检索结果-内蒙古大学图书馆

金属-介质-金属多层结构可调谐Fabry-Perot共振及高灵敏折射率传感

物理学报 2021年第14期70卷 105-114页

作者：张翔宇刘会刚康明刘波刘海涛南开大学薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院天津300350 天津师范大学物理与材料科学学院天津300387 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

顶层透光、底层不透光的金属-介质-金属多层结构可以产生窄带完美吸收共振,用于测量介质层待测液体的折射率变化.本文通过构建Fabry-Perot共振解析模型,准确复现了该结构的响应光谱,给出了其共振波长、品质因子、半高全宽和灵敏度的解... 详细信息

顶层透光、底层不透光的金属-介质-金属多层结构可以产生窄带完美吸收共振,用于测量介质层待测液体的折射率变化.本文通过构建Fabry-Perot共振解析模型,准确复现了该结构的响应光谱,给出了其共振波长、品质因子、半高全宽和灵敏度的解析表达式,并分析了介质层厚度对光谱的谐振波长和线宽的调谐机制,明确了其物理机理.基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构,用于折射率传感时的品质因子及优值分别达到2162.8和1648.1 RIU-1.针对极小的折射率扰动,通过在奇异点状态叠加Fabry-Perot共振的调谐机制,提出了通过测量奇异点波长处反射系数的增加量或散射矩阵本征值的分裂量,实现对待测液体折射率的可调谐式传感的方案.Fabry-Perot模型解析结果显示,当待测液体的折射率变化为10-4 RIU时,基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构的前向反射系数增加量和本征值分裂量分别达到0.319和1.1279.

关键词：金属-介质-金属谐振器 Fabry-Perot 共振模型可调谐式传感奇异点

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倒金字塔结构的黑硅PIN光电探测器的研究

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光电子．激光 2018年第12期29卷 1270-1274页

作者：王锦陶科李国峰梁科蔡宏琨南开大学电子信息与光学工程学院天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300071 中国科学院微电子研究所北京100029

由于晶体硅间接带隙的本质,光的吸收系数较低,影响了硅基光电探测器的量子效率。倒金字塔结构被证明是能够使得单晶硅片的光吸收效率接近Yablonovitch limit的有效陷光结构。本论文采用金属催化腐蚀技术在单晶硅上制备具有随机分布的倒... 详细信息

由于晶体硅间接带隙的本质,光的吸收系数较低,影响了硅基光电探测器的量子效率。倒金字塔结构被证明是能够使得单晶硅片的光吸收效率接近Yablonovitch limit的有效陷光结构。本论文采用金属催化腐蚀技术在单晶硅上制备具有随机分布的倒金字塔陷光结构,并将其应用到PIN光电探测器。结果显示具有倒金字塔结构的黑硅PIN光电探测器加权平均反射率从20.18%降低至4.77%,探测器的漏电流仅0.9nA,光谱响应度达到0.64A/W,较常规硅探测器提高33%。这些结果表明金属催化腐蚀技术形成的倒金字塔结果能有效降低器件的表面反射率,从而提高探测器的光谱响应度。

关键词： PIN光电探测器倒金字塔金属催化腐蚀表面陷光

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非厄米光学系统中奇异点的传感应用

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中国激光 2020年第3期47卷 1-11页

作者：张翔宇康明刘会刚刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院微电子工程系天津300350 天津师范大学物理与材料科学学院天津300387 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350

奇异点是非厄米系统参数空间中至少两个本征值和相应本征态同时简并的点,奇异点附近的异常光学现象,尤其是本征频率分裂对极小微扰的敏感特性,在超灵敏光学传感中有重要应用。本文主要结合近几年国内外关于奇异点的研究,介绍了奇异点及... 详细信息

奇异点是非厄米系统参数空间中至少两个本征值和相应本征态同时简并的点,奇异点附近的异常光学现象,尤其是本征频率分裂对极小微扰的敏感特性,在超灵敏光学传感中有重要应用。本文主要结合近几年国内外关于奇异点的研究,介绍了奇异点及其在光学传感方面的相关理论,分析了奇异点传感和狄拉克点传感的不同;并着重总结奇异点传感在纳米颗粒检测、温度传感、折射率传感、光学陀螺仪和石墨烯生物化学传感等方面的最新研究进展。

关键词：光学器件奇异点非厄米系统光学传感灵敏度增强

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基于FPGA的视频实时去雾算法及其硬件实现

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半导体光电 2021年第2期42卷 264-268,274页

作者：张春雷徐润王郁杰胡锦龙梁科李国峰南开大学IC设计与系统集成实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350 中国科学院计算技术研究所北京100190

单幅图像去雾技术虽然已经取得较大的进展,但是算法较为复杂,运行时间较长。为了实现视频实时去雾,以硬件实现为目的,对暗通道先验算法进行改进,降低其时间复杂度。提出了一种暗通道图优化方法,保留了图像的边缘信息,消除了光晕效应,省... 详细信息

单幅图像去雾技术虽然已经取得较大的进展,但是算法较为复杂,运行时间较长。为了实现视频实时去雾,以硬件实现为目的,对暗通道先验算法进行改进,降低其时间复杂度。提出了一种暗通道图优化方法,保留了图像的边缘信息,消除了光晕效应,省去了透射率细化的复杂操作;提出了适应于硬件实现的大气光值估计和调节及透射率补偿方法,解决了视频帧间闪烁及天空等明亮区域的色彩失真问题。基于现场可编程门阵列(FPGA)对所提出算法进行了硬件实现。结果表明,该算法可以实时处理帧速为60f/s、分辨率为1920×1080的视频图像,相比传统去雾算法速度更快,去雾质量更高。

关键词：视频去雾暗通道先验 FPGA 实时硬件实现

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基于一种新型掺铒光纤的抗辐照EDFA研究

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光通信技术 2017年第8期41卷 5-8页

作者：胡宗华刘波刘海锋杨承坤林世伟光学信息技术科学教育部重点实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室南开大学现代光学研究所天津300350

开展了基于一种新型掺铒光纤的抗辐照EDFA研究。通过与单模光纤和普通掺铒光纤的辐照对比,得出该型光纤的无源传输辐照衰减率为3.24×10^(-3)dB/(krad·m),比普通掺铒光纤的辐照耐受能力高出30.6%。对比了EDFA中各关键器件的辐... 详细信息

开展了基于一种新型掺铒光纤的抗辐照EDFA研究。通过与单模光纤和普通掺铒光纤的辐照对比,得出该型光纤的无源传输辐照衰减率为3.24×10^(-3)dB/(krad·m),比普通掺铒光纤的辐照耐受能力高出30.6%。对比了EDFA中各关键器件的辐照敏感特性。基于该新型光纤搭建的EDFA在70krad(Si)的辐照剂量照射下增益下降0.35dB。

关键词：光纤放大器辐射掺铒光纤 γ射线抗辐照

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两种辐射源对光纤材料辐照的损伤特性研究

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光通信技术 2017年第9期41卷 60-62页

作者：林世伟刘波刘海锋杨承坤胡宗华光学信息技术科学教育部重点实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室南开大学现代光学研究所天津300350

通过对单模光纤、掺铒光纤和铒镱共掺光纤的三种样品分别进行钴源、电子加速器辐照实验,研究了它们在不同辐照源下的辐照损伤特性。对比分析了两种辐照源对于光纤的损伤机理,并发现实验中使用的稀土光纤在两种辐照源下的损伤具有一定的... 详细信息

通过对单模光纤、掺铒光纤和铒镱共掺光纤的三种样品分别进行钴源、电子加速器辐照实验,研究了它们在不同辐照源下的辐照损伤特性。对比分析了两种辐照源对于光纤的损伤机理,并发现实验中使用的稀土光纤在两种辐照源下的损伤具有一定的等效规律。

关键词：钴源电子加速器掺铒光纤铒镱共掺光纤辐照损伤

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一种基于Fano共振的全介质超表面折射率传感器

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半导体光电 2019年第4期40卷 459-462,466页

作者：郑露张翔宇桑艳刘波刘会刚刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院微电子工程系天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350

提出了一种以'双C'形硅纳米天线为基本单元的全介质超表面折射率传感器。介绍了法诺(Fano)共振的原理,通过建立法诺共振解析模型,解释了该传感器反射率谱曲线不对称线型形成的物理机制。用电磁仿真软件对介质超表面进行了数值仿... 详细信息

提出了一种以'双C'形硅纳米天线为基本单元的全介质超表面折射率传感器。介绍了法诺(Fano)共振的原理,通过建立法诺共振解析模型,解释了该传感器反射率谱曲线不对称线型形成的物理机制。用电磁仿真软件对介质超表面进行了数值仿真,仿真结果显示该超表面用作折射率传感器时具有较高的灵敏度、Q因子与FOM值,分别达到228nm/RIU、1 162与243。

关键词：全介质超表面折射率传感器 Fano共振

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基于面形斜率的高斯径向基自由曲面优化设计及公差分析

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光学精密工程 2019年第12期27卷 2499-2508页

作者：赵星肖流长张赞王灵杰张效栋南开大学现代光学研究所天津300350 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所光学系统先进制造技术中国科学院重点实验室吉林长春130033 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津微纳制造工程技术中心天津300072

基于面形斜率的高斯径向基自由曲面模型在面形表征和系统设计中具有优势,但基函数数目较多,导致优化效率低、公差分析困难等问题。本文对基于面形斜率的高斯径向基模型优化设计和公差分析方法开展研究,利用模型的面形表征局域特性,将全... 详细信息

基于面形斜率的高斯径向基自由曲面模型在面形表征和系统设计中具有优势,但基函数数目较多,导致优化效率低、公差分析困难等问题。本文对基于面形斜率的高斯径向基模型优化设计和公差分析方法开展研究,利用模型的面形表征局域特性,将全局优化和局部优化相结合,提出了一种新的优化设计方法。利用数学统计的方法,确定了基函数系数和自由曲面面形矢高之间的线性关系,直接设定系数公差范围初值,通过大样本统计后确定自由曲面的合理面形公差。将该优化设计和公差分析方法应用到基于面形斜率的高斯径向基自由曲面型头戴显示系统,设计结果表明头戴显示系统全视场内在23 lp/mm处大于0.3,系统最大畸变为3.45%,达到了系统设计指标,并基于公差分析结果进行实验系统集成,成功实现了图像显示。本文所提出的优化设计方法和公差分析方法为基于面形斜率的高斯径向基自由曲面模型和其他局域型自由曲面模型的应用提供了重要的借鉴意义。

关键词：光学自由曲面高斯径向基面形斜率设计公差

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基于微波光子融合的时频数据一体化传输技术

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光通信技术 2020年第9期44卷 48-51页

作者：李昌瑾刘海锋韩航程闫宝罗李晓龙林炜刘波南开大学现代光学研究所天津300350 天津市光电传感器与传感网络重点实验室天津300350 北京理工大学信息与电子学院北京100081

高精度、高稳定性的时频信号传输是在轨卫星能够正常工作的可靠保证,传统的采用冗余编码方式进行的时频传递系统传输链路带宽均在吉比特每秒以上。设计了一种新型时频传输系统,在带宽受限条件下对编码和解码方式进行了优化设计,实现在5 ... 详细信息

高精度、高稳定性的时频信号传输是在轨卫星能够正常工作的可靠保证,传统的采用冗余编码方式进行的时频传递系统传输链路带宽均在吉比特每秒以上。设计了一种新型时频传输系统,在带宽受限条件下对编码和解码方式进行了优化设计,实现在5 MHz链路带宽下的频标信号高精度传输,并利用微波光子融合技术实现了时频的高精度传递。结果显示该时频传输系统达到了1.65 ns的时间抖动和1.39×10-11/s、3.45×10-12/(10 s)的频率稳定度。

关键词：光通信时频传递微波光子融合

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面向生化样品的太赫兹偏振传感研究进展

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太赫兹科学与电子信息学报 2021年第6期19卷 951-962页

作者：张子扬范飞常胜江南开大学现代光学研究所天津300350 光电传感器与传感网络天津市重点实验室天津300350

太赫兹(Terahertz,THz)波具有相干性好、信噪比高、辐射能量低等性质,在传感领域有着广泛应用。此外,THz传感还具有实时、非接触、无标记、非电离等优点,在生化传感特别是生物活性物质的传感中有着重要应用。但THz传感也存在着灵敏度低... 详细信息

太赫兹(Terahertz,THz)波具有相干性好、信噪比高、辐射能量低等性质,在传感领域有着广泛应用。此外,THz传感还具有实时、非接触、无标记、非电离等优点,在生化传感特别是生物活性物质的传感中有着重要应用。但THz传感也存在着灵敏度低、水的吸收强、检测信息有限、适用性差等缺陷。介绍在THz时域偏振光谱传感技术方面的系列工作,采用微结构器件作为传感器,使用透射或反射传感方法分别检测了细胞、氨基酸和脱氧核糖核酸(DNA)几种生化样品。实验结果表明:与传统的谐振传感方法相比,偏振传感方法的品质因数和传感灵敏度均有着显著提高;反射式传感有效避免了水对THz的吸收,实现了液体环境下活性生化样品的传感;使用具有手性的微结构器件作为传感器,或利用手性THz波作为激发场,可以增强样品的偏振响应,提高传感灵敏度,实现手性分子的传感。

关键词：太赫兹传感偏振手性微结构传感器生化样品

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