Multifunctional single-fiber optical tweezers for particle trapping and transport

We present and demonstrate a multifunctional single-fiber optical tweezer for particle trapping and transport. The fiber probe of fiber optical tweezers is constructed as a planar structure. Laser sources with wavelengths of 650 nm and 980 nm in a single-mode fiber excite the linearly polarized LP11mode and LP01mode beams, respectively. These two laser beams can achieve non-contact trapping and long-distance transport of particles after passing through a flat-facet fiber probe,respectively. This...     

莫尔技术用于制作隐型全息密码的应用研究

提出根据莫尔理论制作隐型全息密码的方法,对此方法作了理论分析并给出实验结果。此方法有制作过程简单,所制作的密码隐蔽性高,检验密码方便的特点。有效地提高全息标识的防伪能力,因而具有很高的经济价值。     

基于LP01和LP11模式共存的单光纤光镊实现生物细胞多路捕获和操纵

提出了一种用于生物细胞多路捕获与操纵的单光纤光镊。基于两种不同模式的光纤错位拼接,实现了LP₀₁和LP₁₁模式共存。该光镊的输出光场具有多个聚焦光斑,能够在多个支路上同时捕获和操纵多个生物细胞。仿真和实验结果表明,该光镊能够在三个支路上同时捕获和操纵多个小球藻细胞,在光镊移动速度约为14μm/s时仍能保持捕获稳定。该光镊结构简单,为生物传感和直接检测生物信号提供了更多可能。     

基于单光源频域荧光寿命的水体溶解氧浓度检测方法

现有的光学溶解氧浓度检测方法中光路及电路结构复杂,本文提出了一种单路光源的频域荧光寿命的溶解氧检测方法.采用单路光源的光学结构实现水体溶解氧浓度的检测,简化了光路及电路结构,改进了溶解氧浓度检测算法,降低了整体检测过程的计算量.设计对比实验对方法进行验证,实验结果表明:单光源的频域荧光寿命的检测方法与DOP1光学溶解氧分析仪相比,在0~9mg/L范围内,实际检测误差降低至0.04mg/L;衡量稳定性的检测标准偏差为0.007mg/L,同比降低了36%;采用快速傅里叶变换以及改进的溶解氧浓度计算方法,配合优化的电路及光路结构,在达到90%稳态时响应时间平均缩短了12s,浓度上升和下降时的响应速度分别提升为40%和28%.该方法具有较好的检测精度、稳定性以及响应速度.     

基于光学相干层析成像与光学微血管造影的指纹防伪方法

提出一种指纹防伪方法,通过光学相干层析成像获取手指指尖的表皮层指纹、真皮层指纹与汗腺等结构信息,通过光学微血管造影获取手指指尖下的血流信息,结合两种技术获取具有动态防伪的指尖生物识别特征体数据.用真指纹和制作的假指纹对传统商业指纹采集仪和所提方法的有效性进行实验验证.结果表明:传统商业指纹采集仪难以分辨真假指纹,防伪能力不足;光学相干层析的指纹成像可利用获取的手指皮下结构有效识别常见的人造指纹制品,基于真皮层指纹状态判断真假指纹;利用光学微血管造影获取的手指皮下血流成像,结合平均光强阈值可实现指纹活体防伪;所提出的指纹防伪方法的准确率可达100%.     

基于PCA和BP神经网络的硝酸盐氮浓度检测方法

针对紫外分光光度法（UV法）检测混有干扰物质的硝酸盐氮溶液浓度精度不高的问题,提出一种基于主成分分析（principal component analysis,PCA）和BP神经网络的硝酸盐氮浓度检测方法。通过微型光谱仪物质成分检测系统测得硝酸盐氮试剂在196 nm～631 nm波段的吸光度数据,分为测试集和训练集。通过PCA计算训练集,得到主成分。根据BP算法搭建三层人工神经网络。将所得主成分除以8后输入网络展开训练。训练过程中采用留一法交叉验证。用该模型计算训练集和测试集,所得值与真实浓度的平均相对误差分别为2.411 5%和1.553%。实验结果表明,该方法能较好检测出混有干扰物质的硝酸盐氮溶液浓度。     

大带隙Ge-S-I硫系玻璃制备及性能研究

为了探究碘元素对贫S基(GeS1.5)100-xIx和(GeS2)100-xIx(x=5,10,20,30,40)两个系列玻璃性质的影响,用快速真空和高温熔融淬冷技术制备了这两个系列的玻璃样品,对比测试了两组样品的密度、近红外吸收光谱、红外透过光谱、折射率、光学带隙和热膨胀,并在折射率数据的基础上计算了材料零色散波长.研究表明:随着碘含量的增高,近红外吸收截止波长发生明显的蓝移现象,玻璃转变温度和软化温度明显下降,玻璃的转变温度范围分别为222~330℃和236~332℃,软化温度范围分别为267~375℃和282~364℃,膨胀系数增大,红外透过性明显提高,光学带隙逐渐增大.通过扫描电子显微镜测定了玻璃组分的归一化质量比,并对比了抽真空时有无液氮冷却情况下玻璃原料中碘的含量损失差异,结果表明使用液氮冷却方法会增强玻璃中的杂质吸收峰.优化了玻璃制备工艺,采用高温聚合物做保护层对(GeS1.5)60I40玻璃进行了拉丝实验,测得其最低损耗为2.8dB/m.     

Ab initio investigation of sulfur monofluoride and its singly charged cation and anion in their ground electronic state

The SF radical and its singly charged cation and anion, SF+and SF-, have been investigated on the MRCI/aug-ccp VX Z(X = Q, 5, 6) levels of theory with Davidson correction. Both the core–valence correlation and the relativistic effect are considered. The extrapolating to the complete basis set(CBS) limit is adopted to remove the basis set truncation error.Geometrical parameters, potential energy curves(PECs), vibrational energy levels, spectroscopic constants, ionization potentials, and electron affinities of the ground electronic state for all these species are obtained. The information with respect to molecular characteristics of the SFn(n =-1, 0, +1) systems derived in this work will help to extend our knowledge and to guide further experimental or theoretical researches.     

基于反激拓扑与RC隔离触发网络的短弧脉冲氙灯电源设计

针对现有的短弧脉冲氙灯电源存在明显的阻尼振荡等现象,提出了一种基于反激拓扑方法与RC隔离触发网络的短弧脉冲氙灯驱动电源设计。驱动电源采用24 V输入,主电压通过反激拓扑结构产生700～1000 V连续可调输出,脉冲触发电压电路采用二级级联升压电路产生5～7 kV脉冲输出,主电压和脉冲触发电压经过RC隔离触发网络后对脉冲氙灯进行驱动点亮。对驱动电源各个模块进行了设计与实现,将RC隔离触发网络仿真与实际触发波形对比,并比较分析了主电压在不同电压下的充放电波形。实验结果表明,所设计的驱动电源点亮短弧脉冲氙灯的成功率达100%,验证了所设计驱动电源的可行性;所设计的驱动电源充放电总时间最大值为5.63 ms,为短弧脉冲氙灯提供了较高的闪烁频率;所设计的驱动电源与文献对比将阻尼振荡范围从32.24%降低到4.7%,有效抑制了放电产生的阻尼振荡,避免对储能电容造成二次充电,有效提高了储能电容及短弧脉冲氙灯的放电次数及寿命。     

宽带隙Ge-Se基硫卤玻璃的制备及其光纤性能

在超低色散零点的红外硫系玻璃光纤的需求背景下,选择两组Ge-Se基的硫系玻璃组分进行对比实验研究。通过对比各组分的特性参数,优化出合适的玻璃组分,并进行光纤拉制。研究结果表明:随着碘的摩尔分数从5%增至40%,玻璃的红外透过性得到显著提高,近红外吸收的截止波长出现明显蓝移,光学带隙逐渐增大,折射率减小,色散零点波长蓝移,玻璃转变温度降低,热膨胀系数逐渐增大;通过截断法得到了2.5～11.5μm光谱范围内的光纤损耗图谱,在5.9μm处的最小光学损耗约为16.9 dB/m。