AIE聚合物反蛋白石光子晶体荧光薄膜检测四氢呋喃气体

建立高灵敏检测易挥发有机溶剂的方法.采用牺牲模板法制备了具有三维大孔结构的SiO2反蛋白石光子晶体薄膜,填充具有聚集诱导发光效应(AIE)的聚四苯基乙烯衍生物(TPEP),得到对四氢呋喃气体敏感的光子晶体荧光传感薄膜.该薄膜在464 nm处发射荧光,当置于四氢呋喃气体氛围中,发生荧光猝灭.选择光子禁带蓝带边与荧光发射波...     

一种Hg2+敏感的反蛋白石光子晶体荧光传感薄膜

报道了一种罗丹明B衍生物(RM)填充的SiO2反蛋白石光子晶体薄膜作为荧光传感平台,实现了对Hg2+的高灵敏、高选择性、可重复性检测.RM与Hg2+发生专一的配位作用,其产物RM-Hg2+在585 nm处发射荧光.当所选光子晶体的光子禁带蓝带边与荧光波长重叠时,光子晶体的慢光子效应能够有效增强RM-Hg2+的荧光强度,...     

光子晶体和光子晶体光纤在传感器中的应用

本文阐述了国内光子晶体传感器的研究现状,分析了传感原理。研究了光子晶体光纤的传感原理以及三种光子晶体光纤传感器,叙述了在传感中需要考虑的两个问题,并提出了解决的办法。     

光子晶体光纤在光纤传感中的应用

近年来,随着人们对光纤传感和光子晶体光纤研究的不断深入,光子晶体光圩在光纤传感中的应用正成为一个新的研究热点。本文介绍了光纤传感和光子晶体光纤的相关内容,重点结合光子晶体光纤的特点介绍了光子晶体光纤在偏振型光纤传感和布担格光栅传感中的应用。     

长周期光子晶体光纤光栅折射率传感

长周期光子晶体光纤光栅使得光纤芯模与同向传输的包层模发生耦合。溶液或气体可以渗入光子晶体光纤的空气孔中,影响光纤包层模,从而可利用光纤光栅的传输谱监测被测物的化学性质。本文综述了光子晶体光纤光栅的制作以及长周期光纤光栅在生物化学中的传感应用。     

硅基一维光子晶体微腔光发射特性的调制

利用一维光子晶体带隙结构对光发射特性进行调制，采用掺杂光子晶体微腔限制电磁场从而控制材料中的光传输。采用不同组分的氢化非晶氮化硅（a-SiNx：H）薄膜作为介质层和发光层，由等离子体化学气相淀积（PECVD）方法制备出一维全a-SiNx：H光子晶体微腔。观察到微腔对于发光层a-SiNx：H薄膜光致荧光显著的调制作用，发光峰的半高宽从原始的208nm强烈的窄化为11nm，峰值强度提高了2个数量级。品质因子为69。通过透射谱测量，清晰地观察到710nm处的谐振峰出现在一维光子晶体带隙中，进一步证实了微腔的选模特性。     

新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究进展

天津大学在973计划项目的资助下,开展了光纤传感技术相关研究.其主要内容包括设计了基于光子晶体光纤的填充银线的PCF-SPR传感器,最佳灵敏度为2 400 nm/RIU;设计了一种基于液芯光子晶体光纤的PBG-PCF温度传感器,传感器的最高分辨率为4×10³ nm/RIU;设计了基于甲苯-氯仿混合溶液填充的光子晶体光纤可调谐热敏光开关,通过改变溶液配比实现不同温度跃变点;构建了基于光微流体理论的3种结构模型,并针对模式场分布及磁场探测展开了研究;构建了基于L波断掺饵光纤放大器的光纤内腔气体传感系统,其绝对误差小于0.04%;针对传感器结构、解调光路、解调算法,设计并优化了F-P传感系统;提出了针对光纤传感网的评估鲁棒性模型,开展了梳状暗调谐光源技术和OFDR技术在光纤传感网检测方面的研究.     

基于空芯光子晶体光纤的反射式气体传感器

以光子晶体光纤(PCF)为研究对象,以提高气体测量灵敏度为研究目标,提出一种反射式的光纤气体传感技术.首先,利用宽谱光源谐波检测技术,并结合实际应用需求,设计了基于空芯PCF的反射式气体传感系统,并详细分析了系统的工作原理.然后,针对空芯PCF与单模光纤耦合困难、气体填充时间长的问题,设计了集密封、固定及连接于一体的机械耦合装置作为测量气室.最后,以乙炔气体为例,测试了该系统的传感特性,体积分数分辨力可达0.02%,最大相对误差为1.39%.该技术将进一步推动PCF在气体传感中的应用,并为其在实际气体浓度测量中的应用提供了理论和实验基础.     

高灵敏度光纤MZI折射率传感器

首次在实芯光子晶体光纤中制备了横向大偏置结构光纤马赫-曾德尔干涉仪折射率传感器,并理论分析了此种干涉仪的干涉机制和折射率传感特性,以及影响折射率传感特性的各种因素;搭建实验系统,测试了折射率传感特性。结果表明,腔长330 μm传感器的干涉谱对外部环境折射率变化的响应成线性,透射谱随环境介质折射率增大而向短波方向移动,灵敏度超过-15 100 nm/RIU,灵敏度与腔长长度无关,光子晶体光纤的气孔对折射率传感特性影响很小。此种高灵敏度的光纤微腔折射率传感器适用于液体或气体的快速检测领域。     

一维光子晶体的带隙分析

折射率交错变化的薄膜结构 ,可以作为一维光子晶体来分析 .采用薄膜光学理论 ,分析了光波在该类一维光子晶体中的传播特性 ,探讨了光子晶体膜层的折射率、光学厚度、中心波长等对一维光子晶体光带隙性能的影响 ,从而为一维光子晶体的设计提供参考 .     

一维Fibonacci序列光子晶体高频带隙研究

利用时域有限差分法和传输矩阵法研究了Fibonacci序列一维准周期光子晶体的能带.结果表明:此种结构的光子晶体在高频范围存在带隙;进一步发现当构成薄膜系的两种材料厚度相等,且膜系的非周期性较强即膜系的级数较高时,光子晶体较容易出现高频带隙.     

叶绿体内多光子荧光谱及激子湮灭

实验表明,用波长为1.06μm的红外激光辐射植物叶片或叶色素提取液,在可见光区(480—520nm波段)有荧光发射.荧光发射光子能量比激发光子能量大.经分析判断,多光子荧光谱出自类胡萝卜素,这种现象为激发态离子相互作用引起的再吸收效应。     

二维椭圆柱长方晶格可控光子带隙研究

从理论上研究了GaAs为背景介质,电磁感应透明(EIT)气体灌注的二维椭圆柱长方晶格光子晶体的光子带隙,发现在优化光子晶体几何参数的基础上,通过调控原子气体的自发辐射率、无辐射衰变率、控制光Rabi频率、原子数密度等外参数可以使高频区域的能带从完全光子带隙向零带隙转变.     

SiO2纳米粒子制备及自组装光学性能

运用溶胶一凝胶法制备了不同粒径单分散SiO2纳米微球,垂直沉积法制备了SiO2三维光子晶体薄膜．通过SEM研究了SiO2光子晶体的微观结构,探讨了薄膜内裂痕形成原因与克服办法．通过分光光度计测定了光子晶体的带隙位置,与理论计算相吻合．光子晶体带隙随着SiO2微球粒径增加带隙红移．     

光子晶体光纤压力信号检测

光子晶体光纤具有压力敏感性.分析了光子晶体光纤中光信号传播时相位随外界压力变化的关系,提出了一种测量光子晶体光纤传输信号的自动化系统.光子晶体光纤可广泛用于光纤传感系统中.     

新型荧光光子晶体薄膜及其在染料敏化太阳能电池背反射层中的应用

通过水热-垂直沉积法制备了一种新型的荧光光子晶体薄膜,得到的荧光光子晶体具有鲜艳的色彩和良好的荧光性能.此薄膜在460 nm处有明显的反射峰,在440 nm处有很强的荧光峰.将此荧光光子晶体薄膜作为染料敏化太阳能电池背反射层时,可以将开路电压由0.75 V提高到0.77 V,短路电流由7.64 m A/cm2提高到8 m A/cm2,光电转换效率由4.13%提高到4.23%,可以提高2.42%的光电转换效率.     

PAH-SiO_2反蛋白石光子晶体薄膜可视化检测挥发性醛

制备了功能聚合物聚烯丙胺(PAH)填充的SiO_2反蛋白光子晶体薄膜,实现了对挥发性醛(包括甲醛、乙醛、丙醛、丁醛及戊醛)的可视化检测。当所制薄膜置于醛气体中时,光子禁带红移超过100 nm,薄膜颜色从初始的蓝色变为黄绿色。这是由于SiO_2反蛋白石三维大孔结构有利于气体扩散及在孔壁的吸附,PAH的氨基与醛基发生亲核加成反应,同时部分气体在孔壁冷凝,导致薄膜的平均折射率增大;而当薄膜再次置于空气中,由于氨基与醛基的反应可逆,同时吸附的气体发生脱附,薄膜的平均折射率减小,光子禁带蓝移,薄膜恢复至蓝色。所制光子晶体薄膜实现了对挥发性醛的可视化检测,且可重复使用,为制备新型气体传感器提供了思路。     

光子晶体在荧光集光太阳能光伏器件中对波长选择反射的理论计算

为了减少荧光集光太阳能光伏器件的非全反射荧光逃逸,使荧光有效传输到侧面的太阳能电池上,可以在光波导介质与空气界面铺设一层二维光子晶体,利用光子晶体的光子带隙实现荧光的全反射,有可能提高光波导对荧光的收集效率.这里用有限元分析软件Ansys计算了不同折射率、不同形状(圆柱、四棱锥、四方柱、六角柱、圆锥)正方晶格单层二维光子晶体0～45°间TE波和TM波的反射系数.结果表明,当光波导介质为玻璃(折射率1.5)、光子晶体介质为TiO2(折射率2.2)、形状为四方柱时,光子晶体在0～13°的范围内形成带隙,相应的理论收集效率从74.5%提高到77.1%.     

光子晶体的能带理论

光子晶体具有光子能带,并且光子能带可能存在光子禁带。我们通过运用光子晶体的能带和禁带理论.就能够控制光在晶体中的传播。光子晶体对光子有着特殊的物理性质,它在光传输和光学器件有着广泛的用途。本文主要概述了光子晶体的概念、能带理论、性质,及光子晶体和半导体的区别和联系。     

温度对光子晶体滤波特性影响的研究

在液晶缺陷的光子晶体电调谐滤波器中,温度变化对滤波特性产生影响.用传输矩阵法给出了光子晶体的透过率公式,就温度对透射谱的影响进行了数值计算.结果表明,温度改变时,光子晶体的透射峰高度、透射峰的位置以及带宽都随之变化.通过镀上电阻对温度敏感的薄膜,可消除温度对滤波特性的影响.