。通过进一步提高玻璃粉体的纯度和尺寸均匀性，有望制备出与熔融淬冷法制备的玻璃性能相当的热压玻璃。
硫系玻璃 球磨 热压 红外透镜 热成像 红外技术 chalcogenide glass ball milling hot pressing infrared lens thermal imaging infrared technology
1 贵州大学大数据与信息工程学院,贵州省电子功能复合材料特色重点实验室,贵阳 550025
2 贵阳学院电子与通信工程学院,贵阳 550005
利用高温固相反应法制备出Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+(x=0.05,0.1,0.15,0.3,0.4,0.5)绿色荧光粉。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、积分球式分光光度计和荧光光谱仪等对样品进行了分析。结果表明,所制备的样品均为Ba3Bi2(PO4)4纯相,Ba3Bi1.7(PO4)4∶0.3Tb3+的带隙估计值为4.21 eV。当激发光的波长为377 nm时,样品的发射光谱的波峰位于543 nm、584 nm和619 nm处,分别对应于Tb3+的5D4→7F5、5D4→7F4和5D4→7F3的能级跃迁。随着Tb3+掺杂浓度的增加,样品的发光强度先增强后减弱,当x=0.3时,发光强度最大。计算表明最近邻离子在Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+荧光粉的浓度猝灭中起主要作用。随着测试温度的升高,发光强度变化不大,表明样品具有优异的热稳定性能。CIE色坐标图表明所制备的样品可以被紫外光有效激发而发出绿光。
硅铋石结构磷酸盐 高温固相反应法 绿色荧光粉 稀土掺杂 光致发光 能级跃迁 热稳定性 Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+ Ba3Bi2-x(PO4)4∶xTb3+ eulytite type phosphate high-temperature solid phase reaction method green phosphor rare earth doping photoluminescence energy level transition thermal stability
中国电子科技集团公司第二十六研究所, 重庆 400060
针对批量生产的相控阵雷达发射-接收(T/R)组件对滤波器的幅相一致性要求较高的问题, 该文分析了影响LC滤波器幅相一致性的因素, 并从产品的电路原理和结构方面对与产品可靠性有关的元器件、工艺流程等因素进行了分析, 设计了一款3 GHz带外抑制大于60 dB、多只间相位一致性≤5°、多只间幅度一致性≤0.2 dB的滤波器。结果表明, 该滤波器具有较好的矩形系数、带外抑制和高幅相一致性, 产品用于某高可靠星载系统T/R组件中, 实现了批量生产对幅相一致性的要求。
可靠性 容差分析 幅相一致性 reliability tolerance analysis amplitude-phase consistency
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 国科大杭州高等研究院, 浙江 杭州 310024
X光傅里叶变换关联成像有望实现台式纳米显微系统,但在实际应用中受限于较低的光通量和成像信噪比,重构图像质量不佳。为解决这一问题,针对X光调制屏的二元特性,研究了基于X光超瑞利散斑场的傅里叶变换关联成像技术,并理论推导了二元调制屏调制散斑场,提出将散斑场对比度以及局部对比度之差作为目标函数,用带精英策略的非支配排序遗传算法优化设计二元调制屏。数值仿真结果表明,该方法可以得到高对比度的X光超瑞利散斑场,利用X光超瑞利散斑场可实现傅里叶变换关联成像,提高图像可见度,在低信噪比条件下提高图像质量。
X射线光学 X光关联成像 超瑞利散斑场 带精英策略的非支配排序遗传算法 光学学报
2021, 41(19): 1934001
在多路注入锁频大功率连续波磁控管的相干功率合成实验中, 输出特性分析有利于提升合成效率。搭建了一款 S波段 20 kW连续波磁控管注入实验系统, 该系统包含幅频可调的微波源和移相器, 由磁控管信号发生系统、注入锁定系统以及相位差检测系统 3个小系统组成。利用外部注入信号, 分别对磁控管输出信号的相位稳定度、频谱和相位噪声进行实验分析, 实现了对实际磁控管在外部注入前后的特性分析。其中, 相位差波动最小不足 4°, 最大 17°, 锁频带宽在 2.9~13 MHz之间变化, 在偏移频率 1 MHz内对相位噪声抑制超过 40 dB; 并对注入锁频信号与输出信号之间的关系进行了总结, 为多路大功率磁控管的功率合成提供理论依据。
注入锁频 相干功率合成 连续波磁控管 相位差 锁频带宽 相位噪声 injection-locking coherent power combing continuous wave magnetron phasedifference locking frequency band phase noise 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(4): 688
中国地质大学(武汉)珠宝学院, 湖北 武汉 430074
研究对象是一种与“冻地”鸡血石外观高度相似的玉石, 该种玉石半透明“地”中含有橙红色矿物。 利用X射线粉晶衍射仪、 扫描电子显微镜、 红外光谱仪、 拉曼光谱仪对该玉石的宝石学及谱学特征进行研究。 结果表明: 该玉石“地”的主要组成矿物为有序度较高的地开石、 橙红色矿物为雄黄; 地开石晶体为自形假六边形片状, 约15～20 μm, 厚2～4 μm, 粒径均一且形态一致, 集合体在三维空间无序排列; 部分样品“地”中含有少量黄铁矿、 萤石、 石英、 方解石等矿物。 “地”的红外光谱指纹区具有高岭石族矿物的主要特征峰, 分别位于430, 470, 540, 698, 755, 795, 913, 937, 1 002, 1 034和1 118 cm-1; 官能团区以3 622, 3 653和3 706 cm-1处的吸收峰为特征, 3 622 cm-1吸收峰由内羟基OH1的面内伸缩振动引起, 3 653 cm-1归属于内表面羟基OH2和OH4的同相伸缩振动; 从高频峰到低频峰强度依次增大, 且内表面羟基OH3伸缩振动引起的吸收峰位于3 706 cm-1, 表明“地”为有序地开石; 拉曼光谱测试表明“血”为雄黄, 具有186, 222, 235, 273, 346和355 cm-1的特征拉曼位移, 其中186和222 cm-1归属于S—As—S的弯曲振动, 346和355 cm-1由As—S的伸缩振动引起; 拉曼光谱同样可用于“地”的矿物组成研究, 低频区具有133, 241, 266, 336, 436, 463, 747, 792和914 cm-1的高岭石族矿物的特征位移, 高频区可见三个与红外光谱相似的阶梯状谱峰, 3 624 cm-1强度最大, 归属于OH1的伸缩振动, 次强峰3 646 cm-1由OH2和OH4的同相伸缩振动引起, 归属于OH3的伸缩振动峰强度最小且位于3 706 cm-1, 高频区拉曼位移特点指示“地”为地开石, 且有序度较高, 与红外光谱测试结论一致。 尽管研究样品的“地”与“冻地”鸡血石的主要组成矿物相同, 为地开石, 且具有外观细腻、 温润等特点, 但其“血”并非辰砂而是雄黄, 所以不应与鸡血石混淆, 其正确的珠宝玉石名称应为“粘土矿物质玉”。
有序地开石 雄黄 粘土矿物质玉 鸡血石 Ordered dickite Realgar Clay minerals jade Chicken-blood stone 光谱学与光谱分析
2021, 41(6): 1920
近期在玉石市场上出现了一种名为“天青冻”的蓝色蛇纹石玉, 为蛇纹石玉的一个新品种。 采用偏光显微镜、 扫描电子显微镜、 激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪和X射线粉晶衍射仪分析其结构特征、 化学和矿物组成, 并采用傅里叶变换红外光谱仪、 激光拉曼光谱仪和紫外-可见分光光度计对其谱学特征进行研究。 结果表明蛇纹石呈叶片状交织成毛毡状结构, 并含有菱面体状的杂质矿物白云石。 同时, X射线衍射谱2.53 ?(d202), 1.56 ?(d062)和1.54 ?(d060)的特征衍射峰以及红外吸收光谱中3 673, 997和641 cm-1的特征吸收峰表明其属叶蛇纹石, 1 098和1 086 cm-1的特征拉曼峰指示了白云石和方解石的存在, 这与其形成于SiO2热液交代白云岩的成矿环境相关。 化学分析表明蓝色蛇纹石玉中的Fe元素含量较其他常见蛇纹石玉低。 紫外可见吸收光谱中Fe2+→Fe3+电荷转移引起的强630 nm吸收带致其蓝色, Fe2+→Fe3+电荷转移引起的724 nm弱吸收带会导致其产生绿色调, 而由Fe2+和Fe3+自旋禁戒跃迁分别导致的537和488 nm弱吸收带对颜色影响较小。
蓝色蛇纹石玉 天青冻 谱学特征 宝石学特征 矿物学特征 Blue serpentine Tian Qing Dong Spectroscopic characteristic Gemological characteristics Mineralogical characteristics 
近年来, 市场上出现了产自西安、 云南等地与鸡血石外观相似的玉石品种, 鸡血石相似品种的出现给鸡血石市场带来一定冲击, 也为鸡血石的命名及检测带来挑战。 利用X射线粉晶衍射仪、 扫描电子显微镜、 红外光谱仪、 拉曼光谱仪对鸡血石相似品种的矿物学及谱学特征进行研究。 结果如下: (1)X射线粉晶衍射结果表明鸡血石相似品种的“血”为辰砂; 西安样品的“地”主要由石英及白云石组成; 而云南样品的“地”则由石英及方解石组成, 同时可含一定量文石; 两地产出的鸡血石相似品种中均出现少量伊利石, 云南样品中还含有少量高岭石。 (2)扫描电镜观察表明, 鸡血石相似品种中的碳酸盐矿物多呈自形到半自形, 粒径较其他矿物最为粗大, 石英呈半自形-他形粒状分布于碳酸盐矿物颗粒间, 辰砂分布于碳酸盐矿物及石英粒间; 在西安样品中观察到了细小鳞片状的伊利石晶体。 (3)红外光谱测试表明, 鸡血石相似品种的主要组成矿物均为石英及碳酸盐矿物, 具有由Si—O—Si的反对称伸缩振动引起的1 086和1 167 cm-1强而宽的吸收带及归属于Si—O键的对称伸缩振动的798, 779, 694, 512和462 cm-1处的石英的红外吸收峰; 西安样品中具有727, 881和1 444 cm-1白云石的红外光谱, 云南样品中具有712, 876, 1 427和1 789 cm-1方解石的红外光谱, 方解石与白云石均为方解石族矿物, 红外光谱由[CO3]2-及晶格振动模式构成, 峰位略有不同但基本轮廓及归属相同, 712~727 cm-1为[CO3]2-的面内弯曲振动吸收峰, 876~881 cm-1为[CO3]2-的面外弯曲振动吸收峰, 1 427~1 444 cm-1的峰则归属于[CO3]2-的反对称伸缩振动, 1 789 cm-1为[CO3]2-的对称伸缩振动和面内弯曲振动的和频峰; 部分样品的红外光谱官能团区出现粘土矿物羟基的振动峰; (4)拉曼光谱测试表明两个产地样品的“血”均为辰砂, 具有254, 290和350 cm-1的拉曼位移; 西安样品中黑色矿物为辉锑矿, 具有147, 191, 252和452 cm-1的拉曼位移; 对“地”的拉曼光谱测试结果与红外光谱结果吻合, 两个产地样品均具有464 cm-1的石英的特征拉曼位移, 西安样品中具有1 097, 725, 338和299 cm-1白云石的拉曼位移, 云南样品中出现1 087, 713和282 cm-1方解石拉曼位移。 由于鸡血石相似品种中存在粘土矿物, 因此鸡血石的鉴别不能简单依靠是否含有粘土矿物来进行。
鸡血石相似品种 矿物学特征 红外光谱 拉曼光谱 The similar species of Chicken-blood stone Mineralogical characteristic IR spectra Raman spectra 光谱学与光谱分析
2020, 40(10): 3179
