摘要：LED具有效率高、体积小、功耗低、寿命长等优点,并且因其具有可轻易实现宽幅光谱调控的特性,在植物照明领域崭露头角。植物照明用LED分为两大类,一类是单色光LED,另一类是白光LED,其中植物照明用白光LED可与单色LED混合或者单独使用从而实现植物补光照明。植物封装用白光LED大部分采用蓝光LED芯片或紫外LED芯片和荧光粉组合实现,即荧光粉转换型白光LED,但是光谱集中于可见光偏蓝,对植物进行光合作用的效率不明显。植物对于光的吸收不是全波段的而是有选择性的,基于植物光合作用吸收光谱的特殊性,将白光LED光谱的显色性能作为评判其光谱是否适合植物生长所需的光质的标准,其平均显色指数Ra,特殊显色指数R9(饱和红光),R12(饱和蓝光)被考虑选择为植物照明用白光LED的主要性能评价参数。为设计出植物进行生长发育所需要的、性能良好的能应用于植物照明领域的白光LED,选用常见商用YAGG为绿色颜色转换材料,选用(Sr,Ca)AlSiN 3为红色颜色转换材料,并用传统高温固相法制备了系列光谱可调的(Sr,Ca)AlSiN 3荧光粉,并进行了光谱性能分析。通过将搭建好的LED结构模型导入光学仿真软件并分别引入绿色荧光粉颗粒、红色荧光粉颗粒以及蓝光芯片的特性参数,在Lighttools中分别建立了单蓝光LED芯片(450 nm)和双蓝光LED芯片(450+470 nm)激发(Sr,Ca)AlSiN 3和YAGG荧光粉组合,实现了白光LED的光学仿真模型,研究了两种激发模式下仿真得到的不同色温白光LED的光谱功率分布及其显色性能。用蓝光LED芯片、(Sr,Ca)AlSiN 3以及YAGG荧光粉组合进行了单芯片和双芯片显色性能差异的封装验证。通过将Sr_(0.8)Ca_(0.12)AlSiN_(3)∶0.08Eu^(2+)和YAGG荧光粉的混合物点涂在双蓝光LED芯片上进行了白光LED的封装制备,获得了Ra=91.2,R9=96.1,R12=78.9,光谱辐射光效LER=126 lm·W^(-1)的高效高显色白光LED其含有植物生长所需要的蓝光和红光。

摘要：根据非成像光学理论,提出了一种基于准直系统的自由曲面设计方法。以几何光学为理论基础,设计了一种关于中心轴旋转对称的新型发光二极管(LED)准直系统。准直系统的集光角约为236°,出射光半发光角度小于1°。基于几何光学和能量守恒定律,在准直系统的出射平面上设计了自由曲面,并给出了"多对一"的能量拓扑关系和均匀矩形光斑的照明设计方法。借助Matlab软件,对自由曲面的面型数据进行求解,并在曲线曲面的非均匀有理B样条(NURBS)曲面的理论基础上,采用SolidWorks软件搭建模型,并通过光学设计软件LightTools进行模拟分析。仿真结果表明:新型准直系统能够实现大角度光线的准直,基于准直系统的自由曲面设计方法实现了均匀的矩形光斑。

摘要：为了探究不同偏振构型超表面对偏振检测效果的影响,利用梯度下降法和退火优化智能算法设计制备了工作波长为1550 nm,偏振构型分别为平面、普通四面体、正四面体的3种超表面衍射光栅,实验对比了它们对完全偏振光的检测能力。结果表明,正四面体光栅的检测误差最小,具有最佳的性能:恢复得到线偏振角度的均方根误差为0.79°,小于1°;对于椭圆偏振光,方位角和椭偏角的均方根误差分别为2.93°、3.76°。另外,所设计的超表面衍射光栅在1540 nm和1560 nm同样可以实现偏振检测,具有一定的宽带性能。所提出的偏振检测超表面按需逆向设计方法和对不同偏振构型超表面偏振检测性能的研究为未来设计具有灵活、高精度检偏性能的超表面提供了技术依据。

摘要：提出了一种扩展重采样次谐波方法生成大气湍流相位屏,扩展了低频补偿的起始区域,并设计了低频补偿区域的新型采样方式。以Kolmogorov理论进行模拟,分析了该方法设置不同次谐波级数所生成相位屏的相位结构函数与理论值的误差,搭建大气湍流模拟系统进行分析。结果表明:扩展重采样次谐波法生成相位屏的相位结构函数与理论值的相对误差为0.368%,加载此方法生成的大气湍流相位屏后,产生的湍流效应对图像调制传递函数的影响与湍流调制传递函数曲线的误差平均值为0.0336。该方法能够生成高精度的大气湍流相位屏。

摘要：数据非依赖采集张量(data independent acquisition tensor,DIAT)是一种质谱数据格式,用于处理和分析数据非依赖采集方法获得的蛋白质组学数据。与传统方法相比,DIAT技术具有便捷的数据可视化处理和高效的深度学习模型训练等优势。但由于目前缺乏支持DIAT格式数据的软件平台,限制了其应用。为解决这一问题,本文基于PyQt框架设计了一款用于处理和分析DIAT数据的软件,涵盖了与DIAT技术相关的所有功能,使用户能够轻松地利用DIAT数据进行复杂分析,降低了使用门槛,为数据非依赖采集(DIA)质谱数据分析注入了活力。

摘要：为了在多云天气或含有如建筑物、树木等遮挡物的复杂场景下实现无人机、汽车、船舶等移动载体快速、稳定、自适应的偏振导航定向,提出了一种基于蛇优化(SO)和最大类间方差(Otsu)算法的图像分割算法(SO-Otsu算法)。该方法直接对天空偏振度图像进行分割,通过设计二值化掩模提取有效的天空偏振信息,去除偏振信息中含有遮挡物的异常像素信息点。最后利用保留的有效像素信息点结合天空的瑞利散射模型解算太阳矢量,获得航向角,实现偏振导航定向。相较于传统Otsu算法,SO算法的引入,可以对偏振度图像进行快速自适应阈值计算,将航向角的解算时间有效地缩短了约40%。同时实验证明,该方法在树木、建筑等遮挡物的遮挡率范围为17%~83%的情况下,解算的航向角误差均方根小于0.75°,满足偏振导航的需求。

摘要：当前白光LED主要通过采用蓝光芯片激发黄色发光YAG∶Ce^(3+)来实现,由于光谱中缺少足够的红光成分,光源通常存在显色性能较差的问题。因此,长波荧光材料(>600 nm)的应用对于高品质白光LED照明的实现尤为重要。为了进一步掌握配位结构对Ce^(3+)能带/电子结构的影响规律,指导Ce^(3+)离子掺杂长波荧光材料的设计研发,本文通过第一性原理计算,利用广义梯度近似(GGA)中密度泛函理论(DFT)深入研究了Y-Si-N-O体系荧光材料Y2Si3N4O3∶Ce^(3+)、Y_(4)Si_(2)N_(2)O_(7)∶Ce^(3+)和Y_(3)Si_(5)N_(9)O∶Ce^(3+)的晶体及能带/电子结构特性,并结合实验测试结果对晶体及能带/电子结构与Ce^(3+)发光特性之间的内在关系进行分析。研究结果表明,针对Ce^(3+)离子掺杂长波荧光材料的设计研发,可以重点对具有高含N量、短Ce—N配位键、低对称性配位结构特性的氧氮化物材料进行筛选。

摘要：为了拓展超材料在太赫兹波段的生物传感应用,设计了一种双开口环结构的太赫兹超材料生物传感器,通过两个等效电容电感(LC)谐振实现了高折射率灵敏度传感。首先,使用有限积分技术(FIT)数值计算了该传感器的太赫兹光谱,并对其进行了结构尺寸优化。然后,在传感器表面放置了一层折射率可变的分析物,通过对不同透射光谱的计算分析,验证了该传感器具备161.06 GHz/RIU(RIU为折射率单位)的折射率灵敏度和1.98的品质因素(FOM)值。最后,采用传统光刻技术和剥离工艺在石英衬底上制作铜金属结构,制备了该传感器,利用其对牛血清白蛋白(BSA)溶液进行了实际测试,实验得到传感灵敏度为59.02 GHz/(ng·mm^(-2))和检测下限为0.004 mg/mL。

摘要：为了实现高灵敏度的温度传感,通过在基于保偏光纤Sagnac干涉仪的Sagnac环内增加一段保偏光纤,控制两段保偏光纤快轴熔接角度接近45°,设计并制造了保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环结构。在理论上通过Jones矩阵推导了保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环的干涉谱公式,基于仿真分析研究了主要参数对保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环输出特性的影响。仿真结果表明,保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环实现了光学游标效应,两段保偏光纤的平均长度、两段保偏光纤的长度差分别影响保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环输出干涉谱的波长间隔和包络周期;在实验中,将保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环应用在光纤温度传感器中。实验结果表明,在2cm的感温区域,保偏光纤转轴熔接Sagnac干涉环温度传感器的灵敏度就达到了-2.44nm/℃,是普通Sagnac干涉环温度传感器(-0.163nm/℃)的14.97倍。

摘要：全无机铯铅卤钙钛矿因其优异的光电性能受到广泛关注。然而,薄膜较差的稳定性和制备中大量昂贵且有毒有机溶剂的使用,严重阻碍了其商业化应用进程。在本工作中,水溶液被用作配制含氯化钠(NaCl)的钙钛矿前驱液的溶剂。通过一步溶液法获得原位生长的NaCl/CsPbBr_(3)钙钛矿复合薄膜,并在该过程中引入二甲基亚砜(DMSO)溶液来优化其晶体结构及光学性能。研究表明,NaCl和DMSO的协同作用可以调控复合薄膜中晶粒的形貌、提高相纯度并增强荧光发射。当DMSO和前驱体溶液体积比为1∶2时,复合薄膜呈现出最佳的绿光发射,荧光量子效率达48.2%。此外,得益于NaCl的有效复合及优化的晶体结构,所制备的复合薄膜具有增强的稳定性。该设计思路有利于制备柔性、大面积和高稳定性显示用荧光转换薄膜。