波导增强拉曼光谱技术在食用油检测中的应用

依托本科生科研课堂实验课程研究成果,报告了一种基于波导增强的拉曼探头的食用油检测实验方案。在科研课堂教学研讨过程中,首先对拉曼信号的产生和波导增强的理论模型进行了深入的仿真和分析,然后结合食用油智能分类的具体应用场景,引入了PCA-UVE-ELM算法,实现了对不同拉曼信号的增强和分类,且该算法具有良好的可扩展性。本实验课程还对实验方法、实验步骤进行了改进设计,旨在提高学生的科研兴趣,培养他们的创新思维和钻研精神。

用于饮料中山梨酸钾快速测定的负压液芯波导增强拉曼光谱技术研究

以Teflon-AF材质的液芯波导管为核心部件,构建了负压液芯波导增强型拉曼检测系统,可以高效消除液芯光路中液体样品的气泡干扰,有效保障液芯波导长光程的拉曼增强作用。在此基础上,开发了功能饮料中食品添加剂山梨酸钾的现场快速检测方法,最低检出限(LOD)为0.05g/kg,加标回收率在98%~105%之间。同时,为了进一步降低负压液芯波导增强型拉曼检测系统对山梨酸钾的LOD,本研究利用冷冻富集技术对样品进一步浓缩,加入20.5g/kg氯化钠后,经过静态冷冻30min、离心冷冻10min的冷冻富集处理,山梨酸钾的LOD可以达到0.005g/kg,方法的日内和日间稳定性(RSD)在3%~4%之间,实际样品检测的加标回收率在94%~106%之间。

硅基波导共振增强型光电探测器的设计与模拟

SiGe是间接带隙材料,吸收系数非常小,因而SiGe探测器在红外波段的量子效率很低.本文提出一种新型的探测器结构,即波导共振增强型光电探测器,该器件主要由两个介质布拉格反射镜和波导吸收区构成,器件尺寸较传统波导型探测器大为减小,吸收区的长度不受SiGe临界厚度的限制,实现了量子效率和响应速度的优化.本文在数值模拟的基础上,对器件结构进行了优化设计,结果表明7·6μm长的波导探测器可以得到20%以上的量子效率.

基于等离子波导的表面增强拉曼芯片仿真分析

本文设计了一种基于长程等离子波导的表面增强拉曼光流体芯片,利用介质波导激发等离子波导的耦合结构减小传输损耗,增加传输距离,以实现拉曼信号的长程探测。在632.8 nm的激发光入射下,以金(Au)作为等离子波导芯层材料,PTFE做为介质光波导芯层材料,经仿真分析发现:介质光波导宽度为4 m、厚度为0.2 m,等离子体波导宽度为4.5 m、厚度为13 nm,两波导间距D为3.1 m时,耦合效果最好,场强大小约1.8024×10^(8),传输距离约0.3 mm,是单独使用等离子波导传输距离的两倍。该研究为实现表面增强拉曼微流体芯片长程探测提供了理论依据。