光谱方法研究长石的热释光过程

采用自行研制的三维热释光光谱仪分析测试伟晶岩中长石的诱导热释光光谱,研究其不同波长以及不同激发温度区间的热释光衰退现象,实验结果认为,长石矿物热释光的衰退特性依赖于激活温度以及发射波长,在预热160℃条件下,低激活温度范围（170～190℃）的紫外光、绿光和黄光成分的热衰退速率几乎相同,近似于指数衰减,而中高温激活温度范围（290～400℃）所对应波长的信号热衰退几乎可以忽略;而在室温条件下,中高温激活温度范围（290～400℃）的紫外光、蓝光、绿光和黄光4种发光成分的异常衰退速率并不相同,黄光明显衰退少,而其他3种发光成分衰退明显,并且近似于双曲线函数形式衰退,但是黄光强度相对较小,红光成分几乎没有探测到．研究认为长石的衰退依赖于发光波长,而长石矿物的三维热释光光谱以及不同波长段热释光信号的热衰退和异常衰退性质提示出固体热释光过程新的一面．     

光声激光功率能量探测器特性的研究

在激光技术中,功率和能量是激光的重要物理参数.传统的测试仪器如碳斗功率/能量计及硅光敏二级管功率计,其使用光谱波段、灵敏度、线性动态范围等多项参数均得不到满意的统一.我们应用固体光声效应的Rosenwaig-Gersho(简称为R—G理论),用碳薄膜作吸收体,分别用微音器和PZT压电陶瓷为传感器,研制成激光功率/能量探测器,并对它的性能参数进行了实验测定.结果表明,该探测器具有灵敏度高、时间响应较快、动态范围宽、结构简单、造价低等优点,可用于常用激光器如He-Ne和TEA CO_2激光.连续及脉冲Nd:YAG激光功率/能量探测,用于红外激光光谱的探测其性能优于价格昂贵的热释电探测器.     

用于电晕检测的高光效紫外光学系统设计

为了实时监测高压电晕放电,需要一种灵敏、便携、可普遍推广使用的电晕检测设备.通过需求分析,采用日盲区响应波段的紫外火焰探测器感应进入系统的光子数来评价电晕放电强度。为提高探测灵敏度,设计了一套由单片双凸球面透镜、超半球固体浸没透镜和紫外探测器构成的紫外光学系统。该系统结构简单紧凑,有较大的能量汇聚比,提高了系统的探测能力。通过Matlab计算和Lighttools仿真设计,原理样机测试结果验证了该设计完全满足使用需求。     

基于高速微弱光电探测相关技术的浅析

高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛,如何在噪声环境中检测出所需信号是一个难点。首先对光电探测器主要部分(光电二极管与放大器)的参数进行分析,然后分析了光电二极管输出信噪比,得出提高光电探测灵敏度关键在于选择恰当的器件以及设计合理的放大电路。通过搭建具体的实验电路,经过测试,该电路在工作波长为1 550 nm脉冲信号,传输速率为2.5 Gb/s条件下,误码率为10-12时,探测器灵敏度可达到-24.8 dBm,实现了高速微弱信号的探测。     

线性测量系统中光电探测电路的设计

在一些线性测量系统中一个重要的环节就是光电转换,光电转换由光电探测器来实现,光电探测器的好坏直接影响到最后的实验结果,为了得到好的实验结果,必须要求设计出响应快、灵敏度高、稳定度好、测量线性好、信噪比高的光电探测电路.本文就实验系统中所涉及到的光电探测电路进行研究设计,采用硅光电二极管作为光电探测器.文中分析了硅光电二极管的基本结构、等效电路、噪声等情况,并给出了实用的光电探测电路.　　1　硅光电二极管的基本特性　　1.1　基本结构和等效电路硅光电二极管的等效电路如图1所示,图中is是电流电生器,它是硅光电二极管…     

二维钙钛矿窄带光电探测器

识别光信号的波长在生物医学传感、机器视觉及图像处理等方向都有极大的应用价值。传统的方式是由光学滤波片或光谱仪对宽带光谱进行滤波或分光,再结合宽带光电探测器件检测,从而实现对波长的鉴别。但这种实现方式的成本高、系统体积大。为了解决这一问题,文中提出一种基于二维钙钛矿材料的窄带光电探测器,它无需任何额外光学元件,也能够实现对光波长的鉴别功能。该探测器的光谱响应峰在552nm处,其峰值半高宽仅为22 nm,峰值的响应度达到0.55A/W,对应的外量子效率为124%。探测器的比探测率高达3.5×10~(11) Jones,暗电流低至10~(-13)A,开光比为10~3。这种高性能的窄带探测可归因于材料内存在的自陷态激子的辅助吸收作用及各向异性的电导率对于窄带电荷收集的促进作用。     

阻挡杂质带甚长波红外探测器

阻挡杂质带(Blocked Impurity Band,BIB)探测器是从杂质带光电导(Impurity Band Conduction,IBC)探测器发展而来,利用杂质能级上的电子跃迁,可以探测光子能量远小于半导体禁带宽度的低能光子.BIB探测器的探测波长主要由衬底和掺杂杂质决定,可以覆盖5–300μm波段范围.得益于探测波长长、探测率高和抗辐射性好等优点,BIB探测器自问世以来就一直被大量研究,广泛应用于各种大型天文基红外探测平台上.目前,Si基BIB探测器发展迅速,但是Ge基和GaAs基BIB探测器的发展相对缓慢.BIB探测器对于推动天文和相关科学的发展具有不可替代的作用,欧美等发达国家在BIB探测器上的科研投入巨大.随着我国经济和科技的发展,我国科研人员急切盼望国产BIB探测器可以早日投入使用.本文主要针对BIB探测器物理模型、制备方法、测试手段和国内外发展现状等方面展开讨论,探究BIB探测器的主要工作机制以及器件研发的关键技术,帮助相关研究人员快速了解BIB探测器.     

相干光通信中平衡探测器的研究与测试

在高速相干光通信系统中,平衡光电探测器是其核心器件。通过对相干探测原理的分析,得出了一致性系数与平衡探测信噪比的关系,给出了平衡探测器的组成结构,设计了相干探测的测试方案。当通信速率为5 Gbps时,该平衡探测器的共模抑制比高于27d B,采用平衡探测实现相干解调的最小信号光功率比单管探测改善了8 d B,验证了该平衡探测器用于高速相干光通信的可行性。     

释光断代相关矿物样品的三维热释光谱*

天然矿石的释光常应用于地质年代测定。选择几种有代表性的天然矿石,如石英、钾长石、钠长石和莫来石等样品,测定了三维热释光谱图。实验观察到石英样品发光波长位于350 nm到600 nm范围,发光主要是低温峰,其中江西广丰的石英样品发光较弱,而甘肃崆峒山的石英样品的发光较强,显示矿石的发光特性与样品来源相关。长石样品的热释光发光峰组成复杂,从300 nm到750 nm范围均有发光,且具有明显的高温发光峰。实验结果也显示出钠长石和钾长石样品具有不同的发光特征。石英和长石的发光波长均较宽,且覆盖检测滤光片的波长范围,因此对测年结果产生较大的影响,而莫来石样品的发光强度较弱,且主要发光波长大于600 nm,其发光对年代测定影响较小。     

用Monte Carlo方法模拟HPGe单能光子能量响应函数

为了弥补用于HPGe探测器低能相对探测效率刻度、单能光子在HPGe探测系统上的能量全响应函数拟合实验数据不足的缺点,采用Monte Carlo方法模拟了一系列单能光子在该探测器上能量响应曲线。比较分析这些能量响应曲线,研究该探测器能量响应曲线随入射能量变化特征,并获得了能量响应曲线特征数据,为探测器低能区域相对探测效率刻度、单能光子在HPGe探测系统上的能量响应函数拟合,提供了可靠的研究数据。     

光纤甲烷气体传感器可行性研究

从理论上提出了一种基于比耳-朗伯定律的新型煤矿安全系统瓦斯检测方法．这种方法利用光纤作为探测器件，在甲烷的红外吸收谱线处利用强度吸收法实现对甲烷气体体积分数的检测，并利用差分法实现外界误差的消除，从而达到准确测量的目的．由实验室模拟实验证实这种方法可以大大提高系统的灵敏度．     

临近空间低速目标光学探测性指标评价体系

在详细分析基本探测效果评价指标参数、点目标评价参数以及面目标评价参数的基础上,结合临近空间低速目标的光学特性,利用光学谱段分段方法,有效解决了目标背景受白天与黑夜的影响。结合光学探测器的谱段约束条件、位置约束条件、探测能力约束条件和可探测性评估参数,设计提出了临近空间低速目标光学可探测性指标评价体系并给出评价标准与优化方案。通过数值模拟得到单个和多个探测器不同探测效果的等效面,得出当目标位于期望探测效果等效探测曲面内部时,探测效果优于期望,满足探测要求;反之,探测效果劣于期望,不能满足探测要求,可以通过修改探测方案满足探测需求。这一结果证明了临近空间低速目标光学探测性指标评价体系的有效性。     

一种改善雷达方位精度的方法研究

常规雷达通常利用滑窗检测器来检测目标,由于滑窗检测器的检测准则会对目标的方位精度度造成一定的影响。因此不采用滑窗检测器来检测目标,直接提取过门限目标信息,可以提高目标的方位精度;还可以提高发现概率,增加雷达探测威力。利用计算机的强大处理能力来实现点迹凝聚计算,减少目标的方位误差。     

煤田火区烧变岩成岩机理与利用

烧变岩是一种在以煤田火区为主要环境背景的复杂条件下,受燃烧变质作用和气液变质作用等影响产生的变质岩类。目前研究多聚焦于死火区岩层的岩石性质及水文地质意义,而缺乏对活火区烧变岩利用体系的研究。为了促进对烧变岩的研究,以砂岩为例分析了烧变岩的矿物成分与呈色,总结了以烧变岩为媒介探测火区的方法及其局限性,最后讨论了烧变岩层的热能回收及资源化利用。结果表明:在活火区新生的烧变岩其矿物成分随温度变化明显,而颜色随温度上升主要由铁、锰氧化物控制;根据矿物特性及热特征,烧变岩可以作为对煤火的探测依据,但探测方法均存在缺陷;热特征也体现了烧变岩蕴含一定体量的热能,可进行回收利用,而冷却后的烧变岩也具有丰富的用途。     

朝阳钒钛磁铁矿工艺矿物学研究

采用传统工艺矿物学研究方法,结合光学显微镜、X射线衍射、化学分析等分析手段,对朝阳地区钒钛磁铁矿石的化学组成、元素赋存状态、矿物组成、矿物间的嵌布关系及粒度分布进行了详细研究.结果显示:该铁矿石中铁矿物主要为磁铁矿、钛磁铁矿和钒磁铁矿,长石是最主要的脉石矿物.矿石中主要矿物嵌布关系复杂,磁铁矿与钛磁铁矿颗粒结合紧密,大多结合成连生体,不利于铁矿物与钛矿物之间单体解离;主要矿物嵌布粒度粗细不均,磁铁矿嵌布粒度相对较粗,钛磁铁矿和钒磁铁矿嵌布粒度相对较细.该研究为该地区钒钛磁铁矿资源的合理开发利用提供了依据.     

基于有限元分析的静电探测器电极设计

根据静电理论,研究了利用旋叶式三维静电探测器对空中目标进行测向的方法.根据三维静电探测器测得的三路信号可实时给出目标方位角和俯仰角.分析了感应电极叶片数量与感应电流幅值之间的关系,应用有限元分析软件ANSYS对静电探测器电极结构进行了设计仿真计算,对不同叶片数的探测电极的感应电荷变化量进行仿真,分析了边缘效应的影响.根据计算结果给出了静电探测器电极的优化设计参数,为旋叶式三维静电探测器电极设计提供基础和指导.     

哈特曼波前探测器波面重构精度研究

活体人眼波前像差的精确探测一直是人眼自适应成像系统波前探测和波前校正的难点。以Shark-Hartman波前探测器(S-H)和液晶空间光调制器(LCOS)搭建了一套活体人眼像差探测及眼底自适应成像系统。对Shark-Hartman波前探测器(S-H)波面探测精度的影响进行研究。在液晶空间光调制器LCOS施加同阶等大小的波前畸变,探测不同情况下的哈特曼波前探测器上的波面重构值并且加以分析,并对当前波前探测精度的自适应像差校正及成像结果进行对比分析。利用优化参数的哈特曼波前探测器进行自适应校正成像实验。实验证明,人眼动态像差的精确探测是自适应系统像差校正的基础。哈特曼波前传感器的波前探测及重构精度是获得人眼眼底视网膜的衍射极限分辨的根本,哈特曼波前传感器的子孔径数选择及子孔径大小对眼底自适应成像系统起到关键作用。     

一种分形和形态学结合的图像边缘检测算法

分形将灰度图像空间映射到分形维数空间进行边缘检测,形态学利用具有特向性的检测算子进行边缘检测.本文将分形中DFBR模型和改进的形态学方法相结合得到一种新的边缘检测算法.实验结果表明:结合算法具有分形算法的保留图像边缘细节能力和形态学对特殊方向边缘的检测能力,在对含有大量细节图像的边缘提取上优于单一的边缘检测方法,并具有良好的抗噪性能.     

微变光信号检测前置放大电路设计

针对火灾探测中遇到的微变光信号问题,设计了一个微变信号提取放大电路．根据光信号微弱且变化缓慢的特性,选择PIN光电探测器工作在光伏模式,通过设计合适的电路,使得输出电压信号与入射微变光信号成正比关系,实现了微变光信号的提取与放大．该电路简单易行,并采用完全对称结构,能很好地抑制共模信号,并通过PSPICE软件对该电路参数的选择进行仿真分析．研究表明,该电路能够很好地解决微变光信号处理问题．     

基于神经网络和模糊逻辑的智能火灾探测

探讨了一种基于模糊逻辑和前馈神经网络的火灾探测和自动报警的方法．该方法以半导体感温，离子感烟和湿度模拟传感量为基本特征，并附加其相应的趋势特征对神经网络进行训练．神经网络所对应的明火概率和阴燃火概率输出，经过模糊判决器后检测火灾现象是否发生．实验表明利用传感量的趋势特征和模糊逻辑判决的自动探测系统，能够及时准确地检测出火灾，为火灾报警提供了一种新的有效的方法