在低计数率背景下X射线谱的高精度测量受X射线流的统计涨落影响, 统计涨落决定了给定探测器能量分辨率的理论极限, 而其他因素的影响则可以通过适当的噪声滤除和电子技术来降低。 以往关于能量分辨率的研究大多利用谱反卷积对获取到的能谱进行后处理, 从而降低特征峰的半高宽(FWHM)。 这些后处理方法是基于将获取到的能谱建模为输入能谱和探测器响应函数这两个随机变量的函数, 往往计算量极大, 执行效率低。 针对上述问题, 提出一种多脉冲局部平均(MPLA)算法对X射线光谱数据处理平台进行优化, MPLA算法是一种在线实时处理的谱获取方法, 该方法在动态窗口内对脉冲幅度值进行了平均。 MPLA算法涉及两项可变参数, 一是平均窗口的大小r, 另一项参数则是每一次平均的脉冲幅度数量n。 该算法的执行流程包含以下几个步骤, 首先读取第一个脉冲幅度并定位一个平均窗口, 读取成功后更新当前平均窗口的脉冲幅度和脉冲个数; 第二步, 读取下一个脉冲幅度, 每次更新后即对平均窗口内的脉冲个数进行判断, 当其小于预设的参数n时继续执行第三步, 反之则执行第四步; 第三步, 继续读取下一个脉冲幅度; 第四步, 对相应平均窗口内的脉冲幅度进行平均, 得出的平均数即为需要更新计数的道址, 然后再对取平均值的窗口内脉冲幅度和脉冲个数进行清零。 本文在理论推导部分研究了应用MPLA过程时原始概率密度函数(PDF)的转换, 推导了应用MPLA后得到的概率密度函数的解析表达式, 证明了MPLA概率密度转换后具有以下特征: (1)对称分布, MPLA保留了均值和对称性。 (2)对于单峰对称分布, MPLA减少方差, 锐化分布峰。 在实验环节中, 以铁矿样品为测量对象, 将采用MPLA算法处理后的结果与传统的成谱方法得到的结果进行对比, 结果表明在具有正态分布PDF的频谱峰值的典型情况下, 即使仅对两个脉冲高度进行平均, 变换后峰的FWHM也变窄。

基于贵金属纳米粒子在折射率传感及探测中的应用, 本文运用离散偶极近似, 模拟计算了单一金纳米棒的远场消光光谱, 研究了其偶极局域表面等离子体共振波长的可调性及折射率的传感特性。研究表明, 通过调控金纳米棒的长径比, 纳米棒的局域表面等离子体共振波长在可见至近红外波长范围内广泛可调;在可见与近红外波长范围内, 该共振波长及对应的折射率灵敏度对纳米棒长径比的响应皆分别呈现出二次与线性的分段特征。此外, 利用金介电函数虚部随入射光波长的变化关系, 揭示了金纳米棒表面等离子体所对应的半高宽随该共振波长的变化规律;并利用长径比对金纳米棒的品质因子进行了优化, 得到了优化的长径比。本文的研究结果对未来设计和制造性能优异的基于局域表面等离子体共振的传感/探测基底和元器件具有重要的理论指导意义。

高压LED因其自身突出的特点在照明领域有着潜在的应用优势, 但作为一种新型功率LED, 其光电热特性仍需深入研究。 该实验对6和9 V GaN基高压LED芯片进行了相同结构和工艺条件的封装, 对封装样品进行了10～70 ℃的变温度光谱测试, 并进行了从控温平台温度到器件结温的转换。 为保证器件的电流密度相同, 6和9 V样品光谱测试的工作电流分别设定为150和100 mA。 结果显示, 结温升高会导致蓝光峰值波长红移、 波长半高宽增大、 光效下降和显色指数上升等现象。 在相同平台温度和注入功率下, 9 V样品的结温低于6 V样品; 随着温度的升高, 9 V样品波长半高宽的增加量比6 V样品少1.3 nm, 光效下降量少1.13 lm·W-1, 显色指数上升量少0.28。 以上表明, 与低压LED相比, 高压LED有着更低的工作结温和更小的温度影响。 原因在于, 相同环境温度下高压LED具有更好的电流扩展性和更少的发热量。 此特性在高压LED的研究、 发展与应用等方面具有参考价值。 此外, 峰值波长仍与结温有着较好的线性度, 在光谱设备精度较高的情况下可继续作为结温的敏感参数。

利用脉冲磁约束线形空心阴极放电装置,在 15 mT磁场约束下,产生了持续时间为200 μs、峰值放电电流为3 A、面积为60 cm×60 cm的大面积等离子体片.采用快帧法和旋转空心阴极法,在90~210 Pa内,利用朗缪尔探针首次获得了不同气压的等离子体片的厚度向电子密度分布及其演化构成的二维分布图;研究了在同等峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度时,气压对所需放电时间、最大厚度向峰值电子密度及电子密度半高宽的影响.结果表明:在相同的峰值放电电流条件下,等离子体片达到最大厚度向峰值电子密度的时间随气压的降低而减小;气压越低,最大厚度向峰值电子密度越大,电子密度半高宽越小.

The effect of shape, height, and interparticle spacing of Au nanoparticles (NPs) on the sensing performance of Au NP array is systematically investigated. Lengthening the major axis of elliptical NPs with the minor axis kept constant will cause the redshift of the local surface plasmon (LSP) resonance mode, enhance the sensitivity, and widen the resonance peaks. Larger height corresponds to smaller LSP resonance wavelength and narrower resonance peak. With each NP size unchanged, larger interparticle spacing corresponds to larger resonance wavelength and smaller full-width at half-maximum (FWHM). Moreover, duty cycle is important for sensitivity, which is largest when the duty cycle is 0.4.

天然与合成宝石一直是宝石鉴定中的难题, 而拉曼光谱的半高宽, 即声子“寿命”可提供宝石是天然或合成的信息。 论文利用BTR111-785微型近红外拉曼光谱仪对天然、 合成红宝石进行测试分析, 研究表明天然红宝石的半高宽均在10 cm-1以上, 合成红宝石的半高宽均低于10 cm-1。

利用传输矩阵法研究了含缺陷三元1维光子晶体的带隙结构, 并通过数值模拟分析了光子晶体缺陷层厚度的变化对带隙结构产生的影响。结果表明: 含缺陷对称分布的三元1维光子晶体, 缺陷层厚度对禁带的带宽影响不大; 在较宽的禁带中存在一个很窄的透射峰, 该透射峰随着缺陷厚度的增加而红移。在一定的范围内, 给出了该透射峰波长随缺陷厚度变化的非线性函数关系, 在此基础上对禁带中该透射峰的半峰全宽做了计算, 给出了半峰全宽随缺陷厚度变化的关系图。

基于单腔和双腔结构的法布里-珀罗(F-P)腔透射光强度公式, 研究了单腔F-P结构的镜面反射率与腔长对透射谱线的影响; 在总腔长相同时, 模拟分析了单腔、对称及非对称双腔的透射光谱特性; 分析了镜面反射率对非对称双腔F-P结构透射光谱的影响。结果表明：无论单腔还是双腔的F-P结构, 镜面反射率增加导致输出峰的峰值半高宽(FWHM)减小; 腔长度增加会导致输出谐振峰间距减小, 而通过调节腔长比例系数和选择镜面反射率, 总长度相同的双腔能在不减小主谐振峰透射率的同时增加谱线间距。最后, 讨论了镜面反射率对输出谱线FWHM以及腔长微小形变对中心谐振峰的位置、FWHM和透射率的影响。