群智能优化的动态基线调整在光纤SPR传感器信号处理中的应用

将谱宽(β)、基线下测量点数(m)、面积比(λ)作为最佳动态基线的选择依据,在两级适应度函数条件下,利用粒子群优化算法跟踪β、m、λ,寻找最佳组合参数下的动态基线,有效克服了传统基线选择较为随意的问题。搭建了光纤SPR测试装置,采集8种不同浓度的蔗糖标准溶液的光谱数据,将4种质心跟踪法进行实验对比。结果表明群智能优化动态基线法的预测精度和相关性均最好,可以有效提取质心参数,消除光源波动对测试结果的影响,为实现光纤SPR实时在线监测提供了一种有效途径,其共振波长拟合度为0.996 3,RMSE为1.78。另外,考察了三种质心计算参数的主导地位,结果表明:在设定相同适应度情况下,固定m方法效果最好,进而为质心参数的选择控制提供有效依据。

SPR谱仪的研制及在磁光复合薄膜测试中的应用

针对SPR增强磁光效应研究中复合金属薄膜结构的SPR激发测试,研制了一套角度扫描型SPR谱仪。通过巧妙的结构设计和运动控制,使得角度扫描过程中样品测试点始终处于棱镜底面样品基片的中心,保证了测试过程的一致性。对50nm金膜的重复性测验表明SPR谱仪具有较高的重复性和稳定度。利用搭建的SPR谱仪对磁光复合薄膜的测试结果表明,在制备的样品中,Au(15nm)/Co(5/10nm)/Au(5nm)复合结构是磁光等离子体系研究的最佳平台。

温度对表面等离子体振荡传感器的作用

本文采用棱镜型角度检测的方法,对表面等离子体振荡传感器进行精密检测。首先从理论上分析了温度对棱镜型表面等离子体传感器的作用机理,并根据机理进行了实验系统的设计。基于所设计的棱镜型角度检测SPR装置,研究了温度对表面等离子体振荡(SPR)共振角度的影响。实验给出了表面等离子体共振角度随被测液体温度的升高而下降的数值结果,斜率为-7.843×10-3/℃,并证明了温差控制对光传感技术中表面等离子体振荡(SPR)技术的实用化的重要性。

全固态Z-型CdS/Au/Bi2MoO6异质结的构筑及其光催化性能

采用简单的化学还原沉积和二次水热的方法成功制备了CdS和Au共同修饰Z型CdS/Au/Bi2MoO6(CdS/Au/BMO)光催化剂。通过X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)等测试技术对其组成、形貌、光吸收特性和光电化学性能等进行系统表征。实验结果表明,CdS/Au/BMO-2复合材料在可见光照射下表现出最佳的降解效率,其降解RhB的速率常数约为BMO的8.8倍和CdS的20倍。Au NPs作为固态电子媒介,为光生电子的传输和转移提供了一个通道,同时Au NPs的表面等离子体共振(SPR)效应和CdS纳米粒子显著拓宽了催化体系对可见光的响应范围;通过对催化剂的组成、结构和光电性能表征,确定了CdS/Au/BMO的能带结构,进而探讨了CdS/Au/BMO活性增强机制。

首届全国大学生物理实验竞赛试题解答与考试评析(续)

本次全国大学生物理实验竞赛的综合性、研究性实验试题共两题，每道题目包括两部分．目的是综合考察考生对不同物理实验手段的理解掌握水平和综合分析应用能力．各代表队由2人合作在8h内完成两题．

硅藻土/Bi/g-C_(3)N_(4)复合材料的制备及其可见光催化性能研究

以三聚氰胺和五水合硝酸铋[Bi(NO_(3))3·5H_(2)O]为前驱体,硅藻土为基质,制备了硅藻土/Bi/石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))复合材料。采用多种表征方法对复合材料的形貌、结构和化学组成等进行分析,在可见光(波长大于400nm)照射下,通过还原液相体系中的甲基橙(MO)考察了复合材料的光催化性能。光催化实验结果表明,质量分数为6%的硅藻土/Bi/g-C_(3)N_(4)复合材料在30min内对MO降解效率可达100%。金属Bi的表面等离子体共振效应引起的内置电场加快了电子和空穴的分离速度,硅藻土作为基质可以有效避免复合材料的团聚,其超大的比表面积有利于催化过程中复合材料活性位点的暴露,同时其复杂的孔隙结构可以促进复合材料对污染物的吸附,提高MO的降解效率。

纯金膜表面等离子增强的旋光效应

为了研究棱镜的磁光特性对系统光学响应的影响,测试了单个BK7棱镜在全内反射条件下的旋光角度谱以及BK7棱镜与金膜组合构成Kretschmann结构的旋光角度谱,并根据传统光学理论分析了光谱的成因。理论分析结果表明:在单个BK7棱镜构成的全内反射结构中,棱镜底部对p波和s波产生的反射系数差异是导致系统进入全内反射临界角之前产生较强旋光效应的主要原因;在BK7棱镜与金膜组合构成的Kretschmann结构中,棱镜的磁光特性使得光波到达金膜表面之前产生了较小的s光分量,金膜表面等离子共振激发削弱了p光振幅,两种因素结合产生了一种新的表面等离子共振增强磁光效应的物理机制。实验结果表明:Kretschmann模式下,26nm厚金膜的表面旋光角最大为1.7°,克服了传统磁光克尔效应响应较弱的缺点。