基于Parity-Time对称耦合微腔的血糖传感器

为设计新型光学生物传感器,本课题组构造了基于Parity-Time (PT)对称的耦合谐振腔系统,用于实现对人体血糖浓度的测量。通过结构优化,使系统达到PT对称极点状态,然后利用极点状态下透射率对血糖折射率极其敏感的特性,将对血糖浓度的测量转化为对系统透射率的测量,从而达到血糖传感的目的。本文研究了两种传感方式：一是固定特定极点处的频率,测量系统在不同血糖浓度下的透射率;二是在极点附近的频率范围内扫描,测量特定血糖浓度下透射率的峰值。血糖质量浓度为20～182 mg/dL时,第二种方式下传感器的灵敏度均高于第一种方式;当血糖质量浓度高于182 mg/dL时,第一种方式在1466.40 THz频率下的灵敏度要比第二种方式高。可以将本文对血糖浓度的传感方式推广到对其他生物样本的测量上。     

基于回音壁微腔的可见光波段光频梳研究进展（特邀）

基于光学微腔的光频梳具有阈值低、光谱宽及结构紧凑等特点,在精密测量与传感等领域具有重要的应用前景,因此近年来微腔光频梳成为国际研究热点。目前相关的研究都聚焦于红外波段锁模光频梳的产生原理和应用探索,虽然可见光波段的光频梳在精密光谱、原子钟及生物医学等领域有特殊应用价值,但是可见光频梳的实现极具挑战性。文中在简要阐述光频梳产生原理的基础上,介绍了在可见光波段实现光频梳的主要挑战,以及目前三种实现方案的研究进展,包括利用材料的二阶与三阶非线性效应、调节微腔的几何色散和模式强耦合效应调控色散来产生可见光频梳。     

光纤松耦合型传感器特性研究

本文介绍一种实用的光纤传感器,它由二根光纤或多根光纤紧靠一起,并在同一位置除去局部包层,成为松耦合状态,在这种状态下,研究了它的特性和应用。 当耦合间隙中充满某种液体介质时,耦合效率明显增大,因此可以方便地判别该介质是否存在。并且实验证明了一种光纤只能有一种相近于光纤芯子折射率的介质具有最大的灵敏度。当间隙内的介质不变时,耦合功率的大小决定于耦合距离d和耦合长度l,l一旦决定以后,d的调节精度为0.1mm量级,易于在机械结构上实现线性检测。     

不断增长的光电子市场——增长率达39%

美国光电子工业发展协会(OIDA)的年度报告总结了近年来光电子市场的发展状况.报告指出,2004年是光电子工业生产和销售的旺年,随着人们对显示器、发光二极管(LEDs)和电荷耦合器件/互补型金属氧化物半导体(CCD/CMOS)图像传感器等产品需求的增长,光电子市场呈现了2位数的增长.     

TM模场入射到金属光栅的表面增强喇曼散射计算分析

以纳米量级金属履带矩形光栅为模型,研究了表面增强喇曼散射的特性.针对TM模的入射光,采用严格的耦合波原理对金属表面的衍射场进行了分析,并用数值计算方法讨论了光栅深度、光栅占空比等参量对金属表面增强的影响以及增强因子随光栅深度的变化关系.结果显示：当入射光波长为700 nm、入射角度为10°、光栅周期p=600 nm、 光栅深度d=37.5 nm、占空比为1/3时,获得最大增强,增强因子G达104倍.     

中远程一体化车载雷达线阵天线的设计

该文提出了一种新型的宽带近接耦合毫米波微带阵列天线,并将其作为77~81 GHz中远程汽车雷达的专用天线。该天线阵列由微带线及一系列矩形和多边形辐射单元组成。辐射单元在微带线两侧呈周期性分布,间隔约为引导波长的1/2。为增强激励耦合引入了矩形和多边形辐射单元,在拓宽阻抗带宽的同时,抑制了带外频率。不同辐射单元和矩形反射槽相匹配,达到波束赋形的效果,实现了平肩膀辐射方向图。通过调整辐射单元与微带线的间隔,控制辐射单元的归一化电阻。在工作频率为77~81 GHz时,阵列天线的增益超过14 dBi,阻抗带宽达到7.47%(76.5~82.4 GHz)。对实物样本进行加工及性能检测,测试表明,仿真与实测数据基本一致。     

基于X-LiNbO3/SiO2/Si低温漂、大机电耦合SH-SAW谐振器的设计

铌酸锂(LN)单晶薄膜具有较高的机电耦合系数(k² eff＞30%),其水平剪切(SH)声学模式常被应用于开发具有大机电耦合系数的薄膜声学谐振器和超宽带滤波器。但LN 的频率温度系数较大(TCF ＞ -50×10^-6/℃),这不仅会降低滤波器的可用有效带宽,同时也会限制器件的功率处理能力。采用3D周期有限元模型对基于X 切LN/SiO₂/Si结构SH 声表面波(SH-SAW)谐振器进行了优化研究。研究结果表明,当SH-SAW 传播角ψ=-10°~-20°、LN和SiO₂ 膜厚分别为hLN=0.1λ 和h_SiO2 =0.2λ(λ 为叉指换能器周期)、铝电极金属化率η=0.4、电极相对厚度h_Al/λ=5%~10%时,SH-SAW 谐振器的 k² eff 约为30%,且其TCF＜-20×10^-6/℃,有望用于开发新一代的低温漂、超宽带5G SAW 滤波器。     

基于化学计量学结合ICP-MS的党参道地性的研究及安全评价

微量元素与中药的功效和安全性密切相关,也是药材道地性研究的一部分,为探讨党参中重金属元素的安全性、风险性及道地性的相关性。本文采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）及原子荧光光谱法(AFS)测定来源于甘肃、山西、湖北、四川等产区的39批党参药材中的20种元素的含量,结果结合化学计量学分析对党参产区进行差异判别。通过单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法对其进行安全性评价,通过健康风险基于暴露量、危害指数法和暴露限值法对其进行风险评估。结果表明,重金属在各自范围内线性关系良好,加样回收率,仪器精密度和重复性良好,其中 Ba、Sr、Mn的含量最高。主成分分析显示39批药材分为三类,同一产区的党参能较好的聚在一起,元素含量差异与产区分布有一定规律,其中Cs、Ga、As、Co、Li、Pb、Hg、Se、V、Mn为关键的差异标志物,为产地元素特征分析鉴别提供依据。安全评价结果为39批党参药材污染等级为安全,但风险评估后DS-31、DS-32、DS-34、DS-36及 DS-37在人体长期蓄积中具有健康风险。结论：本研究方法高效、准确、简便,结合化学计量学可以对党参进行有效的产地判别,评价党参中元素的安全性及风险性,为党参道地性及健康评价提供了科学依据。     

锗元素测定方法综述

锗在国防工业、航空航天和通信等领域中的战略性,锗含量的测定对于保证材料质量和满足国际标准至关重要。本文综述了锗含量测定方法的多种技术,包括分光光度法、原子荧光光谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体原子发射光谱法、电感耦合等离子体质谱法以及滴定法。在每个检测方法的介绍中,详细探讨了方法的原理、前处理步骤以及应用范围,并分别总结了各个方法的优势和不足。最后,强调了锗含量测定方法的意义,特别是在满足出口监管和促进科学研究方面的作用。同时对锗元素的测定方法进行了展望,为未来的发展提供了参考方向。     

动能歧视(KED)-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定贵州沉积型稀土矿中16种稀土元素

贵州沉积型稀土矿主要含有高岭土-锐钛矿石等矿物,存在高含量Si、Al、Fe、Ti、Zr等难溶基体元素,采用高压密闭微波消解法处理难以将其完全溶解,易使测定结果偏低,需再次消解或进一步电热板敞开酸溶处理,方法耗时长,不利于大批量样品检测需求。同时电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)在测定稀土元素时存在基体效应和质谱干扰,影响了检测数据的准确性。本文采用过氧化钠熔融分解样品,熔融物冷却后引入三乙醇胺溶液,在碱性溶液中,大量基体元素与三乙醇胺形成稳定配合物,并与大量溶剂钠盐存于溶液中,稀土元素与Ca、Mg、Sr、Ba等留存于沉淀,经过滤,实现稀土元素与大量基体元素分离,随后沉淀用(1+1)硝酸复溶,并以103Rh和185Re为在线注入内标协同降低基体干扰;启用动能歧视(KED)模式以降低测定过程中潜在的质谱干扰。实验结果表明:高压密闭微波消解法消解液浑浊有残渣,溶矿耗时长,测试结果偏低,碱溶法酸化后溶液清亮透明,稀土元素测定值准确性高;经条件试验,采用10%三乙醇胺溶液提取能较大降低基体干扰;启用KED模式可降低测定过程中的质谱干扰,且准确度优于STD模式;碱溶法方法检出限为0.008μg/g~0.049μg/g,测定下限为0.034μg/g~0.195μg/g,相对标准偏差RSD在0.78%～10.2%之间,相对误差RE在0.0225%~13.5%之间。经实际样品验证,碱熔法较适用于贵州沉积性稀土矿中16种稀土元素的测定。