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期刊信息/Journal information
光学仪器
光学仪器

庄松林

双月刊

1005-5630

gxyq@periodicals.net.cn； gxyq@chinajournal.net.cn

021-55270110

200093

上海市军工路516号

光学仪器/Journal Optical InstrumentsCSTPCD
查看更多>>本刊通过学术交流、行业科技信息传播、科研成果推广，保进我国光学工业的发展并满足市场经济的需要，为广大读者服务。内容包含：光学系统、设计与研究、仪器及装置、测试技术、应用技术、光学材料与元器件、薄膜、工艺、综述、新产品技术与应用、市场信息、企业简介，以及行业信息与动态、行业标准化等栏目。其内容丰富、信息量大。
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    水凝胶波导探针的制备及对罗丹明B的超高灵敏检测

    罗洪蔡斌
    1-6页
    查看更多>>摘要：波导型倏逝波传感器依赖于待测物与倏逝场的相互作用,其检测能力受制于倏逝波的强弱.一般而言,波导的倏逝波强度在内部传输光中占比很低,因此传感器灵敏度受到很大限制.提出的一种基于水凝胶聚合物的波导探针可以克服上述缺点.水凝胶具有的三维网状结构,可以方便待测物渗入波导内部,因此可以利用局域在波导内部的传输光进行探测,大幅提高探测光的利用效率.此外,实验通过其他聚合物单体的添加成功抑制了水凝胶波导遇水溶胀变形带来的额外光损.由于纯水凝胶制备的波导在吸水溶胀后会导致变形,从而带来额外的光损耗,因此除水凝胶之外还需掺入其他聚合物以维持波导的基本形状.实验表明,该水凝胶聚合物波导传感器对罗丹明B水溶液的吸收检测极限为 1.0×10-9 g/mL,荧光检测极限为 1.0×10-19 g/mL.相比于其他波导型倏逝波传感器,荧光检测极限提高了约 7 个数量级.该水凝胶聚合物波导传感器制备方法简单,成本低廉,可适应性高,灵敏度高,在医疗及环境监测等多个领域都有着广泛的应用前景.

    水凝胶聚合物波导荧光光谱检测极限

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    异质微环谐振腔双稳态及全光存储器应用

    王婷沈微宏SCHOENHARDT Steffen张启明...
    7-13页
    查看更多>>摘要：提出了一种基于异质集成波导的微环谐振腔,对其双稳态现象进行了研究分析,并将其应用于全光存储功能的实现.异质集成波导具有超高的克尔非线性效应,不受热光效应和载流子响应的限制,在超快克尔非线性效应的支持下,该结构具有快速全光切换的能力.设计了一个高品质因子Q = 77 565 的微环谐振腔,用耦合模式理论模拟了其双稳态现象.在峰值功率为 474 fJ,宽度为 20 ps的脉冲激励下,该微环谐振腔很好地实现了全光存储功能,并通过波分复用的串联微环结构展示了波长可寻址的四位光存储器.研究了基于超高克尔非线性效应的双稳态现象,为实现超快切换速度提供了可能性,在光存储、光开关、人工智能研究等方面具有一定的参考价值.

    微环谐振腔双稳态克尔非线性效应光存储

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    三维培养结肠癌细胞的微流控芯片荧光成像研究

    蔡书祺郑璐璐张大伟
    14-19页
    查看更多>>摘要：改良了一种微流控芯片,可用于对结肠癌细胞进行三维培养并实现实时荧光成像.在结肠癌细胞内植入内源性的红色荧光蛋白,使用激光共聚焦显微镜对芯片中三维培养的细胞进行成像.通过细胞内部红色荧光蛋白的表达,可以观测到细胞的生长状态,实现对细胞的实时监测和高分辨率荧光成像.同时,通过免疫荧光染色来表征反映细胞活性的特征蛋白,其荧光强度和蛋白表达呈正相关.研究结果提示,细胞活性相关蛋白的表达受到微环境的影响,其在芯片三维培养中的活性强于二维培养,表明芯片内环境更加接近真实的人体微环境.该方法为进一步探究肿瘤细胞转移机制及相关药物的筛选研究提供了一种新的技术手段及实验平台.

    微流控芯片三维培养荧光成像荧光蛋白

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    基于水凝胶聚合物波导传感器检测盐酸吖啶黄

    倪天成蔡斌
    20-27页
    查看更多>>摘要：多功能化是光纤化学传感器的重要发展方向.为实现该目标,首先通过激光诱导波导自形成技术制备了一种光纤-水凝胶聚合物波导-光纤传感结构,并在水凝胶聚合物波导探针中成功地掺杂了纳米金颗粒.在该结构中,波导与光纤同轴无缝相连,保证了探测光和信号光的高效利用.掺金后的聚合物波导具有丰富的光谱探测能力,利用该波导探针成功实现了对盐酸吖啶黄的吸收、荧光以及拉曼光谱的检测,扩大了波导传感器的应用范围.

    聚合物波导传感器盐酸吖啶黄纳米金颗粒β-环糊精

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    Smith预估模糊PID控制算法及其在粉末定量称重中的应用

    陈奇袁旭军张荣福郑阳...
    28-35页
    查看更多>>摘要：针对上海科源电子科技有限公司研发的定量称重系统(由高精度抖粉装置与万分之一天平组成),在工作中因粉末密度、粉末流动性、颗粒大小、湿度、天平延时等因素造成的非线性和滞后等问题,采用Smith预估模糊PID控制器优化控制方法.首先通过理论分析,得出系统的传递函数,再构建Smith预估的模糊PID控制器,以适应系统的非线性、滞后等特性,最后将此算法代入MATLAB进行仿真并于实际系统中进行 1 g定量抖粉实验.Smith预估模糊PID控制算法和传统PID算法的标准差分别为 0.002 0 和 0.004 2,表明Smith预估模糊PID控制算法在实际环境中稳定性更好,能有效减小系统的称重误差.

    粉末定量称重Smith预估器模糊PID控制器自动化

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    体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器研究

    刘荣战
    36-45页
    查看更多>>摘要：为提高绿光激光器的输出特性,设计了一种体布拉格光栅外腔倍频半导体激光器.采用反射型体布拉格光栅作为反馈元件构成外腔半导体激光器,并使用三硼酸锂晶体进行倍频,研究了基频光的光束及光谱特性对倍频光的光束及光谱特性的影响.实验结果表明,使用体布拉格光栅进行外腔锁波时,所得到的倍频光同样能实现窄带宽输出,同时倍频光的远场分布与基频光的远场分布一致.使用衍射效率为 10%的体布拉格光栅作为外腔输出镜,可将半导体激光器的输出波长稳定锁定在 1 064 nm,所得到的倍频光波长稳定在 532 nm附近,光谱线宽压缩至 0.4 nm左右,输出功率可达 73 mW.

    半导体激光器绿光体布拉格光栅倍频

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    高分辨率旋转光栅光谱仪的设计

    申佳琪杨照清傅伟王兴宇...
    46-53页
    查看更多>>摘要：针对光栅光谱仪中高分辨率与宽光谱难以同时满足的问题,设计了一款基于旋转光栅的Czerny-Turner(C-T型)光路结构的高分辨率宽光谱拉曼光谱仪,激发波长为 532 nm,光谱范围为80～3 000 cm-1,分辨率为1.2 cm-1.将光谱范围分为低(80～1 450 cm-1)、中(855～2 225 cm-1)、高(1 630～3 000 cm-1)3 个波段,以优化中波段为主,对全波段进行了优化.通过微调光栅的旋转角度,确保低、中、高波段均位于CCD的有效像面上.该光谱仪成像系统的点列图、均方根图和调制传递函数图均符合设计要求.

    光谱仪高分辨率旋转光栅

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    插片式可穿戴眼球追踪系统

    李广林金涛
    54-62页
    查看更多>>摘要：针对不同屈光度人员使用穿戴式近眼眼球追踪设备无法自由更换镜片的问题,研发出一套插片式近眼眼球追踪系统设备.该系统是由近眼采集硬件平台和眼动特征提取算法两部分构成:硬件平台是根据插片验光试镜架结构设计的图像采集模块;眼动特征提取算法是通过机器学习训练眼睛检测器和眼部特征点检测器,再结合候选瞳孔拟合筛选策略得到瞳孔直径、中心点和眨眼频次.实验结果表明,系统算法中瞳孔检测正确率为 97.24%,眨眼检测正确率为 91.59%.该设备可满足屈光不正人群眼动追踪检测和研究的需求,同时提供准确可靠的眼动数据.

    屈光不正眼球追踪设备眼动数据瞳孔检测眨眼检测

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    磁控溅射制备碳化硼薄膜的结构与成分分析

    朱京涛刘扬周健荣周晓娟...
    63-68页
    查看更多>>摘要：近年来国际上3He资源的短缺造成了基于3He的中子探测器高昂的成本,而以碳化硼薄膜作为中子转换层的硼基中子探测器逐渐成为了最有前景的替代方案.通过直流磁控溅射制备了Ti/B4C多层膜,并使用透射电子显微镜(TEM)、飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)、X射线光电子能谱(XPS)等手段对薄膜的结构与成分进行表征.结果表明:Ti层存在结晶情况;H、O、N元素为薄膜内部的主要杂质,且多分布于Ti层与B4C-on-Ti过渡层中;更高的本底真空度能够降低碳化硼薄膜内的杂质含量,提高B含量占比;中子探测效率测试结果证明本底真空度的提高能够有效提高碳化硼中子转换层的效率.

    中子光学碳化硼薄膜直流磁控溅射透射电子显微镜(TEM)X射线光电子能谱(XPS)中子探测

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    二氧化硅平面波导集成光开关器件研究

    郭松袁硕陈益姝玄洪文...
    69-76页
    查看更多>>摘要：基于二氧化硅平面光波导平台,设计并制作了一种多模干涉马赫曾德型的低功耗热光开关.该器件结合了多模干涉耦合器的稳定性及二氧化硅波导和热光开关的低损耗等优势.经仿真,对器件参数进行了优化,并讨论了金属层与波导的间距对传输光强及功耗的影响.测试结果表明,该器件的结构稳定,偏振依赖小,插入损耗低于 2 dB,能实现开关的转换,功耗为 450 mW左右,开关响应时间为 103 µs和 113 µs,在 1 564 nm工作波长下消光比超过 16 dB,尺寸为 2.30 cm×0.25 mm.该器件不仅与互补金属氧化物半导体工艺相兼容,同时与光纤之间也有较好的兼容性.二氧化硅波导光开关器件具有成本低,产量大,性能稳定的优势,能给光通信及光计算的未来发展提供可靠的基础.

    平面光波导多模干涉器热光开关光通信光计算

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