共振波长对导模共振生物传感器灵敏度的影响

导模共振生物传感器由于具有微型化、免标签、高通量和实时检测等优势被广泛研究。利用严格耦合波理论分析了该生物传感器对样品折射率和厚度的灵敏度随共振波长的变化规律。当样品厚度和共振波长一定时,其折射率灵敏度恒定;随着共振波长的增大,折射率灵敏度显著提高。当样品折射率和共振波长一定时,厚度灵敏度随着厚度的增加而降低,最后趋近于0;当共振波长增加时,厚度灵敏度明显提高,厚度测量范围增大。结果表明:选取较长的共振波长有利于样品的检测和分析。     

工字形太赫兹超材料吸波体的传感特性研究

利用超材料吸波体对材料参数的电磁响应, 可将其应用于传感. 本文设计了一种工字形单元结构的超材料吸波体, 基于频域算法对其在太赫兹频段的传感特性进行数值模拟, 研究了待测样品折射率、厚度及电介质隔层厚度对超材料吸波体传感器的频率灵敏度、振幅灵敏度及品质因数的影响. 研究结果表明:当待测样品厚度为40 μm时, 折射率频率灵敏度可达到153.17 GHz/RIU, 折射率振幅灵敏度可达到41.37%/RIU; 待测样品折射率一定时, 厚度频率灵敏度随其厚度的增大而线性减小; 随着待测样品厚度的增加, RFOM呈增大趋势, 但增大幅度在逐渐减小; TFOM随待测样品厚度的增加而减小.     

导致光聚物全息存储布喇格偏移因素的研究

研究了光聚物高密度全息存储材料在全息记录过程中曝光量、曝光时间、厚度收缩比例、折射率调制度及记录角度等因素对布喇格偏移的影响规律,结果表明:曝光量一定时,布喇格偏移与曝光时间的关系不大,当曝光量不一定时布喇格偏移随曝光时间增加缓慢增加最后达到饱和;而布喇格偏移随厚度收缩比例和折射率调制度的增加以接近正比例的关系增加;记录光栅的倾斜度越大则布喇格偏移也越大.这些结论对光聚物高密度全息存储研究具有重要的意义.     

样品厚度对薄膜法X射线荧光光谱测量的影响研究

分别以富集有Cr,Pb和Cd三种元素的尼龙薄膜样品及玻璃纤维滤膜为研究对象,采用滤膜叠加的方式,通过XRF光谱仪测量不同样品厚度下薄膜样品的XRF光谱,根据测得的尼龙薄膜样品中Cr,Pb,Cd元素及玻璃纤维滤膜中Ca,As和Sr元素特征XRF性质的变化,研究样品厚度对薄膜法XRF光谱测量的影响。结果表明:薄膜样品厚度对不同能量区间上元素特征谱线荧光性质的影响并不相同。元素特征谱线能量越大,元素特征X射线荧光穿透滤膜到达探测器的过程中损失越少;但由薄膜样品厚度增加引起的基体效应却越强,相应特征谱线位置处的背景荧光强度就越大,因此样品厚度增加所引起的基体效应对薄膜法XRF光谱测量的灵敏度影响就越大。对于特征谱线能量较低(能量小于7keV)的元素,以增加薄膜样品厚度的方式来增加待测组分的质量厚度浓度,并不能有效地提高薄膜法XRF光谱测量的灵敏度;对于特征谱线能量较高的元素(能量7keV),可以通过适当增加样品厚度以增加被测组分的质量厚度浓度的方式来提高XRF光谱测量的灵敏度,薄膜样品厚度在0.96~2.24mm内,更有利于XRF光谱的测量与分析。该研究为大气及水体重金属薄膜法XRF光谱分析中薄样制备及富集技术提供了重要的理论依据。     

新型绿光敏感光致聚合物高密度全息存储特性

用实验方法研究了一种新合成的绿光敏感光致聚合物的高密度全息存储性质.结果表明该种光致聚合物具有较高的衍射效率、大的动态范围和折射率调制度,适合做高密度数字全息存储的记录材料,但材料的灵敏度需要提高,同时读出过程必须考虑曝光过程所导致的布拉格偏移;利用角度复用技术在样品的同一位置记录了20个数字化数据信息页,存储密度达到0.125GBcm3,平均误码率达到5.15×10 关键词： 光致聚合物 高密度数字全息存储 布拉格偏移     

溶胶-凝胶法制备光波导薄膜及性质的研究

采用有机改性硅酸盐制备了光敏性溶胶－凝胶,并在凝胶中加入四丙氧基锆作为调节折射率的材料;用该凝胶在硅片上提拉成膜.为了增加薄膜与硅片的粘附性,成膜前先用干氧热氧化法在硅片上生长了一层厚度约为1500的二氧化硅;样品的原子力相片表明薄膜的表面非常平整,在5×5 μm2的范围内最大表面起伏只有0.657 nm.利用波导阵列掩膜版, 对制备的薄膜在紫外光波段下曝光,得到了表面平坦、侧墙光滑、陡直的沟道波导阵列.研究发现:紫外曝光时间和坚膜时的后烘温度都会使薄膜的折射率增大.通过对样品红外吸收谱的分析,从微观机理上解释了折射率随工艺条件变化的原因.     

基于亚微米光栅透射共振蛋白质检测模型研究

建立了一种基于亚微米光栅透射共振理论的蛋白质检测模型,设计了一种金属光栅型蛋白质检测生物传感器,运用光栅耦合激发表面等离子体共振理论对提出的模型进行了理论分析,通过计算机计算模拟,分析了蛋白质样品折射率、厚度等对透射率的影响。结果表明:透射率与样品折射率、厚度呈二阶多项式关系,并且厚度、折射率都随灵敏度的增加而增加。这种检测模型可应用在蛋白质检测传感方面。基于此方法的蛋白质检测模型具有同时检测蛋白质种类和含量、灵敏度高、实时、无需标记,便于集成芯片化,适用于批量生产、成本低等优点,在蛋白质芯片、生物分析、环境监测、生物器件研发等方面具有广泛的应用前景。     

一种核黄素敏化的宽带全息记录材料

制备了一种核黄素敏化的以聚乙烯醇为基质的新型全息存储材料,并研究了材料的全息特性.用Ar+激光器激发的488 nm的蓝光对材料曝光,结果表明该材料具有较高的衍射效率和曝光灵敏度,衍射效率高达53%,灵敏度为3.3 cm2/J,折射率调制度为4.5×10－4.研究了材料的透过率与随时间和入射角度变化的关系,说明在曝光记录过程中有噪音光栅生成.在存储介质膜中存储了全息图像,再现图像较为清晰,说明该材料适合用作高密度全息存储介质.     

微纳光纤布拉格光栅折射率传感特性研究

利用光纤布拉格光栅方程和光纤基模有效折射率随纤芯半径和环境折射率的函数关系, 建立了微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)反射波长随环境折射率变化的数学模型, 给出了波长灵敏度函数, 并指出MNFBG反射波长的变化规律决定于有效折射率随纤芯半径和环境折射率变化的关系. 详细探究了有效折射率及其灵敏度的变化规律, 结果表明: 有效折射率随纤芯半径和环境折射率的减小而非线性减小, 其对环境折射率变化的灵敏度随环境折射率的增大而非线性增加, 而且随纤芯半径减小, 有效折射率的灵敏度、线性度以及线性响应范围均呈递增规律. 通过对纤芯半径为0.5 μm的MNFBG在1.20–1.30和1.33–1.43 环境折射率范围内的波长响应关系拟合, 分别获得了477.33 nm/RIU和856.30 nm/RIU的波长灵敏度以及99.58 %和99.7%的高线性度, 论证了分析结论以及折射率区间划分测量方案的正确性, 为MNFBG折射率传感器的设计、优化以及应用提供了参考依据. 关键词： 微纳光纤 光纤布拉格光栅 折射率传感 数值模拟     

聚合物波导型表面等离子体共振传感器的特性研究

基于表面等离子体共振理论,将SU-8作为波导芯层材料,以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为下包层材料,设计了一款聚合物波导型SPR传感器。理论计算了波导芯层折射率、被测物折射率、不同金属薄膜及其厚度等因素对表面等离子体共振曲线的影响。分析结果表明,在可测试范围内,被测物折射率越大,灵敏度越高;波导芯层折射率减小,共振峰向长波方向移动,被测物检测范围整体向折射率小的方向偏移,波导芯层折射率增大则相反。     

High-density holographic recording parameters under different wavelength of a two dyes-sensitized photopolymer

The high-density holographic recording parameters of a novel two dyes-sensitized photopolymer under different exposure wavelengths are studied. The results show that the maximum diffraction efficiency, exposure sensitivity, maximum refraction index modulation, dynamic range, and the exposure time constant increases with the increase of the exposure wavelength. The analysis indicates that the scattering has an important role in the forming of the holographic grating.     

体积相位全息光栅的设计与制备

本文指出全息干版薄膜在曝光后处理过程中的收缩性和折射率变化对制备全息光栅的周期、倾斜度、布喇格入射角及衍射角的影响问题,并根据实验数据对光栅设计进行修正,再结合Kogelnik衍射方程及折射率调制度和曝光量的线性关系,在实验中基本上能准确设计出指定周期、倾斜度和衍射效率的全息光栅。     

Effect of the incorporation of N,N′-methylene-bis-acrylamide on the multiplexing of holograms in a hydrophilic acrylamide photopolymer

The behaviour of a hydrophilic acrylamide photopolymer, with and without crosslinker (N,N′-methylene-bis-acrylamide), in solid layers 700 μm thick is analyzed. Slanted diffraction gratings are multiplexed at constant and variable exposure. Variable exposure time scheduling, with increased exposure time by steps is used in order to determine the effect on the dynamic range and the homogenization of diffraction efficiency values. This scheduling results in a greater dynamic range compared with constant time multiplexing. For crosslinked photopolymer, those exposure times are excessive (higher energetic sensitivity) and there is overlapping of the individual angular response curves for each stored diffraction grating.     

双掺杂LiNbO3:Fe:Mn全息存储动力学

建立了包括扩散、漂移和光伏打效应三种输运机制,小信号光强、小调制度近似下描述双掺杂LiNbO₃:Fe:Mn晶体用双色光进行全息存储的动力学的耦合微分方程组,数值求解并解释了晶体光存储的时间动态发展过程.在此基础上,分析了晶体的氧化还原程度对全息存储过程的影响,只有在晶体总的受主数密度N_a(即Fe³⁺和Mn³⁺的数密度之和)大于铁离子数密度N_{2的条件下,双掺杂LiNbO3:Fe:Mn晶体全 关键词：}     

单纯形法计算薄膜常数

本文首次报道了用单纯形加速法计算正常兔ＩｇＧ抗原与羊－抗兔抗体反应的抗体层厚度和光学常数，该方法假定抗体层厚度、光学常数均为时间的函数，避免了以往只假定厚度为时间函数所造成的误差。结果表明该方法计算抗体层薄膜常数是可行的。     

Optical data recording with vanadium dioxide-based film reversible media

Thermally induced semiconductor-metal phase transitions taking place in Al/VO₂/insulator and VO₂/insulator film systems upon recording optical data are investigated. Experiments show that the rate of the processes depends on thermophysical parameters of the films, as well as on the energy exposure. The dynamic range of the energy exposure sensitivity is defined by the hysteresis loop width. The shape and width of the hysteresis loop depends on the VO₂ film thickness and the nonstoichiometric ratio profile across the film.     

微通道板皮秒选通特性的数值模拟

运用“能量正比假设”对微通道板在皮秒高压脉冲下的特性进行了模拟,发现光电子的倍增次数与光子的入射时刻有关,不能被视为常数。研究了快门脉冲的幅度,宽度和反向偏压对选通特性的影响。曝光时间最终受到选通图象信噪比的限制。