一种光纤光声SO2气体浓度传感器的研究

论述了光声光谱信号的产生原理,研究了一种新型光声光纤SO2气体浓度传感器,建立了适合应用光纤作为传感器的数学模型。采用染料激光器作为激励光源,用光纤位移传感器代替传统的微音器,测量被气体吸收并转变为声压信号,从而对SO2气体浓度进行测量。给出了实验结果,分析了影响灵敏度的主要因素,提出了相应的改进措施。     

光纤瞬态高温传感器及动态测试系统

为了解决特殊环境下的瞬态高温测量, 设计了一种基于黑体辐射的光纤高温传感器及动态测试系统。根据辐射测温的基本原理, 结合光纤传感技术, 采用了“接触-非接触”测量方法和光纤光栅窄带滤波技术, 提高了测量精度, 减小了背景光的影响。由于瞬态温度随时间变化快, 动态误差大, 探索了一种利用大功率高频CO2激光器作为激励源, 用激光脉冲加热被校传感器。用测得的温度信号对被校传感器进行可溯源高温动态校准的新方案。实验结果表明, 系统测温范围为800～2000 ℃, 并具有精度高, 响应快, 抗电磁干扰, 性能稳定的特点, 解决了热电偶响应速度慢, 寿命短的缺陷, 为冶金、石油、化工、武器研制等领域的瞬态高温测量提供了一种新的测试手段。     

基于温度变量的四维荧光光谱的石油类污染物测定

三维荧光光谱结合多元校正分析对石油类污染物复杂多组分体系测定方法多谱图混叠,且易受到空白荧光和干扰物荧光影响降低了测定准确性。提出在三维荧光光谱中增加一维温度信息构造激发波长-发射波长-温度-样品（EEM-temperature data array）的四维荧光光谱数据阵列,应用四线性成分模型建立高维荧光光谱定性定量分析的方法。实验证明在15～25 ℃温度范围内,矿物油荧光光谱轮廓形状不随温度变化,而其强度随温度线性变化,满足四线性要求,这为构建四维荧光光谱发展高维数据的三阶校正提取更丰富的有效信息提供了可能。三阶校正不仅可以在干扰物共存的情况下对感兴趣组份进行定量测定,即具有“二阶优势”,还具有更高的选择性和灵敏性,可以对高共线性和背景干扰的重叠光谱表现更好的解析能力,即“三阶优势”。对0#柴油、97#汽油和机油为混合油待测组分,腐殖酸为水体干扰组分组成的复杂体系污染油样品为进行实验,得到的三维荧光光谱利用平行因子（PARAFAC）算法和交替惩罚三线性分解（APTLD）算法进行二阶校正分析,将三维荧光光谱在温度方向上堆叠构成增加温度维度的四维荧光光谱数阵,并将其利用四维平行因子算法（4-PARAFAC）和交替惩罚四线性分解（APQLD）算法进行三阶校正分析,比较,0#柴油、97#汽油和机油的预测结果表明增加了影响荧光光谱的温度因素构造的四维荧光光谱提高了有效信息提取能力,四维荧光光谱结合高阶校正算法能提高油种光谱识别和浓度精确检测,较传统的三维荧光光谱分析提高了回收率（recovery rate）和预测均方根误差（root mean square error of prediction,RMSEP）,有利于石油类污染物的有效,准确,实时,绿色环保检测。同时指出了4-PARAFAC和APQLD算法各自的特点及其不同适用环境,为油类污染物检测具体情况提供算法选择依据。引入温度参量的四维荧光光谱结合三阶校正算法的检测技术较三维荧光光谱技术,在组分光谱定性分辨和浓度定量检测方面能对复杂体系油类污染物实现快速有效,绿色无污染地检测,实现“数学分离”更有效代替“化学分离”。     

基于自加权交替三线性分解的荧光检测油类污染物

设计水中油类污染物检测仪,采用脉冲氙灯作为光源,选择阶跃型多模纯石英光纤对激发光和发射光进行传输。采用非对称Czemy-Turner光路的高精度光栅单色器。应用该装置测定柴油、汽油和煤油的荧光光谱,0#柴油、97#汽油和煤油的最佳激发波长/发射波长分别为：290/330,270/300和280/330 nm。检出限：柴油(0.025 mg·L-1)、汽油(0.042 mg·L-1)和煤油(0.054 mg·L-1)。相对误差：柴油(2.55%),汽油(2.06%)和煤油(1.71%),实验表明所设计的检测仪具有较高的测量精度。配置不同浓度的柴油、汽油和煤油的混合溶液,测量其三维荧光光谱,采用自加权交替三线性分解算法对光谱数据进行分解,预测浓度及回收率均表明自加权交替三线性分解算法对混合油类物质有较高的分辨能力。     

Effect of surface treatment of GaN based light emitting diode wafers on the leakage current of light emitting diode devices

To form low-resistance Ohmic contact to p-type GaN, InGaN/GaN multiple quantum well light emitting diode wafers are treated with boiled aqua regia prior to Ni/Au (5~nm/5~nm) film deposition. The surface morphology of wafers and the current--voltage characteristics of fabricated light emitting diode devices are investigated. It is shown that surface treatment with boiled aqua regia could effectively remove oxide from the surface of the p-GaN layer, and reveal defect-pits whose density is almost the same as the screw dislocation density estimated by x-ray rocking curve measurement. It suggests that the metal atoms of the Ni/Au transparent electrode of light emitting diode devices may diffuse into the p-GaN layer along threading dislocation lines and form additional leakage current channels. Therefore, the surface treatment time with boiled aqua regia should not be too long so as to avoid the increase of threading dislocation-induced leakage current and the degradation of electrical properties of light emitting diodes.     

Microstructure and strain analysis of GaN epitaxial films using in-plane grazing incidence x-ray diffraction

This paper investigates the major structural parameters,such as crystal quality and strain state of (001)-oriented GaN thin films grown on sapphire substrates by metalorganic chemical vapour deposition,using an in-plane grazing incidence x-ray diffraction technique.The results are analysed and compared with a complementary out-of-plane xray diffraction technique.The twist of the GaN mosaic structure is determined through the direct grazing incidence measurement of (100) reflection which agrees well with the result obtained by extrapolation method.The method for directly determining the in-plane lattice parameters of the GaN layers is also presented.Combined with the biaxial strain model,it derives the lattice parameters corresponding to fully relaxed GaN films.The GaN epilayers show an increasing residual compressive stress with increasing layer thickness when the two dimensional growth stage is established,reaching to a maximum level of-0.89 GPa.     

三维荧光结合AWRCQLD测量化妆品中三种添加剂

没食子酸(GA a),学名为3,4,5-三羟基苯甲酸(分子式为C 7H 6O 5),通常以水合物的形式存在,作为一种重要的有机原料,广泛的存在于植物中。有研究证明GA a具有抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗突变等多种作用。因此GA a常作为抗氧化剂添加于化妆品中。对羟基苯甲酸(p-HA),分子式为C 7H 6O 3,其中的R基为甲基、乙基、丙基、丁基或庚烷基时分别称为对羟基苯甲酸乙酯、对羟基苯甲酸丙酯、对羟基苯甲酸丁酯和对羟基苯甲酸庚酯。p-HA酯类的抗菌性强、毒性低、抑菌作用不受pH影响,因此常添加于化妆品及药物中用作防腐剂。间苯二酚(RE)又称1,3苯二酚或间二苯酚(分子式为C 6H 6O 2)。RE具有杀菌作用,可作为防腐剂添加于化妆品中。以没食子酸(GA a)、对羟基苯甲酸(p-HA)和间苯二酚(RE)三种化妆品常用添加剂为目标分析物,通过引入第四维—溶剂,构建四维荧光光谱数据,使用甲醇(光谱级)、乙醇(光谱级)、超纯水分别获得三组实验样本,三组样本的配置方法与加入药品量相同。使用FS920稳态荧光光谱仪对样本进行检测,设置激发波长为210~330 nm,间隔4 nm记录一个数据;发射波长为280~480 nm,间隔2 nm记录一个数据。初始发射波长总是滞后激发波长10 nm,由此可消除一级瑞利散射的干扰。随后使用空白扣除法对初始荧光数据进行预处理,去除了溶剂的拉曼散射。最后,采用核一致诊断法确定待测样本的组分数为3,使用交替加权残差约束四线性分解(alternating weighted residual constrained quadratic decomposition,AWRCQLD)算法对预处理后的三维荧光光谱数据进行分解。结果表明,AWRCQLD算法分解得到GA a、p-HA和RE的激发、发射光谱图与目标光谱几乎重叠,能实现光谱重叠严重的GA a、p-HA和RE的快速定性和定量分析。     

对几种氨基甲酸酯类农药的荧光特性研究

研究了有机物分子结构与荧光产生之间的关系。利用这一理论分析了西维因、克百威、残杀威等几种常用的氨基甲酸酯类农药的分子结构并揭示了它们的荧光光学特性,从而确定了氨基甲酸酯类农药产生荧光的特性,为进一步利用荧光分析法对氨基甲酸酯类农药进行检测提供理论依据。并且利用稳态荧光光谱仪对西维因和克百威标准溶液进行了荧光光谱实验,结果表明,氨基甲酸酯类农药在一定的溶剂条件下是能够受激发荧光的,是可以利用荧光光谱分析法来对它们进行检测．     

基于FTIR,FT-Raman的脱毒繁育和硫磺熏制祁菊花的药用成分分析研究和光谱表征

采用傅里叶变换红外(FTIR)和拉曼(FT-Raman)光谱技术直接、快速地测定了脱毒繁育和硫磺熏制的三组不同祁菊花样品有效药用成分及含量的变化。对所测样品的FTIR,FT-Raman光谱进行分析对比,结果表明,三组祁菊花样品的FTIR光谱在1 800~500cm-1区间多个红外吸收峰的强度存在明显差异,特征峰形状也略有差异。FT-Raman谱特征峰的形状有明显差异。FTIR和FT-Raman谱直观地反映出茎尖脱毒繁育会使祁菊花的挥发油、黄酮类物质等药用成分含量升高,硫磺熏制使其减少。FTIR和FT-Raman光谱技术为检测脱毒繁育及硫磺熏制引起祁菊花有效药用成分的变化建立科学依据,也为检测其物质成分含量提供一种有效方法。     

Structural and optical properties of Al1-xInxN epilayers on GaN template grown by metalorganic chemical vapor deposition

This paper reports that Al1 xInxN epilayers were grown on GaN template by metalorganic chemical vapor de-position with an In content of 7%-20%. X-ray diffraction results indicate that all these Al1 xInxN epilayers have a relatively low density of threading dislocations. Rutherford backscattering/channeling measurements provide the exact compositional information and show that a gradual variation in composition of the Al1 xInxN epilayer happens along the growth direction. The experimental results of optical reflection clearly show the bandgap energies of Al1 xInxN epilayers. A bowing parameter of 6.5 eV is obtained from the compositional dependence of the energy gap. The cathodoluminescence peak energy of the Al1 xInxN epilayer is much lower than its bandgap, indicating a relatively large Stokes shift in the Al1 xInxN sample.