短波红外单波长滤光膜系模型设计

小型化的光谱探测设备有低载荷、低成本、高集成度等诸多应用优势。而滤光/分光模块是光谱探测设备的核心组件。本文利用亚波长金属孔阵模型设计出一种有别于传统滤光片的滤光组件,将对应的近红外波长的光进行选择性透过。一直以来基于超透射现象的亚波长金属孔阵滤光膜因上下介质的介电常数不同而产生两个强透射峰,难以实现单通道滤光,针对此缺陷设计了两层对称介质的双层玻璃透射形结构,在近红外波段成功实现了单波长透射的特性。通过时域有限差分法进行仿真运算,成功实现了1.25μm、1.40μm、1.55μm、1.70μm,透射率约45(±3)%四种窄带透射,半波峰宽度50nm的结果。并总结出结构参数的相应设计公式,在1～2μm波长近红外区可以实现任一波长的滤光调制,且透射率与频宽可调。     

短波红外单波长滤光膜系模型设计北大核心CSCD

小型化的光谱探测设备有低载荷、低成本、高集成度等诸多应用优势。而滤光/分光模块是光谱探测设备的核心组件。本文利用亚波长金属孔阵模型设计出一种有别于传统滤光片的滤光组件,将对应的近红外波长的光进行选择性透过。一直以来基于超透射现象的亚波长金属孔阵滤光膜因上下介质的介电常数不同而产生两个强透射峰,难以实现单通道滤光,针对此缺陷设计了两层对称介质的双层玻璃透射形结构,在近红外波段成功实现了单波长透射的特性。通过时域有限差分法进行仿真运算,成功实现了1.25μm、1.40μm、1.55μm、1.70μm,透射率约45(±3)%四种窄带透射,半波峰宽度50nm的结果。并总结出结构参数的相应设计公式,在1~2μm波长近红外区可以实现任一波长的滤光调制,且透射率与频宽可调。     

基于荧光分析法和APTLD相结合的多环芳烃的检测

为准确进行浓度检测,用Savitzky-Golay(SG)多项式曲面平滑法去除三维荧光光谱数据的冗余信息,分别采用平行因子法(PARAFAC)算法和交替惩罚三线性分解(APTLD)算法对光谱数据进行分解。设计多环芳烃类污染物的检测实验,分析了芴(FLU)、苊(ANA)及两者混合溶液的荧光光谱特性。FLU溶液在λ_(ex)/λ_(em)=302/322 nm处存在一个明显的荧光峰,并且存在连续侧峰。ANA溶液存在两个荧光峰,分别为λ_(ex)/λ_(em)=290/322 nm和λ_(ex)/λ_(em)=290/336 nm。在激发波长200～370 nm扫描范围和发射波长240～390 nm扫描范围内,FLU和ANA荧光光谱重叠严重。结果表明,两种算法均能分辨出FLU和ANA,并取得了很高的回收率,但APTLD算法的检测效果更好。     

新型透射式全息窄带带阻滤光器的光谱特性分析

滤光器在光谱学、光学测量和激光物理中有着极其重要的应用。全息滤光器是一种新型滤光器,特别是利用重铬酸明胶(DCG)记录的全息透射式窄带滤光器,其主要特点为对主谱线有很窄的带宽。文章主要用紫外-可见分光光度计测定用DCG记录的透射式全息窄带带阻滤光器的光谱特性,测量结果分析表明,滤光器在可见光区域(400～800 nm)对其中心波长的相对透射率小于2%,其他谱线的相对透射率大于85%。且滤光器有较窄的带宽,其半宽度小于12 nm,十分之一宽度小于15 nm。对氩离子激光(Ar+)主谱线514.5 nm有优良的滤光特性。     

基于多波长透射光谱法的水体细菌微生物检测能力初步研究

搭建的水体细菌微生物多波长透射光谱快速测量实验系统,实验获取了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌在不同浓度下220～900 nm范围内的多波长透射光谱,研究建立了三种细菌基于不同波长点及全光谱波段的浓度校准曲线,计算了肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限,并与紫外-可见分光光度计测量分析结果进行了对比。结果表明,实验系统与紫外-可见分光光度计测量光谱线性相关系数在0.999 8以上,具有非常好的一致性,且30次光谱信号采集时间仅需15 s;基于实验系统分析得到三种细菌在220,258,300,350,400,450,500和550 nm不同波长点以及全光谱波段的检测限结果均优于紫外-可见分光光度计,且利用多波长透射光谱全光谱波段计算得到的细菌检测限均最低,其中：肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的检测限分别为1.60×104,1.06×104和1.16×104 cells·mL-1。研究结果为进一步发展水体细菌微生物的多波长透射光谱快速定量检测技术提供了基础数据。     

双透射峰钠原子滤光器在太阳速度场观测中的应用

法拉第反常色散原子滤光器作为一种精密光谱仪器,具有光谱分辨力高、光谱稳定性好等优点。探讨了利用双透射峰钠原子滤光器进行高分辨力太阳多普勒观测的方法,在此基础之上开发了原子滤光器透射谱型理论模拟软件,研制出双透射峰钠原子滤光器样机并对其进行了透射谱型测试。测试结果表明,理论模拟的透射谱型与实验测试结果符合良好,在双峰间距、透射带宽等参数方面基本满足太阳多普勒观测的要求,为太阳观测提供另一种有效手段。     

缅甸琥珀的三维荧光光谱特征研究

琥珀是一种天然有机宝石,普遍具有荧光现象。利用三维荧光光谱分析技术,以缅甸琥珀为研究对象,探讨了不同品种缅甸琥珀的荧光峰分布特征,并初步判断了血珀荧光峰红移的原因。结果表明,在长波紫外光照下呈强蓝白色荧光的缅甸金珀、棕珀,三维荧光光谱中均含有一个荧光峰,荧光峰范围约在λ_(ex)350～400 nm/λ_(ex)400～450 nm,荧光主峰位于λ_(ex)360 nm/λ_(em)425 nm,荧光强度大。在长波紫外光照下呈弱土黄色荧光的缅甸血珀,三维荧光光谱中荧光峰范围约在λ_(ex)420～520 nm/λ_(em)500～580 nm,荧光峰分散呈多个小峰分布,荧光强度小。在氧化条件下加热金珀样品得到烤色"血珀"并对比加热前后的三维荧光光谱特征,发现烤色"血珀"的荧光峰较加热前红移,荧光峰范围由λ_(ex)350～400 nm/λ_(ex)400～450 nm红移至λ_(em)480～530 nm/λ_(em) 520～570 nm,荧光强度极小,与天然血珀的荧光特征一致。结合红外吸收光谱测试,氧化作用使血珀及烤色"血珀"分子结构中含氧基团羰基CO浓度升高,羰基CO作为强助色基团,浓度升高与吸收强度增加使琥珀产生红色外观;同时作为得电子取代基,羰基CO会取代分子结构中的H原子与具有未键合的杂原子相连,产生n→π~*_1跃迁,使血珀荧光强度减弱甚至消失,同时荧光峰向长波长方向移动。三维荧光光谱能够快速有效地表征缅甸琥珀的荧光现象,为研究琥珀荧光特征与分子结构提供新依据。     

矩形波宽带通滤光膜研究

对矩形波宽带通滤光片进行了深入研究,提出了一种设计、制备矩形波宽带通滤光片的方法。使用该方法设计并制备了400 nm～1 100 nm波段,中心波长λ₀=515 nm,透射带λ=λ₀±25 nm,透射带平均透射率■≥92%,截止带λ=400 nm～475 nm、λ=555 nm～1 100 nm,截止带透射率小于0.1%的矩形波宽带通OD3-A滤光片。对样片光谱进行了测试,结果满足需求。该方法设计、制备矩形波宽带通滤光片克服了F-P型窄带滤光膜监控精度要求高、通带宽带窄、成本高以及传统长、短波截止膜组合方式膜层总厚度过大、通带透过率低、波形矩形度差的缺点。     

介质窄带干涉滤光片的稳定性

<正> 一、前言随着科学技术的不断发展,窄带滤光片应用的范围愈来愈广,这就对滤光片的性能提出了各种各样的要求,不但要求它有好的光学性能,而且要求它具有好的膜层牢固性和光谱稳定性。目前在干涉滤光片的使用和贮存过程中,最突出的问题是其光谱稳定性。如果说,一块干涉滤光片的光学参数(λ_0、δ_(λ0.5)、T_0等)随时间而变化,那么我们借此测量的数据将前后有矛盾,借此控制的仪器将失灵,……等等。这当然是不能允许的!例如在分离激光辐射时,滤光片峰值透过波长甚至不允许有几个埃的变化。但是,目前用电阻加热法镀制的滤光片其     

照度计探测器的V(λ)滤光片组合计算

<正> 一、概述照度计是一种在农业上常用的测光仪器,它的探测器则是决定这种仪器精度的关键部件。目前,在照度计上被用作光电转换的各种光敏器件的光谱响应函数,都与国际上规定的视觉函数V(λ)有较大的偏差。因此,必须对其进行严格的修正,使它尽可能地接近视觉函数V(λ)。减色滤光技术在修正光敏器件的光谱响应     

水体细菌微生物多波长透射光谱特征分析研究（英文）

多波长透射光谱能够反映出样品细胞大小、形状、内部结构和化学组分等丰富而独特的信息,是微生物快速、实时、在线检测与识别的有利工具。将多波长透射光谱技术应用于水体致病性细菌微生物的快速有效检测对控制水体细菌微生物污染及保护饮用水源水质安全具有重要的现实意义。为了建立及发展基于多波长透射光谱技术的水体致病性细菌微生物快速有效的检测方法,采用紫外-可见分光光度计获取了多种水体致病性细菌微生物(如:肺炎克雷伯氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)在200～900nm波段的多波长透射光谱,对比分析了不同细菌及同种细菌在不同浓度时的多波长透射光谱特征。结果表明:对于同种细菌,当细菌浓度发生变化时,400～900nm波段透射光谱形状较为一致,并且在400,450,500和550nm波长处的光密度值与浓度具有很好的线性关系,该波段由细菌体的散射起主要作用;但在200～400nm波段范围内,细菌透射光谱的形状随细菌浓度的变化而变化,在200,258,300和350nm波长处的光密度值与细菌浓度分别具有很好的二次多项式关系。根据微粒的Mie散射理论,采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘方法对测得的四种细菌透射光谱进行了散射光谱和吸收光谱拟合,并对比分析了不同细菌散射光谱特征和吸收光谱特征,结果表明:四种细菌散射光谱的特征峰均在245nm波长处,但该波长处的光密度值具有明显差异性,这与不同细菌外部结构及内部结构细胞器的大小、形状等不同有关;而四种细菌吸收光谱特征峰均在260nm波长处,且不同细菌在240～400nm波段内吸收光谱也具有明显差异性,这与不同细菌细胞内的核酸、蛋白质等化学组分含量不同有关。该研究表明对于不同种细菌及具有不同浓度的同种细菌,测得的多波长透射光谱及计算出的散射光谱和吸收光谱特征都具有明显的不同,通过多波长透射光谱解析可以获得细菌多种特征参数,多波长透射光谱可以被用于快速有效检测水体中的致病性细菌微生物。该研究为发展水体细菌微生物快速在线监测仪提供了重要依据。     

水体细菌微生物多波长透射光谱特征分析研究

多波长透射光谱能够反映出样品细胞大小、形状、内部结构和化学组分等丰富而独特的信息,是微生物快速、实时、在线检测与识别的有利工具。将多波长透射光谱技术应用于水体致病性细菌微生物的快速有效检测对控制水体细菌微生物污染及保护饮用水源水质安全具有重要的现实意义。为了建立及发展基于多波长透射光谱技术的水体致病性细菌微生物快速有效的检测方法,采用紫外-可见分光光度计获取了多种水体致病性细菌微生物(如： 肺炎克雷伯氏菌、鼠伤寒沙门氏菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌)在200～900 nm波段的多波长透射光谱,对比分析了不同细菌及同种细菌在不同浓度时的多波长透射光谱特征。结果表明： 对于同种细菌,当细菌浓度发生变化时,400～900 nm波段透射光谱形状较为一致,并且在400,450,500和550 nm波长处的光密度值与浓度具有很好的线性关系,该波段由细菌体的散射起主要作用;但在200～400 nm波段范围内,细菌透射光谱的形状随细菌浓度的变化而变化,在200,258,300和350 nm波长处的光密度值与细菌浓度分别具有很好的二次多项式关系。根据微粒的Mie散射理论,采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘方法对测得的四种细菌透射光谱进行了散射光谱和吸收光谱拟合,并对比分析了不同细菌散射光谱特征和吸收光谱特征,结果表明： 四种细菌散射光谱的特征峰均在245 nm波长处,但该波长处的光密度值具有明显差异性,这与不同细菌外部结构及内部结构细胞器的大小、形状等不同有关;而四种细菌吸收光谱特征峰均在260 nm波长处,且不同细菌在240～400 nm波段内吸收光谱也具有明显差异性,这与不同细菌细胞内的核酸、蛋白质等化学组分含量不同有关。该研究表明对于不同种细菌及具有不同浓度的同种细菌,测得的多波长透射光谱及计算出的散射光谱和吸收光谱特征都具有明显的不同,通过多波长透射光谱解析可以获得细菌多种特征参数,多波长透射光谱可以被用于快速有效检测水体中的致病性细菌微生物。该研究为发展水体细菌微生物快速在线监测仪提供了重要依据。     

医用超声Doppler技术与血流测量(Ⅰ)

1842年Christian Doppler发现,当频率f_0的振源与观察者之间相对运动时,观察者接收到的频率不再是f_0而是f’.后来将这种由于相对运动而引起频移的现象称为Doppler效应. 若声源静止,接收体相对声源运动,则在接收点收到一个波长λ_0的时间为T’=λ_0/(C±V)=C/(C±V)f_0=1/f’(1)式中T’——接收点收到一个波长λ_0所需的时间,即周期;f’——接收点收到的频率;λ_0——     

验证光栅的色分辨本领表式

一、原理平面透射光栅的色分辨本领的表式为λ/△λ=jN (1)j是干涉级、N是光栅受照面上的实际缝数。为了验证(1)式,可用光波波长λ及波长差△λ都已知的光源照射光栅,使光栅对波长差为△λ的两谱线处于恰能分辨状态,然后在分光计上测定在这种状态下j和N的值.把实测到的jN值与已知的λ/△λ进行比较,以验证(1)式。     

等傅里叶系数双折射滤光器

对李奥(Lyot)双折射滤光器的出射振幅进行傅里叶分析,可看出博里叶系数都等于1/2~N,N是滤光器的级数.我们找到一种等傅里叶系数双折射滤光器,它由两个偏振片之间放置任意数m的等厚双折射晶片组成,选择晶片之间的角差分布,使其出射光傅里叶系数相等为1/(m+1),当两偏振片平行,晶片角递增时,其傅里叶系数全等。程差为波长的整数倍时,透过极大。当两偏振片相互垂直,晶片角正负相间时,傅里叶系数仅数值相等,而符号正负相间,程差为半波长的整数倍时,透过极大,只需以(m+1)替换2~N代入L滤光器有关性能的公式中,就可获得此种滤光器性能,如半宽△λ=△λ_1·2/(m+1),后接滤光器晶体厚度d_2=(m+1)d_1。厚度匹配的两个等傅里叶滤光器的傅里叶展式相乘,可获得组合滤光器的傅里叶展式。根据以上理论,找到了等傅里叶系数滤光器之间,以及它与李奥,Evans,Solc滤光器和部分偏振片滤光器之间存在的11种严格组合,可产生各种特性的滤光器。以上性能均为计算所证实。以往(?)olc滤光器与其它滤光器之间组合设计,缺乏严格的匹配理论,往在增加主带外的散射光。对m≤100,编制了计算该种滤光器晶片间角差的程序,并具体计算了m≤15的角差,为该种滤光器的应用提供了最主要的设计参数。此外,还给出了角差误差和厚度误差的有关公式.     

新型GeS_2-Ga_2S_3-KI玻璃性能的研究

用传统熔融淬冷法制备了新型硫卤玻璃(100-x)(80GeS2-20Ga2S3)-xKI(x=0,10,20mol%).利用差热分析、可见/近红外吸收光谱、红外透射光谱等技术对准三元硫卤玻璃体系GeS2-Ga2S3-KI的组成、结构和性能关系进行了研究.分析结果表明:GeS2-Ga2S3-KI三元系统玻璃具有较宽的玻璃形成区;当KI的含量为10mol%时,玻璃热稳定性最好;随着KI的加入,玻璃的红外截止波长无明显变化,皆为12.5μm;然而随着局域电位场的增大,玻璃的短波吸收限向短波方向发生了移动,光学带隙存在增大趋势.     

颜色、杂光与OTF

一、光学系统成象对于非相干光学系统,多色成象公式应是 B(η′)=∫∫B(η)I_λ(B(η,η′)S(λ)V(λ)dηd_λ其中B(η)是目标的亮度分布,S(λ)是光源的光谱分布,V(λ)是接收器的光谱灵敏度,B、(η′)是象面的亮度分布,I_λ(η,η′)是波长λ的点扩散函数,η是物面坐标,η′是象面坐标。     

TeO2-Nb2O5-YF3 玻璃系统的形成区及性质研究

制备了一种新型的氧卤碲酸盐玻璃:TeO2-Nb2O5-YF3,给出并研究了TeO2-Nb2O5-YF3三元系统的玻璃形成范围。测试了玻璃的密度、折射率、差热(DTA)、拉曼光谱、红外透射光谱以及紫外吸收光谱,通过光谱分析研究了组分含量的变化对玻璃结构及红外透射特性的影响。实验结果表明,TeO2-Nb2O5-YF3玻璃系统具有优良的成玻璃性能和热稳定性等特性,而且在2.8~3.3μm区域内无明显的[OH]基团吸收,在中红外3~5μm区域具有优良透射性能,因此在中红外透射方面具有潜在应用价值。     

水体细菌微生物多波长透射光谱解析模型

细菌多波长透射光谱包含有细菌结构、组分、浓度等信息,这些特征信息的有效提取是实现细菌微生物快速识别与检测的基础。以水体常见的大肠埃希氏菌(大肠杆菌)为研究对象,采用紫外-可见分光光度法获得了其多波长透射光谱;基于Mie散射理论,在充分考虑水体大肠杆菌散射和吸收特性的基础上,构建了240~900nm波段范围内细菌微生物多波长透射光谱的解析模型;基于该模型对250~750nm特征波段范围内的光谱进行解析,获得了大肠杆菌的体积、粒径、结构及浓度等相关参数,并将这些参数与文献及实验得到的结果进行了对比验证。结果表明,建立的多波长透射光谱解析模型能够准确表征水体细菌微生物的光谱特征,该模型可为水体细菌微生物的快速识别分析和检测提供关键数据。     

水体细菌微生物多波长透射光谱解析模型EI北大核心CSCD

细菌多波长透射光谱包含有细菌结构、组分、浓度等信息,这些特征信息的有效提取是实现细菌微生物快速识别与检测的基础。以水体常见的大肠埃希氏菌(大肠杆菌)为研究对象,采用紫外-可见分光光度法获得了其多波长透射光谱;基于Mie散射理论,在充分考虑水体大肠杆菌散射和吸收特性的基础上,构建了240~900nm波段范围内细菌微生物多波长透射光谱的解析模型;基于该模型对250~750nm特征波段范围内的光谱进行解析,获得了大肠杆菌的体积、粒径、结构及浓度等相关参数,并将这些参数与文献及实验得到的结果进行了对比验证。结果表明,建立的多波长透射光谱解析模型能够准确表征水体细菌微生物的光谱特征,该模型可为水体细菌微生物的快速识别分析和检测提供关键数据。