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oe1(光电查) - 科学论文

37 条数据
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  • [2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 美国佛罗里达州米拉马尔海滩(2019年8月19-21日)] 2019年IEEE国防光子学研究与应用会议(RAPID) - 用于波束成形和气体传感的石墨烯等离子体超表面

    摘要： 本文探讨了石墨烯中可调谐等离激元共振的应用，包括无需改变几何特征即可设计多功能波束成形超表面，以及在太赫兹和中红外频段对痕量气体进行动态无标记检测。

    关键词： 超表面、气体传感、可调谐、等离子体学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 光子集成电路在光学气体传感器中的应用机遇

    摘要： 本文探讨了光子集成电路（PICs）在现代气体传感应用中的潜力。光学检测系统目前存在于高端气体探测器中，而基于PIC的光谱设备有望显著减小尺寸和降低成本。本文回顾了此类设备的性能表现。讨论不仅限于单一半导体平台，还涵盖了从可见光波段到长波红外波段的多种可用平台。针对这些平台构建完整集成光谱系统（包括光源、相互作用腔和检测单元）的能力进行了评估。同时分析了先进光谱方法与PIC的兼容性。通过与当前最先进的块体光学器件对比可知，PICs能够填补紧凑型低成本光学气体传感器的应用空白。

    关键词： 气体传感、磷化铟、光谱学、氮化硅、光子集成电路、硅光子学

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于2.7至3.4微米中红外波段光吸收的硅氮化物(Si3N4)芯片气体传感波导分析

    摘要： 我们从理论上研究了采用SiO2基底上Si3N4波导作为与待测分子进行光学相互作用的光学部件，以实现多气体宽带片上光谱传感。分析表明，简单的条形Si3N4波导在检测限、紧凑性、偏振特性及工艺容差等方面均能达到可接受的性能指标，适用于水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、一氧化二氮(N2O)、氨气(NH3)、乙烯(C2H4)和甲烷(CH4)等气体分子的检测，其工作波段覆盖2.7至3.4微米的宽带光学范围。结果表明，这种简单的Si3N4波导结构能够实现环境与农业应用中通用片上光谱传感所需的竞争性性能。

    关键词： 气体传感、光学吸收、中红外、片上光谱传感、氮化硅波导

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 德国慕尼黑（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 扩展腔量子级联激光器腔内电压传感及其在大气气体检测中的应用

    摘要： 基于量子级联激光器（QCL）的激光光谱仪凭借这类光源的特性，在气体传感方面展现出优异的灵敏度和选择性。分布式反?。―FB）结构能提供窄线宽以增强选择性，其中红外波段发射可覆盖分子基频吸收带。此类光源的主要局限在于较窄的调谐范围（约10 cm?1），这阻碍了对宽吸收谱复杂物质的监测及多气体传感的实现。为获得更宽调谐范围，一种方案是采用阵列波导光栅配合QCL DFB阵列进行多物种光谱分析[1]。更常见的技术是将激光器置于外腔系统中：GSMA实验室使用商用10.5 μm外腔量子级联激光器实现了丁烷等重分子的光声气体传感[2]，并自主研制了7.5 μm外腔量子级联激光器用于气相丙酮和POCl?检测[3]。此外，外腔结构还支持腔内激光吸收光谱（ICLAS）技术——将样品置于激光谐振腔内，其吸收线会通过多次往返影响光谱特征，最终通过检测腔输出光进行光谱分析。mirSense研发的QCL可在室温连续工作模式下发射7.4-7.8 μm波段，本研究采用EC-QCL电压腔内传感（EVIS）技术通过QCL顺从电压[4]获取腔内气体光谱，无需外置探测器。腔内充气会导致损耗上升引发腔内光强变化，进而改变激光器电压。通过光栅旋转实现大波数扫描，调节QCL电流供应获得微小波长变化。为抑制QCL模式跳变影响，施加电流斜坡使总波长变化量等于1个QCL模式跳变，记录各光栅位置下的QCL电压并进行数值处理优化信号。图1左侧为实测结果（对应常压下含0.3%甲烷的空气腔体，含水蒸气），右侧为HITRAN数据库[www.hitran.org]计算吸收系数，两者显示良好一致性（初步估算分辨率约0.1 cm?1）。

    关键词： 量子级联激光器、气体传感、ICLAS（腔内激光吸收光谱）、腔内激光吸收光谱、EVISS（电压腔内传感）、EC-QCL电压腔内传感、QCL（量子级联激光器）

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 紫外低能脉冲激光激发增强了光致发光ZnO纳米杂化材料的气敏性能

    摘要： 由发光氧化锌（ZnO）纳米颗粒分散于惰性聚二甲基硅氧烷（PDMS）基质中构成的纳米杂化材料，展现出优异的追踪周围大气类型及成分变化的能力。研究发现这些变化会影响室温下测量的ZnO-PDMS杂化材料的紫外光致发光（PL）特性。通过采用248和355纳米脉冲激发进行的对比研究，系统考察了辐照参数（如激发强度与波长）对ZnO-PDMS传感器响应乙醇和氧气的影响。该研究首次证明：通过调节激发参数可优化基于PL的ZnO传感器的性能，尤其阐明保持低泵浦能量密度对提升传感器灵敏度至关重要，其响应值可接近100%。

    关键词： 氧化锌光致发光、乙醇传感、光学传感器、氧化锌纳米颗粒、气体传感、氧气传感、氧化锌-聚二甲基硅氧烷纳米复合材料

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 利用多分叉亚纳秒微片激光器的太赫兹差分吸收光谱技术

    摘要： 我们利用被动调Q微片激光器中的光谱多分岔振荡，实现了太赫兹（THz）频段的频域差分吸收光谱技术。在单次准连续波（QCW）激励下，由7毫米长Nd:YAG/Cr:YAG复合陶瓷构成的微片激光器可产生高达三个波长1064纳米、重复频率50赫兹的亚纳秒脉冲。研究发现，双脉冲和三脉冲的纵模分别因激光腔内空间烧孔效应而呈现稳定的二分岔和三分岔现象。这些脉冲直接驱动基于掺镁铌酸锂晶体的注入锁定式THz波参量发生器，从而产生最多三个单色、自频移的THz波脉冲——它们之间的频率间隔等于激光腔的自由光谱范围。通过将其中一个THz波频率精确调谐至气体吸收线，多分岔THz波脉冲可在无需主动频率调制的情况下实现每20毫秒测量一次差分吸收信号。我们还证明：无需参考光谱和计算推导，仅通过单次多分岔脉冲频率扫描即可获取气体吸收的一阶和二阶导数光谱。该方法为快速气体传感应用中的THz差分吸收激光雷达实现奠定了基础。

    关键词： 差分吸收光谱法、太赫兹、气体传感、微片激光器、多分叉振荡

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 悬浮玻璃碳丝的受控焦耳加热用于局部化学气相沉积

    摘要： 本文首次实现了悬浮玻璃碳丝上WO3-x的局部化学气相沉积。该工艺基于SU-8支架的光刻图案化、SU-8纤维的近场静电纺丝及其热解，最终形成具有已知直径和长度的玻璃碳丝悬浮于玻璃碳支架上的整体式碳结构。通过电流流经碳丝产生焦耳热来提供WO3-x沉积所需温度。沉积从碳丝中点开始，随电流增大逐渐延伸至两端。涂层厚度与长度取决于所施加的电流值，且可通过测量碳丝的电压-电流特性实时监测涂层演变过程。我们成功在直径780纳米至2.95微米的玻璃碳丝上制备了厚度71纳米至1.4微米均匀多晶的WO3-x涂层。这种悬浮玻璃碳丝可作为多种过渡金属氧化物（TMO）涂层的通用沉积平台，为催化和气体传感等应用领域的碳-TMO复合结构开辟了新途径。

    关键词： 玻璃碳丝、气体传感、局部化学气相沉积、WO3-x、催化作用、焦耳热、过渡金属氧化物

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • Eu[Pc(OC4H9)8]2/酸化多壁碳纳米管杂化材料在室温下优异的双极气体传感响应

    摘要： 通过非共价相互作用将夹心型双层结构Eu[Pc(OC4H9)8]2（2,3,9,10,16,17,23,24-八丁氧基酞菁合铕）与酸化多壁碳纳米管(aMWCNTs)混合，开发出一种新型杂化材料。采用紫外-可见光谱、X射线衍射和扫描电子显微镜揭示了Eu[Pc(OC4H9)8]2分子在Eu[Pc(OC4H9)8]2/aMWCNTs杂化材料中的J-聚集体模式及优化形貌?；诟迷踊牧系钠宕衅鞑捎眉虻サ娜芗链碜祭淑讯?谢弗(QLS)工艺制备。Eu[Pc(OC4H9)8]2/aMWCNTs杂化薄膜在室温下呈现n型和p型响应，对氨气和二氧化氮气体的检测限分别为0.5 ppm和0.3 ppm。

    关键词： 酞菁、气体传感、多壁碳纳米管、双极有机半导体、铕配合物

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 正交组装三维交叉堆叠金属氧化物半导体纳米线的合成

    摘要： 三维堆叠的金属氧化物纳米线组装体可实现具有定制导电性、多孔结构和高比表面积的纳米器件。现有制备方法需经历制备纳米线、手动组装或转印等多步复杂流程，因而缺乏合成灵活性与可控性。本研究报道了一种通用正交组装策略，可可控构建三维多层交叉金属氧化物纳米线阵列。以氧化钨半导体纳米线为例，我们展示了聚环氧乙烷-嵌段-聚苯乙烯与硅钨酸复合纳米棒的自主正交堆积过程；后续煅烧后形成掺硅亚稳态ε相三氧化钨的三维交叉堆叠纳米线阵列。该纳米线堆叠框架还作为气体检测器实现了对丙酮的选择性传感。通过采用其他多金属氧酸盐，这种类木堆三维纳米结构的制备方法还可推广至不同掺杂金属氧化物纳米线，为调控其物理特性以实现多种应用提供了途径。

    关键词： 气体传感、金属氧化物纳米线、纳米器件、三维堆叠、正交组装

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 非相干宽带腔增强吸收光谱技术（IBBCEAS）在气体传感中的研究进展

    摘要： 非相干宽带腔增强吸收光谱技术（IBBCEAS）在环境监测气体检测中具有重要意义。本综述总结了IBBCEAS技术的独特特性、发展历程及最新研究进展。阐述了该技术在气体传感中的原理，并从系统结构角度（包括光源、光学腔和检测方案）详述了IBBCEAS的发展情况。报道了实验室与实地测量中已发表的IBBCEAS传感器系统性能，同时探讨了该技术的潜在应用领域。

    关键词： 超连续谱光源、非相干宽带腔增强吸收光谱技术（IBBCEAS）、气体传感、宽带光源、分子光谱学

    更新于2025-09-10 09:29:36