检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2025年第4期45卷 219-233页

作者：单鹏智梦豪梁腾何迪李志刚贺忠海河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室东北大学信息科学与工程学院

衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）技术在分析复杂混合溶液（如谷氨酸发酵液和全血样本）时，常遇到基线漂移问题，这严重影响后续的定量分析。提出了一种基于分段分数阶的非对称最小二乘基线校正（PFdAsLS）算法。该方法通过... 详细信息

衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）技术在分析复杂混合溶液（如谷氨酸发酵液和全血样本）时，常遇到基线漂移问题，这严重影响后续的定量分析。提出了一种基于分段分数阶的非对称最小二乘基线校正（PFdAsLS）算法。该方法通过分析信号的局部特征来划分波段，并为每个波段选择合适的分数阶微分阶次和正则化参数，以实现对真实基线的灵活约束。该分段处理策略能够有效应对信号中的局部变化，更准确地捕捉和校正局部基线漂移，从而提高基线校正的准确性和鲁棒性。在谷氨酸发酵液、全血样本和仿真数据上的验证结果表明，PFdAsLS在峰值提取和定量分析方面表现出色，显著优于传统的基线校正方法。PFdAsLS为提高复杂混合溶液的光谱信号质量提供了一种有效的解决方案，为后续的定量分析提供了坚实的基础。

关键词：分段基线校正分数阶微分红外光谱非对称最小二乘

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基于π型悬臂梁的光纤F-P声波传感器及其在光声光谱中的应用

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光学学报 2025年第3期45卷 59-68页

作者：王巧云严重越朱子恒李天宇陈音吉刘强东北大学秦皇岛分校控制工程学院东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室

光纤法布里-珀罗（F-P）传感器结构具有简单紧凑、精度高、抗电磁干扰等优点，已成为声波探测的有效手段。为了进一步提高光纤F-P传感器对低频声信号的检测灵敏度，提出了由两个窄梁与中心传感膜片相连构成π型悬臂梁结构。利用COMSOL... 详细信息

光纤法布里-珀罗（F-P）传感器结构具有简单紧凑、精度高、抗电磁干扰等优点，已成为声波探测的有效手段。为了进一步提高光纤F-P传感器对低频声信号的检测灵敏度，提出了由两个窄梁与中心传感膜片相连构成π型悬臂梁结构。利用COMSOL软件对该结构的声学特性进行有限元分析，从而对π型悬臂梁的结构尺寸进行优化。实验中所使用的膜片均采用厚度为15μm的304不锈钢材料加工而成。在相同的实验条件下，对梁宽均为2 mm但结构不同的π型悬臂梁和矩形悬臂梁结构进行对比。实验结果表明，当π型悬臂梁结构的共振频率为660 Hz时，灵敏度为178.76 nm/Pa，是矩形悬臂梁结构的2.0倍；当共振频率为500 Hz时，其灵敏度为5.21 nm/Pa，是矩形悬臂梁结构的1.8倍。光声光谱实验表明，π型悬臂梁结构的声波传感器对乙炔的响应度为1.97 pm/10-6。所制备的π型悬臂梁结构在低频声信号的检测及光声光谱气体检测领域具有良好的应用场景。

关键词：光纤声传感器法布里-珀罗干涉仪悬臂梁光声光谱乙炔

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基于有限元模拟的SUV汽车铝合金轮毂轻量化设计

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东北大学学报(自然科学版) 2025年第1期46卷 99-109页

作者：陈晓明余建业刘顺曾翀东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛066004 东北大学秦皇岛分校河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室河北秦皇岛066004 陕西有色天宏瑞科硅材料有限公司陕西榆林719000

基于有限元分析和性能测试对铝合金汽车轮毂进行轻量化设计.首先,利用ANSYS Workbench对轮毂模型进行结构静力学分析,得到车辆静止满载状态下轮毂的应力和变形分布规律.其次,通过对轮毂前6阶模态的分析,得到轮毂各阶固有频率和变形量,... 详细信息

基于有限元分析和性能测试对铝合金汽车轮毂进行轻量化设计.首先,利用ANSYS Workbench对轮毂模型进行结构静力学分析,得到车辆静止满载状态下轮毂的应力和变形分布规律.其次,通过对轮毂前6阶模态的分析,得到轮毂各阶固有频率和变形量,并探明轮毂在发动机和路面激励下的共振规律.然后,在轮毂弯曲疲劳、径向疲劳和冲击仿真的基础上,对轮毂轮辐进行拓扑优化以获得轻量化轮毂模型.最后,对轻量化轮毂进行性能试验,并将轻量化轮毂与原始轮毂的试验结果进行对比,分析优化前后的轮毂各项性能的变化,确保轻量化后的轮毂模型符合强度要求.

关键词：轮毂轻量化设计拓扑优化有限元分析性能测试

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基于双光子聚合3D打印的双层弹簧式法珀压力传感器制备及传感特性研究

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光学学报 2025年

作者：陈茂庆张驰乔首政何一阳刘莹轩赵勇东北大学秦皇岛分校控制工程学院东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室

组织弹性已被广泛确立为前列腺癌诊断及预后评估的重要生物标志物。在前列腺癌的初步诊断流程中，直肠指检通常作为首选方法，原因在于恶性肿瘤的生长会导致前列腺形态的改变，并进而影响其机械特性。由于该测试具有极大的主观性，因此... 详细信息

组织弹性已被广泛确立为前列腺癌诊断及预后评估的重要生物标志物。在前列腺癌的初步诊断流程中，直肠指检通常作为首选方法，原因在于恶性肿瘤的生长会导致前列腺形态的改变，并进而影响其机械特性。由于该测试具有极大的主观性，因此需要更客观、更精确的工具来评估和预测前列腺癌发展情况。为此，本文提出了一种基于飞秒激光双光子聚合3D打印技术在光纤端面制备的双层弹簧式法布里-珀罗（法珀）压力传感器用于前列腺癌病变组织的机械表征。双层弹簧式法珀压力传感器尺寸微小，腔长为72μm，具有2.82nm/μN的高灵敏度，对于压力检测的分辨力可达7.02nN，同时传感器还表现出良好的线性特性，线性拟合系数为0.997。在长时间的压力检测过程中，传感器的反射光谱几乎没有发生变化，显示出良好的稳定性，可作为稳定可靠的力传感器用于前列腺癌的早期诊断中。

关键词：光纤传感器前列腺癌预测双光子聚合3D打印压力检测

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基于可调有源双耦合器环级联复合腔滤波器的2μm波段单纵模光纤激光器

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发光学报 2025年第2期46卷 334-342页

作者：郭文雅孙威威吴胜保冯亭延凤平河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心河北保定 071002 河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心河北保定 071002 东北大学秦皇岛分校控制工程学院河北秦皇岛 066004 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室河北秦皇岛 066004 北京交通大学电子信息工程学院北京 100044

提出并验证了一种基于可调有源双耦合器环级联复合腔(Active dual-coupler ring based compound-cavity,ADCR-CC)滤波器的2 μm波段单纵模(Single-longitudinal-mode,SLM)铥钬共掺光纤激光器.将具有可调滤波带宽和透射率的ADCR-CC滤波器与光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)结合,实现了 SLM激光输出.当主腔和复合腔的泵浦功率分别为1.8 W和1.1 W时,测得的激光器输出波长为2 048.510 nm,光信噪比高达83.08 dB,90 min内的最大光谱中心波长和光谱峰值功率波动分别为0.006 nm和0.19 dB,激光器输出功率为50.03 mW.使用等强度悬臂梁对FBG引入应变调节,SLM激光可在1.45 nm范围内实现波长的可调谐输出.

关键词：有源复合腔滤波器铥钬共掺光纤单纵模光纤激光器

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基于双光子聚合3D打印的双层弹簧式法布里-珀罗压力传感器制备及传感特性研究

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光学学报 2025年第07期 283-292页

组织弹性是前列腺癌诊断及预测后评估的重要生物标志物。在前列腺癌的初步诊断流程中，直肠指检通常作为首选方法。恶性肿瘤的生长会改变前列腺的形态，并影响其力学性能。由于该测试具有极大的主观性，因此需要更客观、更精确的工具来... 详细信息

组织弹性是前列腺癌诊断及预测后评估的重要生物标志物。在前列腺癌的初步诊断流程中，直肠指检通常作为首选方法。恶性肿瘤的生长会改变前列腺的形态，并影响其力学性能。由于该测试具有极大的主观性，因此需要更客观、更精确的工具来评估和预测前列腺癌的发展情况。为此，提出一种基于飞秒激光双光子聚合3D打印技术在光纤端面制备的双层弹簧式法布里-珀罗压力传感器，用于前列腺癌病变组织的机械表征。双层弹簧式法布里-珀罗压力传感器的尺寸较小，腔长为72μm，具有2.82 nm/μN的高灵敏度，压力检测的分辨力可达7.02 nN。该传感器还具有良好的线性特性，线性拟合系数为0.997。在长时间的压力检测过程中，传感器的反射光谱几乎没有发生变化，显示出良好的稳定性，是一种稳定可靠的力传感器，可用于前列腺癌的早期诊断中。

关键词：光纤传感器前列腺癌预测双光子聚合3D打印压力检测

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表面等离子体共振成像研究进展(特邀)

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红外与激光工程 2025年第4期54卷 167-184页

作者：王琦张滇澐张丽超祁志美赵勇东北大学信息科学与工程学院东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室中国科学院空天信息创新研究院传感器技术全国重点实验室

表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance Imaging,SPRI)技术作为一种免标记、高灵敏度的生物传感技术，因其在实时监测和分析生物分子相互作用方面的能力而受到广泛关注。SPRI技术通过检测生物传感芯片上配位体与分析物之间的... 详细信息

表面等离子体共振成像(Surface Plasmon Resonance Imaging,SPRI)技术作为一种免标记、高灵敏度的生物传感技术，因其在实时监测和分析生物分子相互作用方面的能力而受到广泛关注。SPRI技术通过检测生物传感芯片上配位体与分析物之间的相互作用情况，进而探测物质的性质和结构。介绍了SPRI的基本原理，包括表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)和SPRI的详细机制。SPR现象是由于光波与金属表面自由电子相互作用而产生的，当光波与表面等离子体发生共振时，反射光强度会大幅度地减弱，这一现象可以用来监测生物分子间的相互作用。SPRI技术则是将SPR技术与成像技术结合，通过监测生物芯片表面的折射率变化来实时检测分子相互作用，确定分析物浓度和相互作用的亲和力，随后深入剖析了近年来在成像技术方面所取得的显著进步与革新，这些进步不仅提升了成像的分辨率与精确度，还极大地拓展了SPRI技术的应用范围。此外，还探讨了SPRI在生物传感领域的应用，包括细胞研究、生物标志物检测和细菌和病毒检测等方面。最后，对SPRI技术的未来发展趋势进行了展望，预计随着技术的进步，SPRI技术在检测灵敏度、成像速度和便携性等方面将得到显著提升。

关键词：表面等离子体共振成像棱镜耦合非棱镜耦合成像技术提升生物传感

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基于L型轮辐结构膜片的窄频光纤F-P声波传感器研究

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仪器仪表学报 2024年第5期45卷 110-117页

作者：王巧云闻妲王纪龙严重越朱子恒东北大学秦皇岛分校秦皇岛066004 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室秦皇岛066004

光纤声传感器被广泛应用在工业、医疗等领域。为了提高光纤F-P声传感器的性能,本文提出了一种L型轮辐结构的F-P传感膜片。膜片的厚度为15μm、梁宽度为0.5 mm、中心膜片的半径为1 mm。膜片由激光加工技术在304不锈钢上刻蚀而成。实验对1... 详细信息

光纤声传感器被广泛应用在工业、医疗等领域。为了提高光纤F-P声传感器的性能,本文提出了一种L型轮辐结构的F-P传感膜片。膜片的厚度为15μm、梁宽度为0.5 mm、中心膜片的半径为1 mm。膜片由激光加工技术在304不锈钢上刻蚀而成。实验对1000 Hz下的传感器灵敏度进行研究,将传感器应用于光声池共振频率为1600 Hz的光声光谱气体检测系统中,并实现对50~100×10^(-6)的乙炔(C_(2)H_(2))气体浓度测量。实验结果表明,该传感器在1000 Hz下的声压灵敏度为25.4 nm/Pa,传感器可实现的最小可探测声压(MDP)为38.2μPa/Hz^(1/2)@1 kHz,声压信噪比为76.8 dB。实验所得到的光声光谱二次谐波信号的峰值与乙炔浓度呈现良好的线性关系,乙炔浓度的响应度为1.8 pm/10^(-6)。该传感器在光声光谱等单频声信号检测领域具有广泛的应用前景。

关键词：光纤声传感器 F-P干涉 L型轮辐结构光声光谱

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基于无芯光纤与光栅级联的反射式大量程高分辨力海水温度传感器

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仪器仪表学报 2022年第3期43卷 178-185页

作者：赵勇赵健吕日清林子婷东北大学信息科学与工程学院沈阳110819 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室秦皇岛066004

针对海洋环境探测中海水温度的大量程高分辨力测量需求,本文提出并验证了一种基于无芯光纤(NCF)与光纤布拉格光栅(FBG)级联的反射式传感器。传感器的制作过程包括将刻有FBG的单模光纤与带有涂覆层的NCF熔接,之后在NCF的端面上镀金膜形... 详细信息

针对海洋环境探测中海水温度的大量程高分辨力测量需求,本文提出并验证了一种基于无芯光纤(NCF)与光纤布拉格光栅(FBG)级联的反射式传感器。传感器的制作过程包括将刻有FBG的单模光纤与带有涂覆层的NCF熔接,之后在NCF的端面上镀金膜形成反射镜,最后将光纤结构封装于毛细管中。其中,无涂覆层的NCF是多模波导,而有涂覆层的NCF可以看作反谐振反射波导,理论分析可知多模干涉和反谐振效应叠加得到输出光谱。由于聚合物涂覆层的热光系数较高,干涉波长的位置随着温度变化发生明显偏移。根据FBG中心波长和干涉波长所在位置,通过对应的拟合曲线可以计算出准确的温度值。实验结果表明,在-6℃~54℃温度范围内,最小可探测温度分辨力为0.0001℃。该反射式光纤传感器具有加工方便、结构紧凑、灵敏度高等优点,在大范围高分辨力海水温度测量中具有很大的应用潜力。

关键词：无芯光纤布拉格光栅多模干涉反谐振反射式温度测量

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具有温度补偿的拱形增敏微纳光纤磁场传感器

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仪器仪表学报 2022年第4期43卷 199-205页

作者：王希鑫赵勇吕日清郑洪坤周怡凡东北大学信息科学与工程学院沈阳110000 河北省微纳精密光学传感与检测技术重点实验室秦皇岛066004

提出了一种基于铽镝铁(TbDyFe)的具有温度补偿的拱形增敏微纳光纤磁场传感器。传感器由光纤布拉格光栅(FBG),拱形微纳光纤和TbDyFe组成,拱形微纳光纤通过紫外胶(UV glue)粘接在TbDyFe上。与非拱形微纳光纤相比,拱形光纤可将TbDyFe的伸... 详细信息

提出了一种基于铽镝铁(TbDyFe)的具有温度补偿的拱形增敏微纳光纤磁场传感器。传感器由光纤布拉格光栅(FBG),拱形微纳光纤和TbDyFe组成,拱形微纳光纤通过紫外胶(UV glue)粘接在TbDyFe上。与非拱形微纳光纤相比,拱形光纤可将TbDyFe的伸长转化为光纤曲率半径的变化,引起干涉波长偏移,从而实现磁场灵敏度的提高。随着磁场强度升高,拱形微纳光纤的干涉波长蓝移,灵敏度为47.81 pm/mT,FBG对磁场不敏感,拱形微纳光纤传感器的磁场灵敏度比非拱形高11.66倍。升温过程中拱形微纳光纤的干涉波长发生蓝移,温度灵敏度为43.02 pm/℃,FBG的干涉波长发生红移,温度灵敏度为9.34 pm/℃。磁场传感器显示出良好的重复性和线性,级联的FBG对磁场不敏感,可以实现对磁场传感器的温度补偿。

关键词：拱形微纳光纤磁场温度补偿铽镝铁

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