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带隙渐变纳米线的制备及其非线性光学效应研究

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上海理工大学学报 2018年第2期40卷 145-149页

作者：汪雨吴志瀚谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

由于一般的半导体纳米材料只有单一带隙,限制了其应用范围。通过搭建气–液–固法生长纳米线的实验装置,引入金作为催化剂,并加入移动源,成功制备出单根带隙渐变的硫硒化镉纳米线。其成分从一端的纯硫化镉连续过渡到另一端的纯硒化镉,... 详细信息

由于一般的半导体纳米材料只有单一带隙,限制了其应用范围。通过搭建气–液–固法生长纳米线的实验装置,引入金作为催化剂,并加入移动源,成功制备出单根带隙渐变的硫硒化镉纳米线。其成分从一端的纯硫化镉连续过渡到另一端的纯硒化镉,对应的带隙从2.44 e V渐变到1.74 e V。并使用波长为405 nm的激光照射该纳米线,得到它的荧光光谱图来证实其带隙呈渐变状态。利用波长为1 064 nm的激光,将其耦合进单根纳米线中,产生了532 nm的绿色倍频光和双光子荧光,这说明硫硒化镉纳米线具有二阶和三阶的非线性光学效应。

关键词：半导体纳米线硫硒化镉气–液–固法非线性光学效应

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基于镀钯微光纤的马赫泽德干涉型氢气传感器

上海理工大学学报 2016年第6期38卷 535-539页

作者：廖风吴国庆谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

通过倏逝波耦合分光原理,制作了一种由微光纤搭建的大小为800μm×200μm的小型马赫泽德干涉仪.传感臂的微光纤表面镀有对氢气敏感的金属钯,长度为200μm.通过优化传感器的耦合,使干涉波形的消光系数达到15 dB,从而实现探测波长的大范... 详细信息

通过倏逝波耦合分光原理,制作了一种由微光纤搭建的大小为800μm×200μm的小型马赫泽德干涉仪.传感臂的微光纤表面镀有对氢气敏感的金属钯,长度为200μm.通过优化传感器的耦合,使干涉波形的消光系数达到15 dB,从而实现探测波长的大范围可调.

关键词：干涉仪微光纤氢气传感

固体界面上微纳物体的高精度激光捕获及智能运动控制

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中国激光 2024年第15期51卷 211-221页

作者：张尹峥刘鸿江朱润琳刘逸飞谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

基于光热冲击效应的激光捕获技术是用于干燥固体界面上微纳物体的捕获及操控的重要工具。为进一步满足复杂场景中的条件需求,提出了一种基于深度学习图像反馈的闭环控制系统,引入了目标检测与定位算法,实现了微纳物体的稳定、高精度捕... 详细信息

基于光热冲击效应的激光捕获技术是用于干燥固体界面上微纳物体的捕获及操控的重要工具。为进一步满足复杂场景中的条件需求,提出了一种基于深度学习图像反馈的闭环控制系统,引入了目标检测与定位算法,实现了微纳物体的稳定、高精度捕获和智能运动控制。该系统能够将输入的控制参数处理为光热冲镊平台的控制信号,并在控制过程中使用YOLOv8和OpenCV算法处理系统采集的显微图像,对物体位置进行动态反馈,实现系统智能化闭环控制。实验表明,所设计的控制模块的控制分辨率为38.2 nm,图像反馈模块的检测分辨率为85.3 nm,整体系统对物体的检测误差为116.1 nm,闭环控制误差为108.9 nm。此外,采用路径控制与手势触摸等多种控制方法,验证了该控制系统的灵活性和稳定性。研究结果为在干固体界面上的复杂场景中微纳物体的智能化操控提供了参考。

关键词：激光捕获光操控深度学习光热冲镊智能控制

基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像

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物理学报 2022年第4期71卷 80-87页

作者：窦琳麻艳娜顾兆麒刘家彤谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

本文结合近场扫描结构和纳米线-微光纤耦合技术,提出了一种基于硫化镉纳米线/锥形微光纤探针结构的被动近场光学扫描成像系统.该系统采用被动式纳米探针,保留了纳米探针对样品表面反射光的强约束优势.其理论收集效率为4.65‰,相比于传... 详细信息

本文结合近场扫描结构和纳米线-微光纤耦合技术,提出了一种基于硫化镉纳米线/锥形微光纤探针结构的被动近场光学扫描成像系统.该系统采用被动式纳米探针,保留了纳米探针对样品表面反射光的强约束优势.其理论收集效率为4.65‰,相比于传统的金属镀膜近场探针收集效率提高了一个数量级,可有效地提高扫描探针对样品形貌信息的检测能力;而后通过硫化镉纳米线与微光纤之间高效的倏逝场耦合,将检测的光强信号传输到远场进行光电探测,最终实现对目标样品形貌的分析成像,其样品宽度测量误差在7.28%以内.该系统不需要外部激发光路,利用显微镜自身光源进行远场照明,被动扫描探针仅作为样品表面反射光的被动收集系统.本文基于半导体纳米线/锥形微光纤探针的被动式近场光学扫描成像方案,可有效地降低探针的制备难度和目标光场的检测难度,简化扫描成像的结构,为近场光学扫描显微系统之后的发展提供新的思路.

关键词：近场光学扫描被动显微成像技术纳米线微光纤光学探针硫化镉纳米线倏逝场耦合

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移动加热源法制备单层硒化镓晶体

光学仪器 2020年第2期42卷 50-56页

作者：徐颖谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为了解决硒化镓(GaSe)晶体制备困难、化学性能差的问题,对GaSe晶体传统的化学汽相沉积制备方法进行了改进,采用移动加热源法制备GaSe晶体。搭建了GaSe晶体的制备装置,通过单片机精确调控制备晶体的高温炉的加热温度、移动位置等参数,并... 详细信息

为了解决硒化镓(GaSe)晶体制备困难、化学性能差的问题,对GaSe晶体传统的化学汽相沉积制备方法进行了改进,采用移动加热源法制备GaSe晶体。搭建了GaSe晶体的制备装置,通过单片机精确调控制备晶体的高温炉的加热温度、移动位置等参数,并采用光学显微镜和原子力显微镜对所制备的GaSe晶体进行辅助表征。研究表明,利用移动加热源法可以制备出表面光滑且尺寸较大的单层二维GaSe晶体。由于对机电设备实现了自动精密移动,可对单层二维GaSe晶体实现高质量大批量的制备,有利于GaSe晶体在光电子学和纳电子学中的广泛应用。

关键词：单层GaSe 化学汽相沉积法移动加热源机电设备自动精密移动

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基于CO_2激光的微纳光纤熔接技术研究

光学仪器 2019年第1期41卷 24-28页

作者：周聪谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为了解决微纳光纤之间的结构稳定性差的问题,使用CO_2激光作为加热源,加热两根重叠在一起的微纳光纤,并在显微镜下观察其熔接情况,最终将两根微纳光纤熔接成一根,而且熔接点的光纤表面光滑,直径均匀。通过CO_2激光加热的方法,实现了微... 详细信息

为了解决微纳光纤之间的结构稳定性差的问题,使用CO_2激光作为加热源,加热两根重叠在一起的微纳光纤,并在显微镜下观察其熔接情况,最终将两根微纳光纤熔接成一根,而且熔接点的光纤表面光滑,直径均匀。通过CO_2激光加热的方法,实现了微纳光纤高质量的熔接,增加了微纳光纤之间的机械稳定性,使其更容易制作出纳米光子器件。

关键词：微纳光纤倏逝波耦合激光熔接

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面向微纳材料的激光扫描二维成像系统

光学仪器 2019年第4期41卷 63-68页

作者：迟鹏彭建谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院

在对微纳材料光学特性表征中,需要获得分辨率更高的波长和强度的荧光图像。普通的显微镜无法满足测试的要求,因此将普通的成像显微镜、光谱仪以及纳米移动台组成激光扫描显微镜成像系统,并利用LabVIEW开发了一套完整的集二维扫描采集与... 详细信息

在对微纳材料光学特性表征中,需要获得分辨率更高的波长和强度的荧光图像。普通的显微镜无法满足测试的要求,因此将普通的成像显微镜、光谱仪以及纳米移动台组成激光扫描显微镜成像系统,并利用LabVIEW开发了一套完整的集二维扫描采集与信号图像处理一体的系统上位机软件。扫描采集过程使用了低通滤波等数字信号处理方法消除光谱仪信号噪声的影响。利用本系统测量硒化镉纳米带、单层二硫化钼得到了荧光强度图像以及荧光峰值波长图像,能分辨出最小波长为0.03 nm的荧光。将采集长度与实际长度进行比较并分析荧光强度差异,取得了较好的效果。

关键词：激光扫描成像 LabVIEW 光谱仪去噪荧光峰值波长图像荧光强度图像

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耦合式光电振荡器的动态腔长稳定控制

光学仪器 2023年第1期45卷 38-44页

作者：景鑫麻艳娜谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

提出了一种基于耦合式光电振荡器的动态腔长长时稳定控制方案,当光谐振腔腔长变化时,通过同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)混频器测量光谐振腔内选定两点的谐振相位变化量,反馈控制光电再生腔的光延迟线进行再生腔长跟随补偿,实现可... 详细信息

提出了一种基于耦合式光电振荡器的动态腔长长时稳定控制方案,当光谐振腔腔长变化时,通过同相正交(in-phase/quadrature,I/Q)混频器测量光谐振腔内选定两点的谐振相位变化量,反馈控制光电再生腔的光延迟线进行再生腔长跟随补偿,实现可变腔长的耦合式光电振荡器的锁模控制输出,从而将变化的谐振腔腔长转化为变化的谐振频率进行精密测量。经过系统实验,当谐振腔长变化时,振荡器可实时锁定输出可变的微波信号,并保持边模抑制比优于47.26 dB,1 h内功率抖动小于0.28 dB,锁定相位误差抖动在±1.5°以内。

关键词：耦合式光电振荡器再生锁模腔长控制 I/Q混频

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基于机器视觉的高精度微纳光纤直径实时测量

光学仪器 2022年第1期44卷 1-8页

作者：李华麻艳娜谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

针对传统微纳光纤直径测量方法操作复杂、重复性差且易于损伤光纤等问题,开发了一套基于机器视觉的微纳光纤直径测量系统。首先,对系统采集的图像进行预处理和二值化分割,其次,通过Canny边缘算子实现微纳光纤边缘初定位,最后,基于改进Ze... 详细信息

针对传统微纳光纤直径测量方法操作复杂、重复性差且易于损伤光纤等问题,开发了一套基于机器视觉的微纳光纤直径测量系统。首先,对系统采集的图像进行预处理和二值化分割,其次,通过Canny边缘算子实现微纳光纤边缘初定位,最后,基于改进Zernike矩的亚像素检测方法精确定位了亚像素级边缘。此外还提出了结合Hough变换与最小二乘法的算法拟合亚像素级边缘点的方案,将系统微纳光纤直径测量精度提升至纳米级。实验测量结果表明,该系统可实现3.51%以内误差的自动化测量,运行时间为2.671 s,更适用于微纳光纤尺寸的高精度实时测量。

关键词：微纳光纤直径测量机器视觉图像分割边缘检测