光辐射计量测试技术

简要介绍国外光辐射计量采用的主要方法、测试手段和发展趋势。为了满足国防系统对光辐射计量的需要建立了一批计量标难，解决了光辐射源辐射特性和探测器特性计量测试问题。     

前沿动态CSCD

对比激光辐射：纳米光学天线新进展
　　美国伯克利实验室的研究人员研发出一种纳米光学天线,可极大增强原子、分子和半导体量子点的自发辐射。该进展为发光二极管在短距光通信,包括光学互连芯片和其他潜在应用方面取代激光器开启了大门。伯克利实验室材料科学分部的电气工程师 Eli Yablonovi 说：“与受激光辐射相比,自发光辐射一直不被重视”。“但是,利用恰当的光学天线,自发光辐射实际上可以比受激光辐射更快。”Yablonovitch任教于加州大学伯克利分校,指导美国国家科学基金会中心从事节能电子科学（E3S）的研究,同时他也是伯克利Kavli 能源纳米科学研究所（ Kavli ENSI ）的成员之一。他率领的团队,使用金制成的外部天线,使铟镓砷磷制成的纳米棒的自发光辐射有效增强了115倍。这个接近200倍的增加,在减小受激光辐射和自发光辐射速度差方面,具有里程碑意义。当增加到200倍时,自发辐射率会超过受激辐射率。 Yablono-vitch说,“我们相信利用光学天线,自发辐射率增强有可能超过2500倍,同时保持50％以上的发光效率,”采用光学天线增强型发光二级管替换微芯片上导线,将实现更快的光互连和更强的计算能力。该项研究成果发
　　表在美国国家科学院学报（ PNAS）中,论文题为“光学天线增强型自发光辐射”。在高科技的世界,激光无处不在,已经成为高速光通信的主力。然而,激光在诸如1m或更小的短距光通信方面也存在弊端--他们消耗过多电能,通常会占用太多空间。发管二极管将成为更有效的替代选择,但却受限于它们的自发辐射率。     

日光辐射光还原合成左旋多巴胺功能化的荧光发射的银纳米簇和铁离子检测

以左旋多巴胺(L-3,4-dihydroxyphenylalanine,DOPA)为稳定剂,采用日光辐射光还原法,合成了强荧光发射的银纳米簇(silver nanoclusters,Ag NCs)。透射电镜分析表明,所合成的Ag NCs表现亚纳米非晶态结构。Ag NCs在可见-近红外波长范围内(400~750 nm)有明显光吸收带,最大荧光激发和发射峰分别为550和630 nm,荧光量子产率为2.3%(相对于罗丹明B)。Ag NCs的荧光强度与合成时的日光辐射时间、DOPA浓度以及pH值等因素有关。进一步优化了合成Ag NCs的条件。基于荧光猝灭原理,所合成的DOPA功能化的Ag NCs能选择性地灵敏响应Fe3+。修饰在Ag NCs表面的配体DOPA能够选择性地结合Fe3+,导致Ag NCs显著聚集,伴随荧光猝灭。Ag NCs具有的较高量子产率和红荧光发射特性,有利于提高Fe3+的分析灵敏度。     

氧化石墨烯调控钼酸铋在可见光下选择性光催化降解环境水中的抗生素

以氧化石墨烯(GO)作为增强光催化剂活性的调节剂, 采用一步水热法制备钼酸铋/氧化石墨烯(Bi₂MoO₆/GO)异质结光催化剂, 其可见光响应拓展至570 nm, 带隙能降至2.56 eV. 当m_Bi2MoO6/m_GO=100∶1时, Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂在可见光的辐射下, 对水溶液中四环素和喹诺酮类抗生素选择性的高效催化降解去除能力为Bi₂MoO₆的2.1倍. Bi₂MoO₆/GO(100∶1)光催化剂活性的提高依赖于范德华力作用下的二维Bi₂MoO₆纳米片-二维GO纳米片界面的紧密接触. 有效的界面接触改善了光生电子的转移和光生载流子的分离. 自由基清除实验结果表明, ?OH起主要作用. 结合高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)法对降解产物的分析, 提出了不同光催化剂催化降解恩诺沙星具有相似的降解途径和降解产物.     

Seasonal variability of cloud optical depth over northwestern China derived from CERES/MODIS satellite measurements

The seasonal variability of cloud optical depth over northwestern China derived from Clouds and the Earth＇s Radiant Energy System （CERES） Single Scanner Footprint （SSF） Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer （MODIS） Edition IB data from July 2002 to June 2004 is presented. The regions of interest are those with Asia monsoon influence, the Tianshan and Qilian Mountains, and the Taklimakan Desert. The results show that the instantaneous measurements presented here are much higher than the previous results derived from International Satellite Cloud Climatology Project （ISCCP） D2 monthly mean data. Generally the measurements of cloud optical depth are the highest in summer and the lowest in winter, however, Taklimakan Desert has the lowest measurements in autumn. The regional variation is quite significant over northwestern China.     

Light Irradiation through Small Particles and Its Applications for Surface Nanostructuring in Near Field

We investigate the light scattering through small particles and its applications in nanostructuring, such as nanobumping, nanopatterning and dry laser cleaning. The theoretical calculation based on Mie theory provides an exact solution for sphere cavity resonance and plasmon resonance, which are two mechanisms for dielectric and metallic particles assisted surface nanostructuring in near field. The experimental results indicate that nanobumps on glass surface and subwavelength holes array on silicon surface can be formed without cracks with the self-assembly of 1 μm silica particle mask under laser irradiation. It is also found that the scattering wave by 40 nm gold particles can propagate 200 times away in terms of particle radius as recorded by photoresist under the UV light irradiation. Meanwhile, dry laser cleaning of 40nm gold particle on silicon wafer is demonstrated at plasmonic resonance frequency. The total cleaning efficiency is estimated to be 80%.     

再入飞行器驻点流光辐射特性的理论建模

本文用直接模拟蒙特卡罗法，对再入体驻点区域的流场、光辐射特性进行了研究．针对头部锥体驻点区（包括激波层），建立了流场中的化学反应模型，中性粒子和等离子体的热运动、粒子间碰撞的理论模型，碰撞激发辐射和化学发光辐射的物理模型．给出了样本粒子运动方向和速率、粒子碰撞对的选择等蒙特卡罗法概率模型和计算方法．     

上海光机所发表石墨烯及其衍生物的非线性光学综述论文北大核心CSCD

近日,中国科学院上海光学精密机械研究所强激光材料重点实验室研究员王俊课题组和华东理工大学教授陈彧课题组以联合通讯作者发表的长篇综述论文Graphene and its derivatives for laser protection被国际材料科学期刊《材料科学进展》（Progress in Materials Science）录用。     

块状金属样品冲击温度的辐射法测量——以铜为例

利用“三层介质模型”对不同冲击压力及卸载压力和不同初始间隙宽度下无氧铜／氟化锂界面温度进行模拟计算。结果表明．在所选的计算条件下．当初始间隙宽度lo=1μm时，非理想界面的表观界面温度和理想界面条件下的界面温度差异一般不超过3％．这已在辐射法测温的误差范围之内。根据“三层介质模型”，采用无氧铜块状样品进行冲击温度的辐射法测量，测量结果与理论计算一致。研究表明．基于“三层介质模型”，采用块状无氧铜样品与氟化锂窗口直接整合接触的方法来测量铜的冲击温度的方法是可行的。     

光谱辐照度测量的数学模型及其方法研究

光谱辐照度是光谱辐射计量中最基本的参数，是研究各种辐射源及光电探测器特性的重要依据。为提高光谱辐照度的测量精度和量值溯源等问题，国防科工委光学计量一级站采用BB3200K高温黑体作为基准的辐射源，以新型辐射测温法为基础，通过一系列光辐射理论和几何原理推导出辐射温度与辐射光功率之间的关系；通过对光辐射功率的绝对测量，并结合低温辐射计，从而完成了光谱辐照度量值的精度测量。该理论奠基了以探测器为基础的新的光辐射量传体系。主要介绍了在光谱辐照度标准装置的项目中复现光谱辐照度所建立的数学模型及新的测试方法，给出了测量结果，并简要介绍了基于该理论的测量装置的组成及原理。