Random Bragg-gratings-based narrow linewidth random fiber laser with a π-phase-shifted FBG

A new structure of short-cavity random fiber laser(RFL) with narrow linewidth lasing is proposed. Aπ-phase-shifted fiber Bragg grating(FBG) loop mirror was used in the RFL for spectral filtering and to suppress multi-mode oscillation due to the narrow transmission window. The random feedback of the RFL was implemented by a randomly dispersed weak reflection FBG array. The high gain of the erbium-doped fiber and a half-open cavity design results in a low lasing threshold. The linewidth of the laser was 225 Hz with58 d B side-mode-suppression ratio. The laser threshold was 4.5 mW, and the optical signal-to-noise ratio was up to 63 dB.     

利用挥发物红外光谱鉴别牛肉变质状态

牛肉在运输过程中极易受到微生物的感染而变质,对牛肉变质的监测十分重要。我们利用长光程FTIR光谱检测牛肉变质时产生的挥发性物质。证明了牛肉在变质过程中产生的主要挥发性物质是氨气和二氧化碳。并定量分析牛肉变质产生的氨气和二氧化碳的变化规律,以判断牛肉的状态。采用主成分分析法(PCA)实现对挥发性物质的红外光谱分类,进而可以准确的区分新鲜和变质的牛肉。我们采用化学计量学方法软独立建模聚类分析法(SIMCA)和偏最小二乘判别分析(PLS-DA)对特征波段内的光谱进行分类,两种方法具有很好的判断率。结果表明长光程FTIR结合化学计量学方法能够区分新鲜和变质的牛肉。     

红外超光谱干涉光谱仪探测器高阶非线性响应研究

针对红外超光谱干涉光谱仪的技术特点,分析其探测器非线性响应的形成机理,仿真含有高阶非线性误差的干涉数据,并研究二、三阶非线性响应对光谱的影响;提出一种迭代方法,即通过交叉迭代使光谱带外畸变最小,从而确定校正系数进而校正非线性响应;通过获取不同温度黑体观测的干涉数据,用交叉迭代法校正实测数据并复原光谱,将未吸收波数光谱响应与黑体辐亮度进行拟合。结果表明:二阶非线性响应主要影响带外数据,三阶非线性响应主要影响带内数据,仅校正二阶非线性响应时,光谱带内数据仍会有残留误差;交叉迭代法可以校正探测器的非线性响应,且三阶非线性校正的精度比二阶的提高了约7.26%;校正后的拟合优度比校正前的提高了约0.4%,校正后的干涉数据更准确。     

不同光功率激励下石墨烯的太赫兹波吸收特性（英文）

基于太赫兹时域光谱系统和德鲁德模型,测量并分析了少层石墨烯在600nm CW红光和两种衬底下的透过率及电导率.结果发现,高阻硅衬底的石墨烯样品在光场激励下对太赫兹信号的吸收显著增强,而PET(Polyethylene terephthalate)衬底的石墨烯样品在光场激励下对太赫兹信号的吸收则有微弱减少.相较于无激励光场条件,在0.5THz处,高阻硅衬底石墨烯的电导率提升了7倍,PET衬底石墨烯的电导率下降了23%.同时实验也验证了在太赫兹波段少层石墨烯的电导为各层石墨烯电导的线性叠加.     

Common Features in Electronic Structure of the Oxypnictide Superconductors from Photoemission Spectroscopy

High resolution photoemission measurements are carried out on non-superconducting LaFeAsO parent com- pound and various superconducting RFeAs（O1-ZFx） （R=La, Ce and Pr） compounds. It is found that the parent LaFeAsO compound shows a metallic character. By extensive measurements, several common features are identified in the electronic structure of these Fe-based compounds： （1） 0.2 eV feature in the valence band, （2） a universal 13-16 meV feature, （3） near EF spectral weight suppression with decreasing temperature. These uni- versal features can provide important information about band structure, superconducting gap and pseudogap in these Fe-based materials.     

基于UMAP辅助的模糊C聚类方法进行太赫兹光谱识别

太赫兹(THz)具有低能性、瞬态性、波谱分析能力强的优点,在物质鉴别方面具有广阔的应用前景。现有的基于THz的物质鉴别方法,虽然取得了一定的效果,但是存在容易陷入局部最优的问题,从而导致识别精度不高。均匀流形逼近与投影(UMAP)作为一种非线性降维方法,其假设数据均匀分布在黎曼流形上,可以对具有模糊拓扑结构的流形进行建模。UMAP降维的过程是通过最小化两个拓扑表示之间的交叉熵,从而实现低维空间中数据表示的布局优化。传统的模糊C聚类方法（FCM）在聚类时,初始聚类中心往往随机给定,当初始聚类中心选择不恰当时,容易导致错误的聚类。为此,提出一种基于UMAP辅助的模糊C聚类算法,首先运用UMAP对输入的THz样本矩阵进行降维;再根据类与类之间距离最大化的原则,选择合适的初始聚类中心;最后利用模糊C均值聚类的方法进行聚类。所提出的方法不仅能够解决聚类过程中类与类之间过度拥挤的现象,而且能够反映出类别间的距离信息以便于给样本选择合适的初始聚类中心。为了验证提出的聚类方法的可靠性,运用太赫兹时域光谱技术对鲁棉研28、鲁棉研29、鲁棉研36、中棉28四种不同类型的转基因棉花种子进行了探测,利用基于UMAP辅助的模糊C聚类算法对转基因棉花种子的吸光度光谱数据进行聚类分析,成功地将四种不同类型的转基因棉花种子区分开,得到了总正确率为0.983 3的聚类效果,说明提出的基于UMAP辅助的模糊C聚类算法在物质太赫兹光谱识别方面具有良好的应用前景。     

Determination of the surface states from the ultrafast electronic states in a thermoelectric material

We reveal the electronic structure in Yb Cd₂Sb₂,a thermoelectric material,by angle-resolved photoemission spectroscopy(ARPES)and time-resolved ARPES(tr ARPES).Specifically,three bulk bands at the vicinity of the Fermi level are evidenced near the Brillouin zone center,consistent with the density functional theory(DFT)calculation.It is interesting that the spin-unpolarized bulk bands respond unexpectedly to right-and left-handed circularly polarized probe.In addition,a hole band of surface states,which is not sensitive to the polarization of the probe beam and is not expected from the DFT calculation,is identified.We find that the non-equilibrium quasiparticle recovery rate is much smaller in the surface states than that of the bulk states.Our results demonstrate that the surface states can be distinguished from the bulk ones from a view of time scale in the nonequilibrium physics.     

纳米计量与原子光刻技术分析

为了说明原子光刻（Atom Lithography）在纳米计量及传递作用中的特殊地位，首先对纳米计量标准及其现状进行了简要介绍，提出纳米计量中原子光刻的基本概念和优势，结合原子光刻实验装置对原子光刻技术的工作机理进行了分析。结果表明，可以通过原子光刻技术得到纳米量级刻印条纹，为纳米计量及标准传递提供更加精确的手段。最后对常见的2种原子光刻技术——沉积型原子光刻和虚狭缝型原子光刻进行了阐述，指出2者的不同之处，为不同条件下原子光刻提供了一定的借鉴。     

基于光导微探针的近场/远场可扫描太赫兹光谱技术

太赫兹技术已经成为涉及公共安全、军事国防和国民经济等国家核心利益的前沿研究领域.以往太赫兹测量技术中通常以远场测量为主,如常用的太赫兹时域光谱仪.近年来太赫兹近场技术得到了迅猛的发展,特别是基于光导天线的探针技术的发展,为可扫描的太赫兹近场测量提供了可能.本文详细报道了我们近期在可扫描太赫兹近场光谱仪研究中的进展.采用光纤耦合的光导微探针实现了方便灵活的太赫兹近场/远场三维扫描,并同时获得振幅和相位信息.该系统将有可能广泛应用于人工微结构、石墨烯、表面等离子激元、波导传输、近场成像、生物样品检测、芯片检测等研究领域.     

基于太赫兹时域光谱技术与PCA-BPN网络的转基因大豆鉴别

基于太赫兹波段内的光谱分析技术以及主成分特性分析与反向前馈神经网络建模,提出了一种转基因大豆鉴别方法.从光谱数据中提取累计方差贡献率达到97.582％的前8种主成分因子,并将其作为输入源导入神经网络模型,通过剔除冗余数据、降低数据维数,所建立的神经网络模型能准确识别校验集.该方法可以实现转基因大豆的快速、无损检测,在农业安全领域有广泛的应用前景.