在现代光电系统和电子电工设备中,光学元件名称的准确识别与理解是确保系统设计、维护及优化的基石。无论是构建精密的光纤通信网络,还是调试复杂的激光加工设备,工程师和技术人员若对各类光纤元件、透镜、滤光片等关键部件的命名规则与功能特性模糊不清,极易导致选型错误、性能下降甚至系统故障。随着半导体器件与光电技术的深度融合,掌握规范的光学元件名称不仅关乎技术沟通的效率,
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概述
参数
- 应用 / Applications : Atmospheric research, QA/QC applications, Biomaterial studies such as tissue, Soils & Crops, Photoluminescence, chemical and moisture analysis, Analysis of chemical composition of gaseous, Hydrocarbon analysis in oil and gas, NIR laser characterization, Measurement of blood oxygenation in tissue
- 测量技术 / Measuring Techniques : NIR Spectroscopy, Color Measurement, Irradiance, Absorbance
- 光谱仪类型 / Spectrometer Type : Modular
- 谱带 / Spectrum Band : NIR
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基于功率谱密度的近红外子带检测技术在体外与体内研究中用于无创血糖预测
无创 发光二极管 血糖 功率密度 近红外 光电容积描记法
糖尿病是一种广泛存在且严重的疾病,对无创检测的需求一直很高。为解决这一问题,本研究提出了一种基于功率谱密度的方法,用于确定近红外(NIR)光谱中与葡萄糖敏感相关的子波段。实验在体外条件下使用不同光学特性的仿体进行,发现1200-1300纳米和2100-2200纳米的光学波段适用于血糖测量。随后设计了一套基于光电容积脉搏波描记法(PPG)的低成本便携式光学系统,该系统配备六种不同近红外波长LED作为光源,以及铟镓砷光电二极管用于检测。通过该系统计算光学密度值,并将其作为多元线性回归分析的自变量。对24名已知健康受试者的血糖水平检测结果显示:根据克拉克误差网格分析,该光学系统的预测结果有近80%落在A区,20%落在B区。研究表明,这套操作简便、可持续监测且结构紧凑的光学系统具有良好应用前景。
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高双折射光子晶体光纤中刻写的光纤布拉格光栅的辐射效应
辐射效应 光纤布拉格光栅 压力传感器 光子晶体光纤
光子晶体光纤(如具有蝴蝶形微结构的高双折射PCF)内部的光纤布拉格光栅(FBGs)具有两个布拉格峰特征。这两个峰值之间的光谱间距不受温度变化或纵向应变影响,但当传感器承受横向应变时,该光谱分离会发生变化。这使得刻写在高双折射PCF中的此类FBGs对土木结构的健康监测以及核工业等严苛环境下的应用极具价值。本研究中,我们监测了点式传感器的辐射诱导布拉格波长偏移(RI-BWS)及用于其刻写的光纤在高达1.5 MGy(SiO2)剂量下的辐射诱导衰减(RIA)。尽管观察到两个布拉格峰均存在RI-BWS,但其光谱间距仅发生小于10 pm的微小变化。这些光栅因此成为核设施结构健康监测极具前景的传感器。
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有机液体三元体系的定量分析:近红外透射与拉曼光谱法、偏最小二乘法与经典最小二乘回归评估及体积与重量百分比浓度单位的比较
拉曼光谱 分子相互作用 有机液体三元混合物 体积/重量百分比浓度单位 经典最小二乘法(CLS)回归 近红外(NIR)光谱 偏最小二乘法(PLS)回归
近红外(NIR)和拉曼光谱的谱带形状及位置会随多组分体系中特定化学官能团浓度的变化而改变。为更详细阐明这些效应及其对分析测量技术和评估程序的影响,我们采用偏最小二乘法(PLS)和经典最小二乘法(CLS)回归这两种多元校正方法,分析了两种具有可变组成的有机液体三组分体系的近红外透射光谱和拉曼光谱。此外还测试了采用不同浓度单位(体积百分比%V和重量百分比%W)对两种校正方法性能的影响。苯/环己烷/乙苯混合体系(体系1)可视为分子相互作用较弱的共混体系,而乙酸乙酯/1-庚醇/1,4-二氧六环混合体系(体系2)中氢键起主导作用。体系1通过PLS和CLS回归均获得良好校正效果,体系2仅PLS回归取得可接受结果。两种样品体系的拉曼光谱通常比近红外光谱产生更低的校正性能。最后,体积百分比和重量百分比浓度单位对两种化学计量评估方法均产生可比结果。
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光电信息科学与工程实验方案1
1. 实验设计与方法选择:研究分为两部分:通过功率谱密度分析确定葡萄糖特征子频带的体外实验,以及采用自主设计的基于PPG的光学系统进行血糖预测的体内实验。方法包括透射光谱测量、滤波预处理、信号分割、功率谱密度计算、相关性分析和多元线性回归。 2. 样本选择与数据来源:体外实验:使用脂肪乳剂溶液和黑色印度墨水制备不同散射系数的组织仿体,葡萄糖浓度范围0-1000 mg/dl;体内实验:24名健康志愿者(20男4女,平均年龄30±9.72岁),以常规血糖仪测量值作为参考标准。 3. 实验设备与材料清单:近红外分光光度计(NIRQuest512,美国海洋光学)、LED光源(LED1070L等7种型号,美国Thorlabs)、铟镓砷光电二极管(SD039-151-011,美国API)、步进电机、滤波器(高通/陷波/低通)、运算放大器、模数转换器(USB6210,美国国家仪器)、Labview 2016软件、脂肪乳剂溶液(ClinOleic 20%)、黑色印度墨水(Higgins)、常规血糖仪(GlucoDr AGM 2200,韩国Allmedicus)。 4. 实验流程与操作规范:体外实验:测量仿体透射光谱,经移动平均和基线去除滤波预处理,采用汉宁窗分割为100nm子频带,运用Welch法计算功率谱密度并进行相关性分析;体内实验:通过自主设计光学系统依次用LED照射指尖,每LED记录10秒PPG信号,经Savitzky-Golay和基线去除滤波预处理后检测峰谷值,计算光学吸收差值并进行多元线性回归分析。 5. 数据分析方法:子频带功率与葡萄糖浓度的相关性分析,采用逐步法多元线性回归从光密度值预测血糖水平,通过Clarke误差网格评估性能表现。
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光电信息科学与工程实验方案2
1. 实验设计与方法选择:本研究监测了在高达1.5 MGy(SiO2)的X射线辐照下,刻写于高双折射光子晶体光纤中的光纤布拉格光栅的辐射诱导布里渊波长偏移(RI-BWS)和辐射诱导衰减(RIA)。 2. 样本选择与数据来源:光纤布拉格光栅刻写于具有蝴蝶形微结构的高双折射光子晶体光纤中。 3. 实验设备与材料清单:使用配备放大器的钛宝石飞秒脉冲激光器、相位掩模、柱面透镜及海洋光学NIR-Quest光谱仪。 4. 实验流程与操作步骤:在室温下对光纤布拉格光栅进行X射线辐照,并记录辐照前后的反射光谱。 5. 数据分析方法:通过分析两个布里渊峰之间的光谱距离及辐射诱导衰减来评估辐射效应。
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应用化学实验方案
1. 实验设计与方法选择:采用偏最小二乘回归(PLS)和经典最小二乘回归(CLS)分析了两种组分比例可变的有机液体三元体系的近红外透射光谱和拉曼光谱。 2. 样品选择与数据来源:两种组分比例可变的有机液体三元体系(苯/环己烷/乙苯和乙酸乙酯/1-庚醇/1,4-二氧六环)。 3. 实验设备与材料清单:NIRQuest512光谱仪、HL-2000光源、QE65 Pro拉曼光谱仪、配备785 nm激发光的集成式拉曼激光器。 4. 实验步骤与操作流程:样品测量三次,取平均光谱作为最终结果。 5. 数据分析方法:采用留一法(LOO)内部交叉验证的PLS和CLS回归以确定最佳因子数。
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