InGaAs/InP红外雪崩光电探测器的研究现状与进展 被引量：7

1

作者 胡伟达 李庆 +3 位作者 温洁 王文娟 陈效双 陆卫 《红外技术》 CSCD 北大核心 2018年第3期201-208,共8页

近年来,量子卫星通信、主动成像等先进技术的应用取得了较大的进展,InGaAs/InP雪崩光电探测器作为信息接收端的核心器件起到了至关重要的作用。本文系统介绍了InGaAs/InP雪崩光电探测器的工作原理,分析了器件结构设计对暗电流特性的影响... 近年来,量子卫星通信、主动成像等先进技术的应用取得了较大的进展,InGaAs/InP雪崩光电探测器作为信息接收端的核心器件起到了至关重要的作用。本文系统介绍了InGaAs/InP雪崩光电探测器的工作原理,分析了器件结构设计对暗电流特性的影响,对盖格模式下多种单光子探测电路进行了综述,同时对新型金属-绝缘体-金属结构设计的研究进展进行了介绍和展望。 展开更多

关键词 InGaAs/InP红外雪崩光电探测器 暗电流机制 单光子探测 表面等离共振效应

下载PDF 职称材料

群智能优化的动态基线调整在光纤SPR传感器信号处理中的应用

2

作者 戴峻峰 付丽辉 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期1092-1102,共11页

将谱宽(β)、基线下测量点数(m)、面积比(λ)作为最佳动态基线的选择依据,在两级适应度函数条件下,利用粒子群优化算法跟踪β、m、λ,寻找最佳组合参数下的动态基线,有效克服了传统基线选择较为随意的问题。搭建了光纤SPR测试装置,采集... 将谱宽(β)、基线下测量点数(m)、面积比(λ)作为最佳动态基线的选择依据,在两级适应度函数条件下,利用粒子群优化算法跟踪β、m、λ,寻找最佳组合参数下的动态基线,有效克服了传统基线选择较为随意的问题。搭建了光纤SPR测试装置,采集8种不同浓度的蔗糖标准溶液的光谱数据,将4种质心跟踪法进行实验对比。结果表明群智能优化动态基线法的预测精度和相关性均最好,可以有效提取质心参数,消除光源波动对测试结果的影响,为实现光纤SPR实时在线监测提供了一种有效途径,其共振波长拟合度为0.996 3,RMSE为1.78。另外,考察了三种质心计算参数的主导地位,结果表明:在设定相同适应度情况下,固定m方法效果最好,进而为质心参数的选择控制提供有效依据。 展开更多

关键词 光纤SPR传感器 表面等离子共振效应 粒子群算法 群智能优化 动态基线

下载PDF 职称材料

一种新型苯酚含量表面等离子共振光纤生物传感器

3

作者 李林洋 彭飞 +4 位作者 钟年丙 解泉华 汤斌 常海星 钟登杰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期224-235,共12页

为了提高光纤苯酚含量传感器的灵敏度和选择性,构建了一种新型苯酚含量表面等离子共振(SPR)光纤生物传感器。传感器主要由辣根过氧化物酶(HRP)修饰SPR光纤和苯酚选择透过性膜构成。首先在光纤表面聚合聚多巴胺(PDA),用于吸附纳米金成膜... 为了提高光纤苯酚含量传感器的灵敏度和选择性,构建了一种新型苯酚含量表面等离子共振(SPR)光纤生物传感器。传感器主要由辣根过氧化物酶(HRP)修饰SPR光纤和苯酚选择透过性膜构成。首先在光纤表面聚合聚多巴胺(PDA),用于吸附纳米金成膜并激发SPR效应,随后在金膜表面再次聚合聚多巴胺用于固定HRP,获得HRP修饰SPR光纤。β-环糊精掺杂PEBA2533苯酚选择性聚合物膜固定在HRP修饰光纤表面。水体中苯酚分子自由通过聚合物膜后,吸附在HRP表面,在过氧化氢(H2O2)协助下被氧化生成难溶聚合物,增大HRP膜的折射率,促进传感器共振波长发生漂移,提高其灵敏度。研究表明,传感器对苯酚含量的测量具有高选择性和高灵敏度;在传感器采样时间为300 s时,灵敏度和检测下限分别达到224.84 pm·mmol^(-1)·L和159 nmol/L。 展开更多

关键词 传感器 苯酚含量 辣根过氧化物酶 表面等离子共振效应 聚合物膜 光纤传感器 选择性

原文传递

基于表面等离子体共振的光纤光栅温湿度传感器

4

作者 邓喆 刘卓瑶 +4 位作者 孟凡策 赵佳弈 齐良驹 戴腾飞 常建华 《量子光学学报》 北大核心 2023年第3期71-79,共9页

本文提出一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的光纤光栅温湿度传感器,以光纤布拉格光栅(FBG)作为温敏器件,并在光纤包层外镀40 nm厚的银纳米薄膜,以聚乙烯醇(PVA)作为湿敏薄膜,通过观测共振峰的偏移以及光纤光栅中心反射波长的偏移来实... 本文提出一种基于表面等离子体共振(SPR)效应的光纤光栅温湿度传感器,以光纤布拉格光栅(FBG)作为温敏器件,并在光纤包层外镀40 nm厚的银纳米薄膜,以聚乙烯醇(PVA)作为湿敏薄膜,通过观测共振峰的偏移以及光纤光栅中心反射波长的偏移来实现对周围环境温湿度变化的监测。实验结果表明,该传感器在温度20℃~70℃范围内,灵敏度达到0.020 3 nm/℃;在相对湿度30%RH~80%RH范围内,平均灵敏度达到-0.99 nm/%RH。该传感器稳定性好,交叉敏感性弱,可在多场景中广泛应用。 展开更多

关键词 光纤光栅 表面等离子体共振效应 湿度传感 温度传感

原文传递

基于薄膜光学理论的光纤表面等离子共振传感器研究 被引量：3

5

作者 付丽辉 尹文庆 戴峻峰 《分析试验室》 CAS CSCD 北大核心 2016年第10期1171-1176,共6页

为完善光纤表面等离子共振传感器设计方法,在MATLAB环境下,基于薄膜光学理论,以金属薄膜复介电常数的虚部、实部、膜层厚度、光纤纤芯折射率、环境介质折射率为中间参量建立数值计算模型,研究讨论了各自对光纤表面等离子体共振传感头反... 为完善光纤表面等离子共振传感器设计方法,在MATLAB环境下,基于薄膜光学理论,以金属薄膜复介电常数的虚部、实部、膜层厚度、光纤纤芯折射率、环境介质折射率为中间参量建立数值计算模型,研究讨论了各自对光纤表面等离子体共振传感头反射谱的影响。利用实验对数值计算结果进行验证。给定传感头的光纤与薄膜结构参数,在较大的环境介质折射率折变化范围内,可能观测到多个表面等离子共振点,环境介质折射率不同的有效测量范围,对纤芯折射率、薄膜厚度有着不同的临界取值要求。这可为波长调制型光纤SPR传感器测量方案优化,提供相应理论指导。 展开更多

关键词 光纤传感器 表面等离子共振效应 薄膜光学 数值计算仿真 MATLAB

原文传递

基于ICPSO-BP神经网络的光纤SPR传感器开环系统优化研究 被引量：2

6

作者 付丽辉 戴峻峰 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期662-675,共14页

表面等离子共振(SPR)传感器开环系统的弊端,对全局搜索粒子群算法(PSO)的早熟收敛问题进行改进,提出了一种动态信息调整且速度可控的改进型合作粒子群算法(ICPSO)。该方法通过在粒子飞行状态控制的迭代方程中引入子群最优信息,较好地保... 表面等离子共振(SPR)传感器开环系统的弊端,对全局搜索粒子群算法(PSO)的早熟收敛问题进行改进,提出了一种动态信息调整且速度可控的改进型合作粒子群算法(ICPSO)。该方法通过在粒子飞行状态控制的迭代方程中引入子群最优信息,较好地保持了粒子多样性,有效地避免寻优飞行中粒子的早熟收敛。进一步将该算法作为BP神经网络的训练算法,建立了更为优化的ICPSO-BP神经网络。最后,利用ICPSO-BP神经网络对光纤SPR开环系统的内部非线性模型进行辨识补偿,分别建立单输入、双输入、三输入的ICPSO-BP神经网络补偿模型,实验及仿真结果表明新算法在测试线性精度和速度上均具有较好的表现,从而保证了光纤SPR良好的线性测试效果,为光纤SPR传感器进一步应用打下一定基础。 展开更多

关键词 光纤光学 光纤传感器 表面等离子共振效应 粒子群算法 神经网络 开环系统

下载PDF 职称材料

基于柱面透镜Otto结构SPR效应的金属薄膜厚度测量方法 被引量：3

7

作者 李桂运 谷利元 +3 位作者 胡敬佩 朱玲琳 曾爱军 黄惠杰 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期159-164,共6页

基于柱面透镜修正Otto结构产生的表面等离子体共振(SPR)效应,提出一种测量金属薄膜厚度的方法。该方法无需用s偏振光提取背景光强,可直接利用在p偏振光入射条件下得到的单幅SPR吸收图像拟合背景光强,进而得到竖直方向上的归一化反射率... 基于柱面透镜修正Otto结构产生的表面等离子体共振(SPR)效应,提出一种测量金属薄膜厚度的方法。该方法无需用s偏振光提取背景光强,可直接利用在p偏振光入射条件下得到的单幅SPR吸收图像拟合背景光强,进而得到竖直方向上的归一化反射率曲线。从而建立光学薄膜模型并拟合了反射率曲线,反演出待测金属薄膜的厚度参数。实验对一个纳米级厚度的Au膜样品进行测量,测量结果表明,Au膜的平均厚度与商用光谱椭偏仪的测量结果之差为0.1 nm,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 表面等离子体共振效应 柱面透镜 金属薄膜 厚度测量

原文传递

近场光学方法测量大气折射率起伏 被引量：2

8

作者 张斗国 王沛 +4 位作者 鲁拥华 唐麟 袁仁民 饶瑞中 明海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期814-816,共3页

精确测量大气的折射率起伏,对于研究大气的光学性质及其在环境监测中的应用有着重要的意义。建立了用近场光学方法测量大气折射率起伏的模型:采用全内反射方法激发金属的表面等离子共振,在金属-空气-金属组成的平面波导中形成振荡的导模... 精确测量大气的折射率起伏,对于研究大气的光学性质及其在环境监测中的应用有着重要的意义。建立了用近场光学方法测量大气折射率起伏的模型:采用全内反射方法激发金属的表面等离子共振,在金属-空气-金属组成的平面波导中形成振荡的导模,选取衰减全反射曲线中变化最快的一点的角度作为入射光的角度,测量相应的反射光光强的变化,就可以得到相应空气的折射率的变化。初步数值模拟了该模型的测量精度,折射率变化的精度可以达到百万分之五。 展开更多

关键词 大气光学 近场光学 表面等离子体共振效应 折射率起伏

下载PDF 职称材料

基于表面等离子体共振效应的荧光太阳集光器制备及其性能 被引量：1

9

作者 曹修东 张会红 +3 位作者 田野 张毅 顾港伟 张晓伟 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期396-403,共8页

金属纳米颗粒的表面等离子体共振效应能够对特定波长入射光的吸收或者散射增强,正因为其独特的光学性质,金属纳米颗粒被尝试应用于荧光太阳集光器。本文利用全无机钙钛矿CsPbBr_(3)量子点、Au纳米颗粒和硫醇-烯聚合物制备荧光太阳集光... 金属纳米颗粒的表面等离子体共振效应能够对特定波长入射光的吸收或者散射增强,正因为其独特的光学性质,金属纳米颗粒被尝试应用于荧光太阳集光器。本文利用全无机钙钛矿CsPbBr_(3)量子点、Au纳米颗粒和硫醇-烯聚合物制备荧光太阳集光器。研究发现,掺杂适量Au纳米颗粒可以通过表面等离子体共振效应提高全无机钙钛矿CsPbBr_(3)量子点荧光太阳集光器的外量子效率。当Au纳米颗粒的掺杂浓度为2.0×10^(-6)时,荧光太阳集光器的外量子效率为12.3%,相比未掺杂Au纳米颗粒的荧光太阳集光器的外量子效率提升了78.2%。进一步提高Au纳米颗粒的掺杂浓度,荧光太阳集光器的外量子效率下降。荧光发射谱和荧光寿命谱测试结果显示,当Au纳米颗粒的掺杂浓度超过2.0×10^(-6)时,过高的Au纳米颗粒掺杂浓度导致CsPbBr_(3)量子点与Au纳米颗粒之间发生非辐射能量转移,荧光太阳集光器荧光量子产率(η_(PL,LSC))下降导致了外量子效率下降。 展开更多

关键词 钙钛矿量子点 Au纳米颗粒 表面等离子体共振效应 外量子效率 非辐射能量转移

下载PDF 职称材料

表面等离子共振法测量纳米级金属薄膜厚度数值分析（英文） 被引量：2

10

作者 刘庆纲 解娴 +1 位作者 秦自瑞 郎垚璞 《纳米技术与精密工程》 CAS CSCD 2018年第1期16-22,共7页

针对纳米级金属薄膜厚度测量的需求,建立了基于表面等离子共振(SPR)法膜厚测量的数学模型,并以K9棱镜-金膜-空气组成的Kretschmann结构为耦合装置,对SPR方法的光强、相位、波长、角度4种调制模式进行数值分析,介绍了这4种调制模式的原理... 针对纳米级金属薄膜厚度测量的需求,建立了基于表面等离子共振(SPR)法膜厚测量的数学模型,并以K9棱镜-金膜-空气组成的Kretschmann结构为耦合装置,对SPR方法的光强、相位、波长、角度4种调制模式进行数值分析,介绍了这4种调制模式的原理,并对其传感器的测量范围、灵敏度等参数进行了分析.结果表明:光强型SPR装置的测量范围最大,相位型SPR装置的灵敏度最高.在实际金属薄膜厚度测量的应用中,除了传感器的测量范围和灵敏度外,还需考虑其后续处理装置、算法的复杂性及性价比,结合诸多因素选择合适的SPR传感器. 展开更多

关键词 SPR效应 金属薄膜 厚度 测量模型 数值分析

下载PDF 职称材料

金纳米笼在近红外光激发下诱导产生活性氧的研究

11

作者 陈铭祥 何安怀 郑明彬 《中国药学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第16期1422-1426,共5页

目的研究纳米金笼光热诱导过氧化氢(H_2O_2)增强活性氧(ROS)的情况,分析ROS种类及其产量与H_2O_2浓度的关系,为金纳米笼在光热/光动力治疗领域的深入研究提供理论依据。方法利用808 nm近红外激光照射不同浓度的H_2O_2与金纳米笼的混合... 目的研究纳米金笼光热诱导过氧化氢(H_2O_2)增强活性氧(ROS)的情况,分析ROS种类及其产量与H_2O_2浓度的关系,为金纳米笼在光热/光动力治疗领域的深入研究提供理论依据。方法利用808 nm近红外激光照射不同浓度的H_2O_2与金纳米笼的混合溶液后,通过酶标仪和ROS荧光探针检测产生ROS的种类和含量。结果金纳米笼在近红外光激发下,由于表面等离子体共振效应(SPR),不仅能产生过热效应,还能诱导H_2O_2产生更多的ROS(种类主要为单线态氧和羟基自由基);并且随着H_2O_2浓度的增加,单线态氧和羟基自由基的含量也会增加。结论金纳米笼在近红外光激发下能诱导H_2O_2产生单线态氧和羟基自由基等ROS,且与H_2O_2浓度成正相关。 展开更多

关键词 金纳米笼 过氧化氢 活性氧 近红外激光 表面等离子体共振效应

原文传递

Ag@Cu2O纳米立方体核壳结构对光助丙烯氧化反应的影响

12

作者 完颜永劲 张嘉伟 +3 位作者 陈佳煜 王秋祥 匡勤 谢兆雄 《厦门大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期491-498,共8页

传统的丙烯氧化反应的生产工艺复杂并且会带来大量污染废弃物,相比之下丙烯与氧气直接进行氧化反应具有很大的优势.然而,关于如何提高这种丙烯氧化反应的催化效率的报道较少.该文以Ag纳米立方体为种子,通过外延生长成功构建了具有核壳... 传统的丙烯氧化反应的生产工艺复杂并且会带来大量污染废弃物,相比之下丙烯与氧气直接进行氧化反应具有很大的优势.然而,关于如何提高这种丙烯氧化反应的催化效率的报道较少.该文以Ag纳米立方体为种子,通过外延生长成功构建了具有核壳结构的Ag@Cu2O纳米立方体,研究了其核壳结构对光助丙烯氧化反应的影响.催化测试结果表明,Cu2O壳层有效抑制了丙烯的过度氧化,提高了丙烯醛的选择性.此外,Ag@Cu2O核壳结构不仅有助于Cu2O壳层的光生电子-空穴的高效分离,而且还可以充分利用内核Ag的表面等离子体共振效应提高局部反应温度.因此,这种核壳型催化剂能够有效地利用光来提高丙烯氧化的反应速率. 展开更多

关键词 丙烯氧化反应 光助催化反应 表面等离子体共振效应 AG CU2O

下载PDF 职称材料

内建电场辅助光催化甲烷干重整的研究进展

13

作者 雷一鸣 叶金花 +1 位作者 Jordi García-Antón 刘慧敏 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE EI CAS CSCD 2023年第10期72-101,共30页

甲烷(CH_(4))和二氧化碳(CO_(2))是导致全球变暖的两种主要温室气体.甲烷干重整技术能够同时消耗两种温室气体并制备氢气(H2)和一氧化碳(CO),是减少温室效应的理想策略之一.CH_(4)和CO_(2)在热力学上具有很高的稳定性,所以活化CH_(4)和C... 甲烷(CH_(4))和二氧化碳(CO_(2))是导致全球变暖的两种主要温室气体.甲烷干重整技术能够同时消耗两种温室气体并制备氢气(H2)和一氧化碳(CO),是减少温室效应的理想策略之一.CH_(4)和CO_(2)在热力学上具有很高的稳定性,所以活化CH_(4)和CO_(2)需要克服较高的能垒,导致传统的甲烷干重整技术总是需要高热能来触发该反应发生.光催化技术的发展为在温和条件下启动甲烷干重整反应提供了更多的可能.然而,由于光激发载流子之间的快速重组,光催化效率仍然较低,难以满足工业需求.研究人员发现,通过构建内置电场增强电荷载流子的分离和转移动力学是解决上述问题的可靠策略.本文首先介绍了甲烷干重整的反应机理和用于甲烷干重整的工业热催化材料.随后,总结了光催化甲烷干重整的优点和潜在的光催化材料,重点介绍了两类催化剂:(1)由铁电效应产生的永久自发极化进而构筑的内建电场的光催化剂.由于自发极化引起的电场,基于铁电材料的光催化剂在促进电荷转移方面显示出较大潜力.(2)由异质结结构在界面处引发内建电场的光催化剂.基于两种具有合适能带结构的半导体构建Ⅱ型异质结也是一种有效方法,由于交错间隙结构,在界面处形成内置电场,导致不同半导体分别进行氧化和还原过程.此外,Z型载流子转移机制可以保留具有更强还原能力的电子和更强氧化能力的空穴,将较低氧化还原能力的光生载流子重组,从而通过界面电场促进光催化甲烷干重整过程.(3)局域表面等离激元共振(LSPR)效应引发内建热电场的光催化剂.金属纳米颗粒在可见-近红外(Vis-NIR)光的照射下会产生共振现象,将会导致金属中的电子结构不连续,从而构建局部电场.因此,LSPR效应在提高光(热)催化甲烷干重整效率方面具有巨大潜力.随着光催化甲烷干重整技术的发展,人们对理解反应机理 展开更多

关键词 光催化甲烷干重整 内建电场 铁电材料 异质结光催化剂 LSPR效应

下载PDF 职称材料

Ag纳米线四聚体中的局域表面等离子体共振腔模态变化

14

作者 徐超 丁继军 +1 位作者 陈海霞 李国利 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期279-286,共8页

利用贵金属纳米线之间的相互作用可诱导局域表面等离子体共振效应,从而增强纳米结构中电场的分布,这在增强荧光特性和提升传感器的灵敏度等方面都有着非常重要的意义.本文设计了几种基于贵金属Ag的四聚体纳米结构,包括圆柱形和四棱柱形A... 利用贵金属纳米线之间的相互作用可诱导局域表面等离子体共振效应,从而增强纳米结构中电场的分布,这在增强荧光特性和提升传感器的灵敏度等方面都有着非常重要的意义.本文设计了几种基于贵金属Ag的四聚体纳米结构,包括圆柱形和四棱柱形Ag四聚体结构,并通过改变其排列方式与棱柱纳米线的旋转角度,对其电场分布以及电场强度X分量对旋转角的依赖关系进行了理论模拟研究,探讨了吸收谱共振峰位与模态体积变化关系的物理机制.结果表明在Ag纳米线四聚体结构中,圆柱形结构中的电场增强效果不明显,棱柱形结构中的电场被大大增强,棱柱形四聚体间隙内产生了明显的电偶极子共振模式,极化的等离子体共振腔说明了形貌对于热点的产生起着决定性作用,在改变四聚体纳米线的组合方式以及四棱柱的旋转角度后,未旋转的非对称四聚体结构的局域表面等离激元共振特性最为理想,高于对称四棱柱结构的共振强度.因此,我们的结果对于利用局域表面等离子共振效应增强电场强度提供了结构模型和理论参数. 展开更多

关键词 Ag纳米线四聚体 电偶极子共振 等离子共振腔 局域表面等离子共振效应

下载PDF 职称材料