1 滁州学院 机械与电气工程学院，滁州 239000
2 安庆师范大学 电子工程与智能制造学院，安庆 246133
光谱检测是鉴别物质类型、掌握物质含量的重要手段。凹面光栅作为光谱检测仪的核心器件，其成像质量直接影响检测质量,影响凹面光栅的成像质量归类为像差消除与分辨率提升两个方面。综述了光谱检测仪研制、像差消除与分辨率提升的研究进展; 总结了各方案消除像差、提高分辨率的技巧、特色以及需满足的条件; 最后展望了基于凹面光栅的光谱检测未来可能发展方向。
光谱学 衍射与光栅 成像 光谱 检测技术 像差 分辨率 spectroscopy diffraction and gratings imaging spectra detection technology aberration resolution
兰州大学 信息科学与工程学院, 甘肃 兰州 730000
机场跑道异物探测是飞行安全的重要保障措施之一。从发展趋势看, “雷达+光电”的多源复合探测系统是机场跑道异物探测技术的发展方向, 迫切需要高集成度、高协调性的一体化设备。文章针对跑道异物探测场景, 基于光电探测和雷达原理, 通过异形天线设计, 高效分配毫米波探测和光学探测能力、合理规划毫米波天线口面和光学探测镜头布局, 进行光学成像系统和毫米波系统的协同设计和优化, 实现该复合探测系统前端最重要的一体化探测天线。该复合天线在确保最大限度发挥光电和毫米波雷达探测能力的同时, 获得紧凑、合理的一体化结构, 为高集成度、高性能的多源探测系统奠定技术基础。
多源探测技术 机场跑道异物 毫米波-光电复合 一体化设计 multi-source detection technology foreign object debris (FOD) MMW-optic composite integrated design
红外与激光工程
2023, 52(10): 20230015
红外探测技术现已普及多种领域，受到了世界各国的重视。热释电材料作为其核心灵敏元材料之一，已成为近年来电介质物理与材料研究的热点。作为一种典型的铁电材料，钛酸铋钠基陶瓷因其较高的退极化温度与较大的热释电系数受到了广泛的重视。总结了钛酸铋钠基热释电陶瓷的研究现状，归纳了在不同组元中增强热释电效应的手段，并进行了性能比较。结果表明，通过单组元受主掺杂可以获得兼具较高退极化温度与较大热释电系数的无铅陶瓷材料。最后对目前存在的一些问题进行了讨论。
红外探测技术 铁电材料 钛酸铋钠基热释电陶瓷 infrared detection technology ferroelectric material sodium bismuth titanate-based pyroelectric ceramic
山东大学新一代半导体材料研究院, 济南 250100
SiC作为代表性的第三代半导体材料, 具有优异的物理化学性能。随着材料及应用的发展, SiC衬底在航天电源、电动汽车、智能电网、轨道交通、工业电机等领域的应用日益重要。相比第一代半导体材料如Si和第二代半导体材料如GaAs而言, SiC衬底质量还有很大的改善空间, 是现阶段研发和产业的热点。其中SiC单晶缺陷, 特别是一维位错缺陷的检测和降低, 是近10年内重要的研究内容。本文重点对SiC中位错的形成原因、位错检测技术、位错密度降低方法及近年来SiC单晶中位错的优化水平进行总结归纳, 并提出了SiC需要继续突破和发展的方向。
位错 位错形成原因 位错检测技术 位错密度降低方法 位错密度优化水平 SiC SiC dislocation cause of dislocation formation dislocation detection technology method of reducing dislocation density dislocation optimization level
1 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院, 测量理论与精密仪器安徽省重点实验室, 安徽 合肥230009
2 中国石油大学(华东)控制科学与工程学院, 山东 青岛 266580
液体活检是近些年新兴的体外诊断技术, 通过从肿瘤患者外周血中筛选出肿瘤细胞来检测和分析其上携带的各种生命信息, 具有便捷、侵入性小、检测精度高等特点。循环肿瘤细胞(Circulating Tumor Cells, CTCs)作为液体活检的重要标志物之一, 对于癌症的早期检测、疗效评估以及预后监测具有重要意义。但是血液中CTCs的含量非常少, 通常每毫升血液中仅含有1~10个CTCs, 还有数以百亿计的血细胞, 所以CTCs的富集以及筛选是液体活检中的难题, 对CTCs所携带的生命信息进行解析是关键。总结了经典的CTCs分离方法并重点概括了CTCs的检测技术。
液体活检 微流控技术 循环肿瘤细胞(CTCs) 表面增强拉曼散射 检测技术 liquid biopsy microfluidics technology circulating tumor cells surface enhancement of Raman scattering detection technology
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院区域大气环境研究卓越创新中心, 福建 厦门 361000
4 中国科学院大学, 北京 100049
甲醛 (HCHO) 是一种重要的大气反应活性指示剂和城市大气气溶胶的前体物, 影响着对流层中的氧化容量。此外, 作为一种有毒气体, 过量的 HCHO 还会对人体健康造成极大的危害, 因而实现 HCHO 的痕量检测有着十分重要的意义。综述了国内外 HCHO 痕量探测的研究进展, 对 HCHO 的探测方法特别是光谱学探测方法, 从探测原理、探测谱线以及光源的应用等多方面进行了详细的介绍。此外, 对比了几种典型的 HCHO 标定装置, 并从探测灵敏度、响应度、选择性、成本以及集成化等多个方面对不同痕量 HCHO 光谱学探测技术进行了分析与总结, 最后对不同探测技术的外场测量应用进行了介绍。
光谱学 HCHO 痕量检测 光谱探测技术 探测谱线 光源 标定装置 spectroscopy HCHO trace detection spectroscopy detection technology absorption line light source calibration device
1 中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站, 吉林 长春 130117
3 长春理工大学理学院, 吉林 长春 130022
随着航天活动的日益增加, 空间碎片的数量急剧增多, 对未知空间碎片进行编目和识别显得尤为重要。 由于火箭箭体、 人造卫星及其裂解碎片等在空间中处于外表裸露状态, 其表面材料的物理与化学特性会产生较大变化。 目前, 针对空间目标表面材料的研究主要集中在地面实验室, 无法对其在深空中的状态变化进行准确判断。 利用空间目标光电望远镜及光谱测试终端组合, 可以实时地对空间目标的光谱特性开展研究, 进一步探究材料特性变化对目标特性识别的影响。 通过利用长春人卫站1.2 m空间目标光电望远镜及相关光谱测试终端, 同时结合图像预处理软件获取空间目标的高光谱图像, 进一步运用天文学方法IRAF提取光谱一维数据, 得到可分析数据。 通过偏最小二乘法反演分析表面材料的面积比、 置信度。 实验将6个空间目标光谱数据分别进行反演, 通过6种常用航空材料的反演结果显示所有目标均可解析出至少两种材料, 其共同反演出现金色保温膜, 它是空间目标表面一定含有的材料之一, 其所占表面积比例也较高, 结果分别约为0.75, 0.78, 0.78, 0.59, 0.71和0.45。 其中, 4个目标反演出现碳纤维板, 结果分别约为0.19, 0.22, 0.07和0.24; 3个目标反演出现砷化镓, 结果分别约为0.07, 0.15和0.17; 2个目标反演出现Si, 结果分别约为0.29和0.55。 并且置信度分别约为84.7%, 80.4%, 84.1%, 82.8%, 82.6%和79.6%。 实验结果表明观测方法可信性更高, 在空间目标领域的观测技术、 获取数据、 研究分析等方面的研究结果对后续深入探索具有参考作用。 实验结果和空间目标来源自洽度高, 研究方法简单易行且与传统光学观测兼容性好。 该方法拓展了精密跟踪型空间目标观测的研究领域, 不仅具有目标所在空间环境分析的科学意义, 也具有空间目标运行安全的应用前景。
空间目标 表面材料 光谱探测技术 偏最小二乘法 面积占比 置信度 Space targets Surface materials Spectral detection technology Partial least squares method Area ratio Confidence 光谱学与光谱分析
2021, 41(10): 3299
1 天津中德应用技术大学 智能制造学院，天津 300350
2 天津理工大学 电气电子工程学院，天津 300384
光纤传感系统在复杂的实际应用中需要针对同一根光纤上的相邻的多个扰动点进行精确的识别定位。基于传感技术对外部扰动识别的背景，结合光纤传感系统的结构，得到光纤传感信号的振动和非振动区域典型曲线，提出单峰信号的误差累计值算法；在多峰信号特点的基础上，结合高斯方程及洛伦兹方程得到多峰信号的分离算法。实验结果表明：单峰信号的误差累计值算法能同时兼顾识别干扰位置准确性及系统的实时性，多峰信号的分离算法能分离2个独立的干扰信号并提取方程，该方案能有效提高信号峰重叠较多或者其它信号干扰时的识别准确率。
光纤传感信号 误差累计值算法 多峰分离算法 光时域检测技术 扰动识别 optical fiber sensing signal error accumulation algorithm multi peak separation algorithm optical time domain detection technology disturbance identification
西安工业大学光电工程学院陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西 西安 710021
应用于激光陀螺的高反镜在加工安装过程中不可避免地会引入疵病,从而对入射光产生调制作用,引发光散射。为了研究划痕状疵病尺寸发生变化时散射场的变化规律,采用有限元法和多物理场仿真软件建立了高反镜表面截面形状为矩形的单划痕疵病散射模型。通过改变疵病的宽度、深度,分析激光散射场的空间分布变化;用搭建的积分散射测量系统检测不同宽度、深度的疵病,并与仿真结果进行对比。实验结果表明,不同尺寸疵病的散射场变化趋势与仿真结果基本吻合,为高反镜表面疵病的检测工作提供了理论依据和参考。
测量与计量 高反镜 疵病 相关检测技术 积分散射仪 激光与光电子学进展
2021, 58(1): 0112001
