大连理工大学光电工程与仪器科学学院,辽宁 大连 116024
针对宽谱连续波差分吸收激光雷达(DIAL)的特点,通过仿真不同大气条件下的激光雷达信号,计算分析宽谱DIAL气溶胶消光和后向散射效应引起的二氧化氮(NO2)质量浓度反演误差。研究结果表明:当大气气溶胶均匀分布时,NO2质量浓度反演误差主要取决于气溶胶消光效应,而后向散射效应引起的NO2质量浓度反演误差一般可忽略不计;当大气气溶胶非均匀分布时,气溶胶后向散射效应引起的NO2质量浓度反演误差依赖于气溶胶非均匀分布程度,且与波长指数成反比。此外,适当增大分段拟合距离可有效降低气溶胶后向散射效应引起的NO2质量浓度反演误差。利用光谱近似得到宽谱NO2-DIAL气溶胶消光和后向散射效应引起的NO2质量浓度反演误差的近似模型,通过对比模拟计算的结果,验证了近似模型评估NO2质量浓度反演误差的可行性。
大气光学 宽谱差分吸收激光雷达 沙氏成像原理 二氧化氮 气溶胶光学特性
红外与激光工程
2023, 52(12): 20230574
1 南京信息工程大学大气物理学院,中国气象局气溶胶与云降水重点实验室教育部气象灾害重点实验室,江苏 南京 210044
2 上海卫星工程研究所,上海 201109
气溶胶在大气辐射收支平衡、气候变化、降水、云的形成以及环境污染方面扮演着重要的角色。为了实现对气溶胶光学参数的大范围、高精度、定量化测量,2019年3月使用大气环境星气溶胶碳探测激光雷达(ACDL)的机载缩比系统(Air-ACDL)在中国山海关地区开展了机载观测试验。试验完成了不同污染天气、不同高度以及不同地表类型下的多架次观测。将六天飞行试验得到的机载高光谱激光雷达(HSRL)测量的气溶胶光学深度(AOD)分别与地面站点的太阳光度计和卫星遥感数据进行对比分析,其相关系数R均达到0.90以上,其样本数量分别为86与2200。基于机载HSRL的观测数据,提出了适用于Air-ACDL的气溶胶分类方法,并对山海关地区的气溶胶进行了分类研究。使用后向轨迹传输模型、云气溶胶激光雷达和红外探路卫星观测(CALIPSO)气溶胶分类结果,以及Aura卫星臭氧监测仪(OMI)传感器等数据验证Air-ACDL测量的气溶胶分类的可靠性。多架次Air-ACDL观测结果表明:相比于传统激光雷达气溶胶分类方法,基于Air-ACDL的气溶胶分类方法能够对气溶胶进行更加准确的分类;山海关地区地理位置特殊,观测期间,当地气溶胶除由本地供暖等活动产生的城市气溶胶之外,还有受大气传输影响来自内蒙古地区的沙尘气溶胶,以及来自东南渤海地区的海洋气溶胶。
机载高光谱分辨率激光雷达 大气气溶胶 气溶胶光学特性 气溶胶分类 光学学报
2023, 43(24): 2428005
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大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
4 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
使用气溶胶自动观测网(AERONET)东沙站的长期观测资料,初步建立逐月的南海东沙海域气溶胶光学特性模型。长期观测数据表明,东沙海域气溶胶光学厚度(AOD)基本低于0.5,春秋两季达到峰值,夏季最低。气溶胶粒子的有效半径在春秋两季较小,其余月份在0.5 左右。使用三模态对数正态函数拟合区域气溶胶粒径谱,得到细模态半径为0.1 ,中间模态半径为0.28 ,粗模态半径为2.2 。基于多波段AOD观测数据,评估该模型计算所得AOD光谱和透过率误差,可见和近红外波段透过率的均方根误差(RMSE)为1%~2%,AOD的RMSE为0.01~0.03。结果表明,所建气溶胶模型可以准确描述东沙海域的气溶胶光学特性,满足工程计算的精度要求。
大气光学 气溶胶模式 海洋气溶胶 气溶胶光学特性 AERONET 光学学报
2023, 43(24): 2401002
1 苏州大学光电科学与工程学院&苏州纳米科技协同创新中心, 苏州 215006
2 苏州大学, 江苏省先进光学制造技术重点实验室和教育部现代光学技术重点实验室, 苏州 215006
3 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 苏州 215123
4 苏州纳维科技有限公司, 苏州 215000
5 沈阳材料科学国家研究中心, 沈阳 110010
GaN基微型发光二极管(Micro-LED)作为新型显示技术有着广泛的应用前景, 在近些年得到了快速的发展。但随着尺寸的降低, Micro-LED的发光效率急剧降低, 主要是由于侧壁损伤的影响。本文通过光刻工艺和电感耦合等离子体(ICP)刻蚀制作了5、10、20 μm等不同尺寸的Micro-LED结构, 分析了刻蚀对Micro-LED带来的台面物理损伤及杂质元素富集的影响, 并采用20%浓度四甲基氢氧化铵(TMAH)修复侧壁损伤, 采用阴极荧光(CL)分析钝化处理前后Micro-LED的光学特性。结果表明, 随着尺寸的降低, 侧壁损伤的影响越加严重, 采取TMAH钝化工艺能够对侧壁进行有效的修复, 提升Micro-LED的发光强度与发光均匀性。
侧壁损伤 侧壁钝化 尺寸 光学特性 Micro-LED Micro-LED sidewall damage sidewall passivation size optical property
针对狙击作战中对狙击手的探测、定位及告警的需求,开展了枪口焰烟光学特性测试研究。根据枪口焰烟文献资料与光学测量设备的性能参数,设计了枪口焰烟光学特性外场测试详细方案。对某5.8 mm与7.62 mm口径弹道步枪的枪口焰烟光学特性进行了外场测试。测试结果表明,枪口焰烟辐射主要集中在2 μm~5 μm,持续时间约为6 ms,辐射能量最大值出现在2 ms附近,5.8 mm弹道步枪枪口焰烟在中波和长波的辐射强度均高于7.62 mm。枪口焰烟光学特性的测试结果为枪口焰烟的探测及**发射药的改进提供了重要依据。
枪口焰烟 光学特性 测试 gun flame and smoke optical properties test
1 伊犁师范大学物理科学与技术学院,伊宁835000
2 伊犁师范大学新疆凝聚态相变与微结构实验室,伊宁835000
本文基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法,采用第一性原理研究了含Cd空位缺陷CdS和含S空位缺陷纤锌矿CdS的几何结构、能带结构、电子态密度及光学性质。通过计算分析可知,含Cd空位缺陷的CdS体系均为p型半导体,含S空位缺陷的CdS体系跃迁方式均由直接跃迁变为间接跃迁。Cd、S空位缺陷的CdS体系的态密度总能量降低。空位CdS体系相较于本征CdS体系的静介电常数均有提高,并随着空位浓度的增大而增大,Cd空位缺陷体系更为明显,极化能力得到显著提升。空位Cd的CdS体系相较于本征CdS体系在红外波段存在明显的吸收,空位S的CdS体系相较于本征CdS体系在可见光波段存在明显的吸收。
半导体 空位 第一性原理 电子结构 光学特性 CdS CdS vacancy semiconductor firstprinciple electronic structure optical characteristic
1 微光夜视技术重点实验室,陕西 西安 710065
2 昆明物理研究所,云南 昆明 650223
荧光粉是微光像增强器荧光屏的关键材料,可将电子图像转换为可见光学图像,其性能对像增强器的分辨力、发光光谱、调制传递函数、余辉等性能有重要影响。针对国内外目前像增强器的发展情况,就国内外像增强器荧光屏常用的P20((Zn,Cd)S∶Ag)、P22(ZnS∶Cu,Al)、P31(ZnS∶Cu)、P43(Gd2O2S∶Tb)和P45(Y2O2S∶Tb)开展相应的性能对比研究,分别对这5种荧光粉的物相结构、光谱特性、发光效率及分辨力等性能进行了表征,分析了不同种类荧光粉的适用条件。结果表明:这5类常用荧光粉对于像增强器的不同性能提升各有贡献,其中分辨力较高的为P43荧光粉,发光效率较高的为P22荧光粉,而人眼观测舒适度最好的则为P45荧光粉。鉴于对微光像增强器高性能的要求,在选用微光像增强器用荧光粉时可选用综合性能较为优越的P22和P43荧光粉,也可根据像增强器的具体性能要求及实际使用需求选用合适的荧光粉种类。
微光像增强器 荧光屏 荧光粉 光学特性 low-level-light image intensifier fluorescent screen phosphor optical properties