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期刊信息/Journal information
光子学报
光子学报

侯洵

月刊

1004-4213

photon@opt.ac.cn

029-88887564

710119

西安市长安区新型工业园信息大道17号47分箱

光子学报/Journal Acta Photonica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为学术月刊。宗旨是展示光子学的新理论、新概念、新思想、新技术和新进展，反映代表本学科前沿并具有国内外先进水平而为国际上关心的最新研究成果，促进国内外学术交流和讨论，加速科学技术进步。主要刊登本学科的学术论文、研究简报、研究快报。内容涉及光学，及其量子光学、瞬态光学、光电子学、光物理、光化学、光生物学、生物光子学、光医学、光通信、光传播、光传感、光计算、光神经网络、集成光学、信息光学、导波光学、非线性光学、高速摄影、智能光仪、微尺度光子技术、光装置中的电子学、力热声电磁核的光效应与光的力热声电磁核效应、光子功能材料、光子自身相互作用、光子的时空特性与结构、光子的经典与非经典效应等。本刊载文已被国内外多家数据库收录，并被国际检索刊物SA、EI、CA、PЖ作为源刊使用。
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    压缩超快成像系统空间分辨特性

    向利娟姚方鼎叶增刘进元...
    115-125页
    查看更多>>摘要：根据压缩超快成像的工作原理,建立了基于条纹相机的压缩超快成像系统模型,并基于MATLAB对其空间分辨特性进行了模拟仿真.通过模拟实验测量了系统的空间分辨率,模拟结果表明重建图像可获得10 lp/mm的动态空间分辨率.通过用多种数据进行模拟成像,研究了不同帧数下编码采样率与成像质量的关系:在高帧数的条件下,较低的编码采样率获得的成像质量更优.对重建图像的平均峰值信噪比最大值的分布进行拟合分析,获得了不同帧数下成像质量的最佳编码采样率曲线.使用曲线给定的编码采样率能明显提高成像质量.

    超快诊断压缩超快成像压缩感知空间分辨率条纹相机

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    分幅相机的皮秒高压脉冲控制系统研究

    帅浩明白雁力秦兴国
    126-136页
    查看更多>>摘要：微通道板和脉冲展宽分幅相机是应用于研究惯性约束聚变等离子体时空演化过程的超快诊断设备,通常其控制系统包括条纹相机的工控系统和分幅相机的群控系统,虽然两者都能实现电源的开启和关闭,直流电压档位的选择和相关环境参数的监控,但却无法实现对皮秒高压脉冲的动态控制.为此,采用STM32和继电器设计多通道控制系统,并将其融入皮秒高压脉冲发生器,在实现动态皮秒高压脉冲的同时,分析脉冲性能与分幅相机时间分辨率的关系.研究结果表明,通过融入多通道控制系统,一台皮秒高压脉冲发生器,能实现8种V型皮秒高压脉冲的输出,其幅值、半高宽和上升沿斜率的范围分别为-1.212～-1.887 kV、245～327 ps和3.61～10.01 V/ps.将动态性能的皮秒高压脉冲用于MCP分幅相机,获得时间分辨率的范围为95.23～121.79 ps;而用于脉冲展宽分幅相机时,结合阴极电压和漂移距离的影响,获得的时间分辨率波动范围为1.5～31.4 ps.研究结果不仅为弥补超快诊断设备控制系统的空缺功能提供参考途径,也为在超快诊断和高功率脉冲领域,融入自动控制技术提供一种参考方法.

    超快诊断技术分幅相机皮秒高压脉冲发生器动态控制时间分辨率

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    基于光纤光栅传感的机械手滑动感知研究

    李民兴余有龙王培明刘斌...
    137-145页
    查看更多>>摘要：为赋予机械手滑觉感知的能力,研制了一种在硅橡胶内埋置三根光纤光栅的柔性蒙皮,可用于感知滑动方向和速度.当测试用的滑块从蒙皮表面滑过时,硅橡胶的形变会引起各光栅的反射波长发生漂移,仿真和实验结果表明,滑动方向不同,各光栅波长漂移的趋势也不同,识别其变化特征便可以辨识滑动方向,滑动距离除以滑动时间即可得到滑动速度.所测滑动速度的最大相对误差为9.29%,支持向量机模型和一维卷积神经网络对滑动方向辨识的准确率分别达到91.0%和93.5%.

    光纤光栅机械手滑觉感知支持向量机卷积神经网络

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    基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计

    林颖唐玉涵杜浪哲徐鹏柏...
    146-154页
    查看更多>>摘要：为提高热线式光纤光栅风速计的性能,提出一种基于光纤光栅法珀干涉结构的热线式风速计.该风速计通过在两个光纤布拉格光栅的中间熔接一段长度为500 μm的掺钴光纤以形成法珀干涉结构(FPI),该掺钴光纤吸收1 480 nm激光后产生热量从而形成热线,根据热膨胀效应和热光效应,温度变化会引起掺钴光纤中光程的变化,使得FPI的干涉谱红移.当气流流过FPI风速计时,掺钴光纤的热量散失速率加快,温度降低进而导致FPI干涉谱蓝移,蓝移量与风速成固定的关系.因此,通过测量FPI干涉谱的波长改变量,可以计算出风速值.实验中,在0～9 m/s的范围进行了风速测量,获得热线式风速计的典型响应,灵敏度随风速增大逐渐降低.在风速为0.1 m/s时,风速计的灵敏度达到-1 053.86 pm·m-1·s,而风速为0.5 m/s和5.0 m/s时,灵敏度分别为-746.47 pm·m-1·s和-15.15 pm·m-1·s.与已报道的热线式光纤光栅风速计相比,所提出的光纤光栅FPI风速计具有灵敏度高、结构简单紧凑、易于制造、成本低等优点.

    光纤传感器热线式风速计光纤布拉格光栅法布里珀罗干涉仪掺钴光纤风速测量

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    基于游标效应的多纵模拍频光纤轴向应变传感技术研究

    田孝忠沈潺潺秦敬平富馨瑶...
    155-163页
    查看更多>>摘要：为了提高基于多纵模拍频解调技术的光纤传感系统灵敏度,将游标效应引入其中,通过一支光纤光栅、掺铒光纤和两支法拉第反射镜构成两个线型腔激光器,在两个线型腔间设置长度差异实现多纵模拍频信号的游标效应.追踪游标包络变化恢复外界物理量,借助游标效应的放大原理,提高了传感灵敏度.以光纤轴向应变解调为例进行了实验验证,结果表明,两个线型腔的多纵模拍频信号周期分别为6.97 MHz和7.52 MHz条件下,产生了周期为95.06 MHz的游标包络.在单个线型腔中,选择追踪频率为1.506 94 GHz时,传感灵敏度为-1.228 kHz/με,在游标效应下,选择追踪频率为1.524 24 GHz时,其传感灵敏度为-17.23 kHz/με,灵敏度提高了14.09倍,与理论计算较为吻合.

    传感器光纤传感多纵模拍频游标效应轴向应变

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    纳米MgO对ZnO紫外光电转换涂层中载流子复合的抑制作用

    仝钰枫曾世杰杨洪旺温才...
    164-174页
    查看更多>>摘要：利用MgO的钝化作用以抑制ZnO电子传输层中缺陷对载流子的复合.将MgO纳米颗粒掺入ZnO中,制作成含有混合氧化物粉末的悬浊液,将其旋涂在P型钝化发射极背面电池的发射极表面,再通过高温热处理的方式将颗粒固化成涂层.ZnO-MgO纳米颗粒涂层硅基太阳能电池在光照下有更高的短路电流密度.ZnO-MgO纳米颗粒涂层使电池的整体效率从17.10%提高到了19.22%,相比于单ZnO纳米颗粒涂层,对晶硅电池衬底的光电转换效率提升比例增加了4.68%.分析表明,ZnO-MgO纳米颗粒涂层使太阳能电池有更高的载流子浓度,以及在失去光照后更平缓的光电流衰减,表明载流子复合过程受到抑制,同时ZnO-MgO纳米颗粒涂层在织构型发射极表面形成的纳米球状形貌,具有一定的陷光效应,也有助于光吸收的增强和光电转换效率的提高.

    太阳能电池紫外光电转换纳米颗粒ZnOMgO载流子复合抑制作用

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    基于表面工程调控的MoTe2/MoS2异质结光电器件性能优化

    王子坚左慧琳王萌王成林...
    175-182页
    查看更多>>摘要：MoTe2/MoS2异质结光电器件可能存在的界面缺陷问题,影响载流子的传输效率,进而降低器件性能.为了利用表面工程改善MoTe2/MoS2异质结光电器件的性能,采用机械剥离和干转移方法制备MoS2样品,并对MoTe2/MoS2异质结进行R6G和F4-TCNQ有机分子掺杂以及进一步的退火处理.实验结果表明,表面工程异质结构显著提高了光电子器件性能.在-2 V偏置和637 nm(146.9 µW)光照下,光电流从零偏置时的8.23×10-8 A增加到7.12×10-7 A;在18.94 µW光照下,掺杂后的光响应时间从4.12×10-8 s提高到7.49×10-9 s.这些改进显著提高了光电探测器的灵敏度、转换效率和响应速度,可为改善异质结性能提供见解.

    二维材料退火异质结掺杂光响应

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    基于石英增强光声光谱技术的大气NO2探测研究

    王繁季凌六一张浩鹏高硕...
    183-193页
    查看更多>>摘要：设计了一种用于大气NO2检测的共轴石英增强光声光谱系统,该石英音叉采用T字头结构,利用有限元分析软件对音叉进行仿真,得到其前6阶模态振型和共振频率,并与音叉频率标定实验进行对比,标准大气压下其共振频率为12 464.5 Hz,品质因数为12 850.其中传感器气室体积仅为7 cm3,具有体积小、质量轻的优点.使用150 mW的半导体激光器,在405 nm波长处发射激光,实验优化了气体流速对噪声的影响,对NO2浓度和光声信号值进行拟合,R2为0.999,在1 s平均时间和标准大气压下,NO2的探测灵敏度为3.09×10-9,对应的归一化噪声等效吸收系数为1.32×10-8 cm-1·W·Hz-1/2,延长平均时间为434 s时,最低探测极限为3.2×10-8.对大气NO2连续两周实时监测,其与环境监测站的数据吻合度基本一致,验证了该传感器的稳定性和可靠性.

    光声光谱石英音叉有限元仿真NO2气体传感

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    基于扩散式光声传感器的SF6气体泄漏监测技术

    杨天荷贺家慧赵继宽赵新瑜...
    194-202页
    查看更多>>摘要：针对SF6气体泄漏监测设计出了具有高灵敏度、微型化与低成本特点的光声气体传感器.使用宽谱红外热辐射光源与中心波长10.5 μm的滤光片作为传感器的激发光源,有效地避免了空气中H2O与CO2的吸收干扰.非共振光声池采用扩散式进气结构,SF6气体通过光声池外壁的微孔以自由扩散的形式进入光声腔,使用该结构减小了传感器体积、降低了成本.该传感器的整体外形尺寸为1.4 cm×1.5 cm×1.65 cm,光声池气室容积为0.13 mL.实验结果表明,该传感器对SF6 检测响应时间为178 s,在 0～100 ppm浓度范围内响应度为 14.47 μV/ppm,响应曲线拟合优度R2=0.997 6,光声信号响应与SF6浓度具有良好的线性关系.根据方差分析,在积分时间为10 s时,SF6气体检测极限达到0.3 ppm.

    微量气体检测光声光谱气体扩散式传感器气体绝缘开关设备SF6泄漏监测

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    混合固态激光雷达近场探测误差分析与控制

    叶美图谢梅林郭敏师恒...
    203-216页
    查看更多>>摘要：针对混合固态激光雷达在近场几十米探测时系统性缺陷及随机干扰带来的测量误差凸显问题,通过实验统计方法对测量结果进行量化分析,明确了系统性边缘拖尾和随机性的测量距离、表面颜色和运动速度是导致精度损失的主要因素.基于回波强度差异实现了目标点云去噪,有效去除了拖尾点云,降低系统性误差;给出了近场目标探测时最佳工作距离、目标颜色和飞行速度的选用推荐方案,尽可能保证测量准度.通过一组30 m距离测量大角速度旋转目标姿态实验证明了本文所提误差综合控制方法的有效性.本研究获得的结论对于混合固态激光雷达在远场、大目标交会跟测方面的应用具有良好的指导意义.

    激光雷达近场探测系统偏差随机误差综合控制

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