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一种基于光谱分辨光散射的原位烟灰粒径分布测量新方法
摘要: 本研究展示了光谱弹性光散射技术的应用。通过分析光散射信号的光谱响应所提供的额外信息,仅需两个散射角度即可测量烟灰粒径分布。该技术还能提供与烟灰化学成分相关的烟灰光学指数光谱依赖性的定量数据。其测量原理是将两个散射角度采集的散射光谱进行比值处理,并运用分形聚集体瑞利-德拜-甘斯理论(RDG-FA)进行分析。研究表明,在无需预先获知分形前因子、颗粒初级直径、聚集体数密度及烟灰光学特性等关键参数的情况下,即可确定对数正态分布烟灰粒径的中位回转直径和几何标准偏差。通过在迷你CAST发生器产生的烟灰颗粒上开展概念验证实验,将光学测量结果与SMPS测得的烟灰粒径分布进行对比。研究采用统计贝叶斯反演方法获取后验分布,并特别着重于其不确定性量化。
关键词: 光散射、贝叶斯方法、光谱散射、光学特性、烟灰、粒径分布
更新于2025-09-23 15:23:52
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改性聚合物络合法合成CeO2纳米颗粒的结构与光学性能
摘要: 采用改进的聚合物络合法合成了二氧化铈纳米颗粒(Ceria-NPs),并评估了其结构与光学特性。将固体材料加热至550°C后,通过拉曼光谱、紫外-可见吸收光谱、漫反射光谱、X射线光电子能谱、光致发光光谱、X射线衍射(XRD)以及扫描与透射电子显微镜进行表征。所得初级颗粒尺寸约10纳米。XRD分析表明CeO?是唯一晶相。根据紫外-可见光谱和漫反射光谱测得3.8电子伏特与3.4电子伏特的能值,这些数值可能与带间电子跃迁及/或缺陷与孤立Ce3?原子在禁带中形成的电离态相关。光致发光光谱再次证实禁带中存在局域态。拉曼光谱揭示二氧化铈-NPs表面存在过氧根(O?2?)与超氧根(O??)。XPS结果显示Ce3?与Ce??浓度分别约为20.5%和79.5%,且氧化学计量比为每个Ce原子对应1.9个氧原子。所合成CeO?-NPs的表征结果表明,该材料在环境修复、生物医学、气体传感及光电子应用领域具有广阔前景。
关键词: 改性聚合物复合物、结构特性、二氧化铈纳米颗粒、光学特性、合成
更新于2025-09-23 15:23:52
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新型红色发光磷光体Ca7Zn2(PO4)6:Re3+(Re=Eu、Sm和Pr)的合成与发光性能研究
摘要: 通过固相反应合成了一系列新型红色发射荧光粉Ca7Zn2(PO4)6:Re3+(Re3+ = Eu3+、Sm3+和Pr3+)。采用X射线衍射Rietveld结构精修、扫描电子显微镜和能谱仪系统研究了晶体结构和微观形貌。详细研究了Ca7Zn2(PO4)6:Re3+(Re3+ = Eu3+、Sm3+和Pr3+)的光致发光性能。结果表明:单掺Eu3+的Ca7Zn2(PO4)6可发射红色光,其主峰分别位于612 nm、602 nm和612 nm,这些峰分别归属于Eu3+、Sm3+和Pr3+的特征跃迁(5D0-7F2、4G5/2-6H7/2和3P0-3H6)。同时研究了Ca7Zn2(PO4)6:Sm3+的浓度依赖性发射光谱,在Sm3+掺杂的Ca7Zn2(PO4)6中添加电荷补偿剂Li2CO3,并将其发射强度与商用红色荧光粉Y2O3:Eu3+进行比较。测量了Ca7Zn2(PO4)6:Re3+(Re3+ = Eu3+、Sm3+和Pr3+)的室温荧光寿命并评估了平均寿命。最后计算了国际照明委员会色度坐标及其色彩纯度。
关键词: 磷光体,光学特性,发光特性
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于金刚石中氮空位中心的紧凑型集成磁力计
摘要: 我们展示了一种基于金刚石中带负电的氮空位中心(NV?)的集成化微型磁场传感器。该紧凑型设备集成了光学激发路径和荧光信号检测所需的所有光学元件。实验验证其可实现光探测磁共振(ODMR)测量,并明确了该磁力计的噪声与灵敏度指标。在1毫秒积分时间内,该设备的最小可探测磁场约为1微特斯拉,比其光子散粒噪声极限大约高一个数量级。相较于传统使用NV?中心的装置(包含激光器和复杂光学系统),其突出优势在于特定构建体积仅约2.9立方厘米,总功耗约1.5瓦,这使得该设备适用于广泛的工业传感应用场景。
关键词: 合成钻石、缺陷、光学特性、高温高压(HPHT)、传感器
更新于2025-09-23 15:22:29
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化学溶液沉积法在SiO2/Si(100)衬底上制备的Mn-Co-Ni-O薄膜的结构、形貌及光学特性随厚度的变化关系
摘要: 采用化学溶液沉积法,在600°C下将厚度为180纳米至600纳米的Mn1.56Co0.96Ni0.48O4(MCNO)薄膜沉积于SiO2/Si(100)衬底上。本研究探究了MCNO薄膜厚度相关的结构与光学特性。扫描电镜图像和X射线衍射(XRD)谱显示所有样品均呈现多晶立方尖晶石结构,且根据XRD结果,随着厚度增加其化学计量比状态得到改善。通过测量300-1000纳米范围内的光谱椭偏仪数据,研究了MCNO薄膜厚度相关的光学特性。样品显示出三个吸收结构,分别位于1.6-1.9电子伏特、2.6电子伏特及3.5电子伏特以上,对应于涉及O2-的2p轨道与Mn、Co离子3d轨道的电荷转移跃迁。3.5电子伏特以上的吸收结构随厚度增加逐渐减弱,而1.6-1.9电子伏特附近的峰在减弱后,当薄膜厚度超过430纳米时再次增强,这可由结晶度改善与Mn4+/Mn3+比例升高的共同作用解释。
关键词: 光学特性,Mn1.56Co0.96Ni0.48O4薄膜,厚度依赖性,化学溶液沉积法,吸收结构
更新于2025-09-23 15:22:29
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聚二甲基硅氧烷:通过光谱椭偏仪测得的液态材料在191至1688纳米(0.735–6.491电子伏特)范围内的光学特性
摘要: 聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种具有重要用途的聚合物。本文作者通过反射光谱椭偏仪(SE)和透射紫外-可见光谱数据,报道了PDMS在191至1688纳米波长范围内的光学特性。研究分析了两种市售液态PDMS样品(PDMS700和PDMS2000),其分子量分别为700-1500克/摩尔和2000-3500克/摩尔,均为末端带硅羟基的线性聚合物。两种材料测得的光学特性基本一致。这些材料的反射与透射测量均需特殊实验处理:反射SE测量时需对盛放PDMS的容器内壁进行磨砂处理(起霜处理),且需调平仪器而非样品;透射测量采用双比色皿法消除比色皿及其界面影响。除单一样品数据分析外,还通过多样品分析(MSA)综合处理SE数据。由于PDMS样品在测量波段内透明且波长范围较宽,采用Sellmeier模型拟合光学特性,MSA拟合优度良好(均方误差值1.68)。本工作所得光学特性与既往报道值吻合较好,例如MSA获得的nx值(x为纳米波长):n300=1.443,n500=1.407,n1000=1.393。
关键词: 光谱椭偏仪、光学特性、塞耳迈耶尔方程、透射率、光学函数、聚二甲基硅氧烷(PDMS)
更新于2025-09-23 15:22:29
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采用电子束蒸发技术沉积ZnS薄膜,厚度对晶体学和光学性质的影响
摘要: 采用电子束蒸发(EBE)法在未经退火处理的Si(100)和玻璃衬底上制备了硫化锌(ZnS)薄膜。通过XRD分析了薄膜结构,利用SEM和AFM观测了薄膜形貌,采用拉曼光谱验证了薄膜成分,并通过EDX和XPS技术确认了化学计量比。XRD图谱显示薄膜具有沿(111)和(220)晶面取向的多晶立方结构。当薄膜厚度在350-1700纳米范围内时结晶性更佳,但均方根粗糙度随之增大。通过紫外-可见光透射测量表征了生长薄膜的光学特性,推导出的薄膜带隙能随厚度增加从3.45电子伏特明显降至3.36电子伏特?;?00-1000纳米波长范围的透射光谱,研究了折射率、消光系数和介电常数随厚度的变化规律。
关键词: 硫化锌,光学特性,薄膜,电子束蒸发
更新于2025-09-23 15:22:29
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导带非抛物性对GaAs/Ga1?xAlxAs双半V形量子阱非线性光学特性的影响
摘要: 本文采用紧致密度矩阵方法,研究了导带非抛物性(NPBE)对双半V形GaAs/Ga1?xAlxAs量子阱(QWs)电子态相关的三次谐波产生(THG)、线性与非线性子带间光学吸收系数(OACs)的影响。同时基于位置依赖的有效质量体系,通过有限差分与自洽技术计算该系统的电子结构。我们对比了考虑与非考虑NPBE两种情况的结果,发现:(1)NPBE对双半V形量子阱的子带能级具有显著影响;(2)由于采用自洽选取的能量相关有效质量m*(E),考虑NPBE时THG与非线性OACs共振峰的振幅与位置呈现复杂变化行为。
关键词: 有限差分法、非抛物线效应、双量子阱、光学特性
更新于2025-09-23 15:22:29
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多参数对光伏-双层玻璃幕墙建筑能源性能的影响
摘要: 双层表皮幕墙(DSF)已广泛应用于建筑中,以提高能源效率并带来采光和美学效益。太阳能光伏(PV)模块可集成于DSF中,以完全或部分满足电力需求。因此,本研究针对伊朗气候特征迥异的三个城市——德黑兰、大不里士和基什岛,分析了三层光伏-DSF建筑的能源性能,考虑了不同朝向、空腔宽度和光伏系统的不同光学特性。结果表明,朝南的光伏-DSF具有最大的发电量和最小的净电力消耗。当空腔宽度从0.4米增加到1.2米时,德黑兰、大不里士和基什岛的年电力消耗分别减少了5.88、5.19和7.49兆瓦时。空腔宽度对发电量的影响微乎其微。对外层光伏表皮的分析表明,对于所有研究城市,具有较低太阳得热系数(SHGC)的玻璃能提供更多的节能效益。
关键词: 光伏-分布式太阳能集热器,腔体宽度,能量性能,光学特性
更新于2025-09-23 15:22:29
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[美国农业与生物工程师学会 2017年 斯波坎,华盛顿州 2017年7月16日 - 7月19日 - ()] 2017年 斯波坎,华盛顿州 2017年7月16日 - 7月19日 - 空间频率域成像系统用LabVIEW基础软件
摘要: 空间频率域成像是一种新型非接触式光学成像技术,可定量检测与农产品组织化学成分及物理结构相关的光学特性。本研究开发了一款基于LabVIEW 2014的定制程序,用于简化空间频率域成像系统的配置与操作。该程序实现了多项功能:通过数字投影仪投射正弦灰度图案至仿体表面、控制电动精密平移台精确定位样品、触发CCD相机循环采集图像以及处理数据提取组织光学特性。我们利用该系统检测了已知光学特性的系列自制固体仿体及红富士苹果的吸收系数和约化散射系数。仿体实验结果与原MATLAB数据处理流程的检测结果对比显示:新软件缩短了检测时间且精度差异微小,证明其在空间频率域成像系统中具有实用性。苹果实验结果表明该系统能正确检测苹果的光学特性。
关键词: LabVIEW,光学特性,成像采集,苹果,空间频率域成像
更新于2025-09-23 15:22:29