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光谱学与光谱分析 2019年第5期39卷 1412-1419页

作者：张勇朱金铭杨丽丽吕世权武彦群楚学娟吉林师范大学物理学院吉林四平136000 物理国家级实验教学示范中心(吉林师范大学) 吉林四平136000

采用高温熔融法制备了Dy^(3+)或Tb^(3+)单掺和Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃。通过对傅里叶变换红外光谱、透射光谱、光致激发和发射光谱、 X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线的分析,研究Dy^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递关系以... 详细信息

采用高温熔融法制备了Dy^(3+)或Tb^(3+)单掺和Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃。通过对傅里叶变换红外光谱、透射光谱、光致激发和发射光谱、 X射线激发发射光谱及荧光衰减曲线的分析,研究Dy^(3+)与Tb^(3+)之间的能量传递关系以及Dy^(3+)对Tb^(3+)激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃发光性能的影响。实验结果表明:Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺硅酸盐氟氧闪烁玻璃具有较高的密度和良好的可见区透过率,玻璃的网络结构是由[SiO_4]四面体和[AlO_4]四面体连接构成。在紫外光激发时, Dy^(3+)单掺玻璃的发光源于Dy^(3+)的~4F_(9/2)→~6H_(15/2)(483 nm),~6H_(13/2)(576 nm)的跃迁发射,而Tb^(3+)单掺玻璃的发光则源于Tb^(3+)的~5D_4→~7F_6(489 nm),~7F_5(544 nm),~7F_4(586 nm)和~7F_6(623 nm)的跃迁发射。对于Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃,发射光谱则主要由Tb^(3+)的荧光发射组成。通过对不同波长紫外光激发的发射光谱分析发现, Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺闪烁玻璃中存在多种形式的能量传递。在以Dy^(3+)的特征激发452 nm为激发波长时, Tb^(3+)单掺玻璃的发光很弱。但随着Dy^(3+)的引入,通过~4F_(9/2)(Dy^(3+))→~5D_4(Tb^(3+))的能量传递, Tb^(3+)发光得到敏化增强。Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的发光强度随着Dy_2O_3含量的增多而增强, Dy_2O_3含量为1 mol%时达到最大,更高Dy_2O_3含量的样品由于Dy^(3+)的浓度猝灭,减少了向Tb^(3+)的能量传递,发光强度减弱。当激发波长减小到350 nm时, Dy^(3+)和Tb^(3+)均被激发到更高的能级~6P_(7/2)(Dy^(3+))和~5L_9(Tb^(3+)),此时除了~4F_(9/2)(Dy^(3+))→~5D_4(Tb^(3+))的能量传递外,还出现了~5D_4(Tb^(3+))→~4F_(9/2)(Dy^(3+))的能量回传。Dy^(3+)掺杂浓度较低时, Dy^(3+)→Tb^(3+)能量传递作用较强, Tb^(3+)发光得到敏化增强。随着Dy_2O_3含量的增多, Tb^(3+)→Dy^(3+)能量传递作用增强。当Dy_2O_3含量超过0.4 mol%时, Tb^(3+)→Dy^(3+)能量传递强于Dy^(3+)→Tb^(3+)能量传递,减少了Tb^(3+)的辐射跃迁发光,因此Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的发光强度开始减弱。由于Gd^(3+)向Dy^(3+)或Tb^(3+)均可进行有效的能量传递,因此在以Gd^(3+)的特征激发274 nm为激发光时, Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃中出现了Dy^(3+)和Tb^(3+)对Gd^(3+)传递能量的竞争。随着Dy_2O_3含量的增多, Tb^(3+)所获得的能量不断减少,同时伴随着Tb^(3+)→Dy^(3+)能量回传和Dy^(3+)之间的无辐射交叉弛豫作用, Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的发光强度不断减弱。对Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺闪烁玻璃中Tb^(3+)的~5D_4→~7F_5荧光衰减曲线分析还发现,随着Dy_2O_3含量的增多, Tb^(3+)的荧光寿命从2.24 ms缩短到1.15 ms,曲线从单指数形式变为双指数形式,进一步证明玻璃中存在~5D_4(Tb^(3+))→~4F_(9/2)(Dy^(3+))的能量回传。X射线激发发射光谱显示, Dy^(3+)的引入对Tb^(3+)激活闪烁玻璃的辐射发光具有很强的负面影响,而这种负面影响不足以通过Dy^(3+)→Tb^(3+)能量传递来弥补,因此Dy^(3+)/Tb^(3+)共掺玻璃的辐射发光强度随着Dy_2O_3含量的增多而不断减弱。由此可见,在Tb^(3+)激活硅酸盐氟氧闪烁玻璃中,不宜将Dy^(3+)作为敏化剂,用于增强Tb^(3+)的发光。

关键词：闪烁玻璃 Dy^3+/Tb^3+共掺 X射线激发能量传递

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涡旋光束在双拉盖尔-高斯旋转腔中的非互易传输

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物理学报 2022年第15期71卷 56-64页

作者：朱雪松刘星雨张岩东北师范大学物理学院物理学师范专业国家级实验教学示范中心长春130024

通过构造两个线性耦合的拉盖尔-高斯旋转腔系统,实现携带轨道角动量的涡旋光束的非互易传输现象.系统中,两个拉盖尔-高斯旋转腔模通过扭力与中间的旋转镜耦合,同时两个涡旋腔场通过光纤直接耦合起来.两个强光场分别驱动不同的腔模,并利... 详细信息

通过构造两个线性耦合的拉盖尔-高斯旋转腔系统,实现携带轨道角动量的涡旋光束的非互易传输现象.系统中,两个拉盖尔-高斯旋转腔模通过扭力与中间的旋转镜耦合,同时两个涡旋腔场通过光纤直接耦合起来.两个强光场分别驱动不同的腔模,并利用一个弱探测场从系统一侧入射,从而对该系统两个传播方向的光响应特性进行研究.利用该系统哈密顿量和海森伯-郎之万方程,结合输入-输出关系可得到系统的输出光谱.结果表明此系统中的涡旋光束的非互易性来源于光旋转相互作用以及涡旋腔场相互作用之间的量子干涉效应.因此,可以通过调节非互易相位差来对系统的非互易传输进行调制.此外,两个涡旋光束所携带的拓扑荷比值会显著影响传输特性;在适当的拓扑荷比值下,该系统可以实现涡旋光束的单向传输.本研究成果有望用于实现理想的涡旋光隔离器.

关键词：涡旋光束拉盖尔-高斯旋转腔非互易传输拓扑荷

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FeZrB系合金的初始晶化相及磁性能研究

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稀有金属材料与工程 2020年第5期49卷 1561-1566页

作者：于万秋卢利平左斌长春理工大学材料科学与工程学院吉林长春130022 吉林师范大学物理国家级实验教学示范中心吉林四平136000

采用单辊快淬法制备一系列不同名义成分的FeZrB合金样品,并在第1个晶化峰值温度进行退火。利用同步热分析仪(STA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)测试合金的热曲线、微观结构和磁性能。初始晶化相随着FeZrB系... 详细信息

采用单辊快淬法制备一系列不同名义成分的FeZrB合金样品,并在第1个晶化峰值温度进行退火。利用同步热分析仪(STA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和振动样品磁强计(VSM)测试合金的热曲线、微观结构和磁性能。初始晶化相随着FeZrB系列合金成分比例的改变而不同。在不同成分比例的合金中观察到4组不同的初始晶化相,例如α-Fe,α-Fe+Fe12Si2ZrB,α-Fe+α-Mn和α-Fe+Fe2B+ZrB。通过TEM观察发现具有不同初始晶化产物的合金具有不同的形貌。具有不同初始晶化产物合金的饱和磁化强度(Ms)和矫顽力(Hc)存在以下关系:Ms(α-Fe)>Ms(α-Fe+α-Mn type)>Ms(α-Fe+Fe2B+ZrB)>Ms(α-Fe+Fe12Si2ZrB-type),Hc(α-Fe+α-Mn type)>Hc(α-Fe+Fe2B+ZrB)>Hc(α-Fe+Fe12Si2ZrB-type)>Hc(α-Fe)

关键词： FeZrB合金初始晶化相微观结构饱和磁化强度矫顽力

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箭头形金纳米锥的湿法制备及性能研究

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高等学校化学学报 2018年第8期39卷 1617-1623页

作者：吴丹李曼钟瑶安奎生陈艳伟东北师范大学物理学院紫外光发射材料与技术教育部重点实验室物理学国家级实验教学示范中心长春130024

采用湿化学合成法制备了箭头形金纳米锥材料,并研究了合成过程中生长溶液的组成对金纳米材料生长的影响.利用透射电子显微镜、吸收光谱等手段对产物的晶体结构和光学性质进行研究,讨论了材料的生长机理.由于各向异性的箭头形金纳米锥具... 详细信息

采用湿化学合成法制备了箭头形金纳米锥材料,并研究了合成过程中生长溶液的组成对金纳米材料生长的影响.利用透射电子显微镜、吸收光谱等手段对产物的晶体结构和光学性质进行研究,讨论了材料的生长机理.由于各向异性的箭头形金纳米锥具有良好的表面等离子体共振光学特性和更高的等离子体共振强度,在表面局域电场增强及光热转化等应用方面比其它形貌的金属材料具有更强的优势.与金纳米棒相比,箭头形金纳米锥具有较好的SERS增强性质和光热转换效率.文中还对材料的尖端形貌对纳米粒子边缘局域电场及光热性能的影响进行了讨论.

关键词：金纳米锥表面等离子体共振光学性质光热转换效率

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基于稳健性主成分分析算法的光学相干层析成像去除散斑噪声的研究

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光学学报 2018年第5期38卷 97-102页

作者：袁治灵陈俊波黄伟源魏波唐志列华南师范大学物理与电信工程学院广东广州510006 华南师范大学物理学科基础课国家级实验教学示范中心广东广州510006

为了消除光学相干层析成像(OCT)系统中存在的大量散斑噪声,引入了稳健性主成分分析(RPCA)算法。通过分析生物组织在OCT中散斑的产生机制,从而了解OCT系统中散斑噪声的特点。结合OCT系统自身的特点,证明基于RPCA算法的低秩矩阵恢复模型对... 详细信息

为了消除光学相干层析成像(OCT)系统中存在的大量散斑噪声,引入了稳健性主成分分析(RPCA)算法。通过分析生物组织在OCT中散斑的产生机制,从而了解OCT系统中散斑噪声的特点。结合OCT系统自身的特点,证明基于RPCA算法的低秩矩阵恢复模型对OCT系统消除散斑噪声有良好的适用性。利用RPCA算法,可以得到将OCT原始图像分解成散斑噪声图像和样品截面图像的最佳估计。RPCA算法能在分离散斑噪声的同时,保留样品自身结构的散斑图样,有效地避免了伪影的生成。通过对比处理后和处理前的图像,结果表明,RPCA算法能够有效地抑制散斑噪声,提高信噪比,改善OCT图像效果。

关键词：成像系统光学相干层析成像图像增强稳健性主成分分析散斑散斑噪声

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基于光热光学相干层析技术的肿瘤组织三维成像

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光学学报 2020年第4期40卷 63-70页

作者：魏波袁治灵唐志列华南师范大学物理与电信工程学院广东广州510006 华南师范大学物理学科基础课国家级实验教学示范中心广东广州510006

将光热光学相干层析(PT-OCT)成像技术应用于肿瘤组织的三维成像。为了抑制噪声和增强图像对比度,提出互相关提取信号并计算平均幅值求解光程差成像的算法。在验证实验中,先后对琼脂样品和鼠耳模型进行成像。与普通OCT、基于相位差分算法... 详细信息

将光热光学相干层析(PT-OCT)成像技术应用于肿瘤组织的三维成像。为了抑制噪声和增强图像对比度,提出互相关提取信号并计算平均幅值求解光程差成像的算法。在验证实验中,先后对琼脂样品和鼠耳模型进行成像。与普通OCT、基于相位差分算法的PT-OCT相比,本文方法可以很好地对鼠耳进行成像,能观察到更多的毛细血管,并且层析图也有更理想的成像效果。在肿瘤模型成像实验中,本文方法可以对4mm×4mm×3mm的范围进行三维成像,并且可以从不同角度和不同的切面对三维PT-OCT图像进行观察,能够清楚地辨别其中的毛细血管分布。PT-OCT具有方便快速、非入侵、高分辨率、三维立体成像等优势,能为肿瘤临床诊断和治疗提供参考。

关键词：成像系统光学相干层析成像光热幅值肿瘤

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添加Mo和Co对FeZrB合金结构和性能的影响

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兵器材料科学与工程 2020年第6期43卷 86-89页

作者：孙亚明牟喜悦吉林师范大学物理国家级实验教学示范中心吉林四平136000 吉林师范大学物理学院吉林四平136000

用单辊快淬法制备Fe80Zr10B10、Fe80Zr8Mo2B10、Fe72Co8Zr10B10及Fe72Co8Zr8Mo2B10非晶合金,通过等温热处理得到相应的纳米晶合金。利用同步热分析仪(STA)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)测量合金的热曲线、结构及磁性能。研究... 详细信息

用单辊快淬法制备Fe80Zr10B10、Fe80Zr8Mo2B10、Fe72Co8Zr10B10及Fe72Co8Zr8Mo2B10非晶合金,通过等温热处理得到相应的纳米晶合金。利用同步热分析仪(STA)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)测量合金的热曲线、结构及磁性能。研究Fe80Zr10B10合金中单独添加Mo、Co,以及复合添加Mo、Co对Fe80Zr10B10合金结构和性能的影响。结果表明:在Fe80Zr10B10合金中单独添加Mo或Co,降低了晶化产物中α-Mn型亚稳相的晶化体积分数,提高了合金的比饱和磁化强度比饱和磁化强度、降低了合金的矫顽力矫顽力;复合添加Mo和Co的Fe72Co8Zr8Mo2B10合金晶化产物仅含有α-Fe(Co)相,完全抑制了合金中亚稳相析出,具有比其他合金更高的Ms、更低的Hc。

关键词：合金亚稳相 Mo添加 Co添加矫顽力

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氟对Tb^3+激活硅酸盐闪烁玻璃发光性能的影响

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兵器材料科学与工程 2020年第4期43卷 24-28页

作者：张勇成婷婷杨丽丽任丽赢张文盈韩影吉林师范大学物理学院吉林四平136000 吉林师范大学物理国家级实验教学示范中心吉林四平136000

采用高温熔融法制备组成为61SiO2-2AlF3-x BaF2-(25-x)BaO-6Gd2O3-6Tb2O3(x=0、5、10、15、20、25)的钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。测试玻璃密度,分析紫外-可见透射光谱、激发光谱、发射光谱、荧光衰减曲线和X射线激发发射光谱,研究BaF2取代Ba... 详细信息

采用高温熔融法制备组成为61SiO2-2AlF3-x BaF2-(25-x)BaO-6Gd2O3-6Tb2O3(x=0、5、10、15、20、25)的钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃。测试玻璃密度,分析紫外-可见透射光谱、激发光谱、发射光谱、荧光衰减曲线和X射线激发发射光谱,研究BaF2取代BaO对Tb^3+发光性能影响。结果表明:随BaF2逐渐取代BaO,玻璃密度略有降低,紫外截止波长向短波方向移动,但Tb^3+的发光强度显著提高,荧光寿命变长。以X射线为激发源时,BaF2完全取代BaO后,Tb^3+的发光强度较取代前提高1.6倍。与BGO闪烁体相比,积分闪烁效率达到BGO闪烁体的123%,表明Tb^3+激活钆-钡-硅酸盐闪烁玻璃在X射线探测或成像领域极具应用潜力。

关键词：闪烁玻璃 Tb^3+ F^- 辐射发光

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基于Mask-RCNN的复杂背景下多目标叶片的分割和识别

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浙江农业学报 2020年第11期32卷 2059-2066页

作者：钟伟镇刘鑫磊杨坤龙李丰果华南师范大学物理与电信工程学院/物理国家级实验教学示范中心广东广州510006

在基于叶片图像进行植物识别和生长状态监控时,植物目标叶片的准确分割和识别是前提和基础,但复杂背景给叶片的分割和识别带来了极大的挑战。本研究提出基于Mask-RCNN深度学习网络分割和识别复杂背景下多目标叶片的算法,共拍摄自然生长... 详细信息

在基于叶片图像进行植物识别和生长状态监控时,植物目标叶片的准确分割和识别是前提和基础,但复杂背景给叶片的分割和识别带来了极大的挑战。本研究提出基于Mask-RCNN深度学习网络分割和识别复杂背景下多目标叶片的算法,共拍摄自然生长状态下常见的植物叶片图像7357张,标注3000张作为训练数据库,这3000张图像共包含4种植物,分别为孔雀竹芋(Calathea makoyana)、珊瑚树(Viburnum odoratissinum)、洋常春藤(Hedera helix L.)和黄花羊蹄甲(Bauhinia tomentos a)。选择这4种植物的80个测试样本图像进行分割、识别与错分率分析。结果表明:Mask-RCNN深度学习网络对这4种植物的识别效果良好,未出现误识别的情况;分割的平均图像错分率为0.93%,最大值不超过2.49%,即分割准确率达97.51%;同时该算法具有强大的迁移能力。

关键词：叶片识别 Mask-RCNN 错分率准确率

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Cu添加对FeCoZrB非晶合金热稳定性和晶化过程的影响

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稀有金属材料与工程 2022年第5期51卷 1735-1740页

作者：于万秋田博王志群刘尧棣孙亚明吉林师范大学物理国家级实验教学示范中心吉林四平136000 国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院内蒙古呼和浩特010020 长春理工大学吉林长春130022

选择在低B含量的Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)和高B含量的Fe_(39)Co_(39)Zr_(7)B_(15)合金基础上添加1at%Cu,制备Fe_(41.5)Co_(41.5)Zr_(7)B_(9)Cu_(1)和Fe_(38.5)Co_(38.5)Zr_(7)B_(15)Cu_(1)非晶合金,利用同步热分析仪(STA),X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)测试分析合金的晶化曲线及晶化相的结构,研究Cu添加对Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)和Fe_(39)Co_(39)Zr_(7)B_(15)非晶合金热稳定性和晶化过程的影响。结果表明,Cu添加稍微提高了Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)非晶合金的热稳定性,明显提高了Fe_(39)Co_(39)Zr_(7)B_(15)非晶合金的热稳定性。对于Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)和Fe_(39)Co_(39)Zr_(7)B_(15)非晶合金,晶化初期XRD存在明显的峰位移动;对于添加Cu后的Fe_(41.5)Co_(41.5)Zr_(7)B_(9)Cu_(1)和Fe_(38.5)Co_(38.5)Zr_(7)B_(15)Cu_(1)合金,晶化过程中几乎没有峰位移动。TEM测试表明Cu添加改善了纳米晶粒分布的均匀度。Cu添加对高B含量Fe_(39)Co_(39)Zr_(7)B_(15)合金热稳定性和晶化过程的影响大于低B含量的Fe_(42)Co_(42)Zr_(7)B_(9)合金。

关键词：非晶合金 Cu添加热稳定性晶面间距晶粒尺寸

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