1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093 上海理工大学光学仪器与系统教育部工程研究中心， 上海 20009上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室， 上海 200093
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院， 上海 200093
荧光碳量子点是一种新型的、 有前途的光致发光纳米材料。 由于其多样的理化性质和独特的光学特性， 低成本、 生态友好、 丰富的功能基团等优势， 在生物成像、 光电器件、 光催化、 离子检测、 靶向药物输运等领域有广阔的应用前景。 发光二极管（LED）多年来一直是学术研究的热点， 广泛应用于液晶显示、 全彩显示和日常照明设备中。 许多荧光材料已经被应用于LED的研制; 纳米荧光碳量子点因其具有荧光发射波长可调、 发光性能稳定、 环境友好、 原材料丰富、 成本低廉等优点在光电器件方面有着极大的应用前景。 但目前碳量子点的可控制备依然是个挑战， 大多数碳量子点的荧光发射波长主要集中在蓝、 绿光波段， 且量子产率偏低， 限制了碳量子点在该领域的发展。 因此， 合成覆盖全光谱的荧光碳量子点并简单分析其发光机理可以极大地推动碳量子点在白光LED领域的应用。 以柠檬酸三胺为前驱体， 以多种低毒、 廉价的酸试剂为修饰剂， 采用一步溶剂热法成功制备了全色荧光碳量子点， 并用荧光光谱仪、 透射电镜、 X射线衍射仪、 拉曼光谱仪、 X射线光电子能谱仪、 紫外-可见分光光度计及傅里叶变换红外光谱仪对制备的碳量子点进行了表征分析。 结果表明， 所制备的碳量子点尺寸均匀， 分散性好， 发射的荧光由蓝色逐渐变为红色， 发射峰值波长在450～650 nm之间可调， 其荧光量子产率均在30%以上， 红色碳量子点的量子产率高达38.75%， 且表面富含羧基和羟基， 具有很强的亲水性。 通过不同酸试剂控制碳量子点的石墨化程度和表面羧基的数量， 简单探究了碳量子点的发光机理。 通过向环氧树脂中添加一种或多种颜色的碳量子点制备了全彩发射CQDs/环氧树脂复合薄膜， 并制备了三种具有高显色指数的白光LED， 其中暖白光LED的CIE色坐标为(0.43, 0.39)， 相关色温为3 913 K， 显色指数为86; 制备的中性白光LED的CIE色坐标为(0.37, 0.37)， 相关色温为4 170 K， 显色指数为85.5; 制备的冷白光LED的CIE色坐标为(0.30, 0.34)， 相关色温为6 857 K， 显色指数为80.4。 该研究为开发低成本全彩色荧光薄膜和发光器件的替代荧光粉提供了一种新思路。英文标题>Preparation of Full-Color Carbon Quantum Dots and Their Application in WLED
碳量子点 全彩色 多酸试剂 荧光薄膜 白光发光二极管 Laboratory of Modern Optics System， University of 光谱学与光谱分析
2023, 43(5): 1358
1 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
本文通过电子束蒸发技术制备了金属锡掺杂浓度不同的一系列ITO薄膜。采用X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见光-近红外分光光度计、四探针测电阻仪和Z扫描系统分别对ITO薄膜的物相结构、微观形貌、光学吸收、方块电阻和非线性光学性能进行测试和表征。结果表明, 随着金属锡掺杂浓度由10%增加到30%: ITO薄膜的结晶质量增加; 薄膜表面粗糙度增加, 晶粒尺寸逐渐增大; 等离子体吸收增强, 且吸收峰的位置发生红移, 光学带隙变窄; 薄膜的方块电阻不断减小; 非线性吸收系数逐渐增加, 绝对值最大可以增至2.59×10-7 cm/W。时域有限差分拟合结果表明金属锡掺杂浓度不同的ITO薄膜电场强度变化规律与实验结果相一致。
氧化铟锡 局部表面等离子体共振 非线性光学响应 Z扫描 增强电场 掺杂 电子束蒸发 ITO LSPR nonlinear optical response Z-scan enhanced electric field doping electron beam evaporation
Author Affiliations
Abstract
Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education and Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
In this study, a batch of indium tin oxide (ITO)/Sn composites with different ratios was obtained based on the principle of thermal evaporation by an electron beam. The crystalline structure, surface shape, and optical characterization of the films were researched using an X-ray diffractometer, an atomic force microscope, a UV-Vis-NIR dual-beam spectrophotometer, and an open-hole Z-scan system. By varying the relative thickness ratio of the ITO/Sn bilayer film, tunable nonlinear optical properties were achieved. The nonlinear saturation absorption coefficient maximum of the ITO/Sn composites is , approximately 21 and 1.72 times more enhanced compared to monolayer ITO and Sn, respectively. Moreover, the improvement of the sample nonlinear performance was verified using finite-difference in temporal domain simulations.
ITO/Sn composite film Z-scan nonlinear absorption characteristic synergistic effect electric field enhancement Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 081902
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海理工大学 光学仪器与系统教育部工程研究中心，上海 200093
3 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
4 恒迈光学精密机械（杭州）有限公司，浙江 杭州 311421）
荧光碳量子点是一种新型的光致发光纳米材料，由于其具有稳定的发光性能、丰富的表面官能团、安全无毒、生物相容性好、成本低廉等优势，在潜指纹检测和识别领域有着极大的应用前景。潜指纹是指人的手指分泌物留在固体接触面上靠肉眼难以分辨的痕迹，需要借助物理或化学方法以有效地显现和提取。到目前为止，关于碳量子点显影潜指纹并与计算机技术结合精确识别指纹的研究鲜有报道。以邻苯二胺为前驱体，以草酸锌为修饰剂，采用一步溶剂热法成功合成了红色荧光碳量子点，将红色荧光碳量子点与聚乙烯吡咯烷酮混合，干燥研磨后制备出均匀分散、量子产率高达27 %的红色固态荧光碳量子点，并成功应用于多种基底上潜指纹的增强检测。为了精确评价显影潜指纹与目标对照指纹之间的相似度，通过结构相似度算法进行相似度分析，锡纸上潜指纹的匹配度高达90.5 %，表明红色固态荧光碳量子点结合数字处理程序能很好地显影和精确识别潜指纹，在刑事侦查领域具有极大的应用前景。
固态碳量子点 红色荧光 潜在指纹 人工智能 solid carbon quantum dots red fluorescence latent fingerprints artificial intelligence
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 200093
2 上海理工大学 光学仪器与系统工程研究中心，上海 200093
3 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室，上海 200093
光源是投影显示系统的核心组成部件。激光投影光源具有亮度高、寿命长和色域广等特点，但存在成本较高和散斑现象的问题。将激光结合激发荧光作为投影机光源，可以有效降低成本并解决散斑问题。通过将钇铝石榴石(YAG)荧光粉和激光单元结合制成混合光源，研究了不同荧光粉质量分数及工作温度对混合光源发光特性的影响。实验结果表明，光源的亮度和色度坐标值均随着荧光粉质量分数的增大而提高，而荧光粉的转化效率随着工作温度的升高而降低。研究结果验证了激光–荧光混合作为投影机用光源的可行性，不仅降低了整机的制造成本，解决了激光光源存在的散斑问题，而且降低了对光源光学元件加工的精度要求，提升了量产的制成能力。
投影显示 激光光源 荧光 发光特性 projection display laser light source fluorescence luminous characteristics 陶春先 1,2,3钱晓晨 1,2,3,*马守宝 1,2,3刘琼 1,2,3[ ... ]张大伟 1,2,3
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
3 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
指纹检测是刑事科学技术中的重要组成部分,对案件侦破起着关键的作用。但是在犯罪现场存在的潜在指纹,可见光方法难以看清和照相固定,必须使用特殊的光学检测技术以有效地显现和提取。主要从以下四个方面讨论了目前光学指纹检测的技术现状和不足:(1) 几种提取潜在指纹的主流光学检测方法以及相应特点;(2) 不同光学检测方法对应的发光原理;(3) 不同光源系统的特点和对探测效果产生的影响;(4) 针对一些特殊客体及情况开展的一系列优化指纹所得图样的对策。最后,对现今的一些指纹光学检测技术在疑难客体、自动化和指纹遗留时间方面的不足进行了分析并对未来的发展前景进行了展望。
应用光学 潜在指纹 指纹显现 applied optics latent fingerprints fingerprint revealing
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
3 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
4 复旦大学 高分子科学系, 上海 200433
以牛血清蛋白(bovine serum albumin,BSA)、氯金酸(HAuCl4)、NaOH等为原料,采用一锅合成法制备了牛血清蛋白-Au配合物(BSA-Au),观察到了样品的宽带红光荧光发射。通过库仑力作用将BSA-Au与表面带有正电荷的金纳米颗粒进行复合,对纳米复合物的吸收光谱及荧光光谱特性进行了研究。实验结果表明,在本实验条件下,金纳米颗粒虽然增强了复合物样品在可见光区域的光吸收,但对BSA-Au红光发光有猝灭作用。complexes and the Au nanoparticle@BSA-Au nanocomposites
牛血清蛋白 亚纳米尺度金簇 荧光光谱 bovine serum albumin sub-nm gold cluster photoluminescence spectra
曾媛 1,2,3,4钱晓晨 1,2,3,4顾页妮 1,2,3,4韩朝霞 1,2,3,4陶春先 1,2,3,4
1 上海理工大学 上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
2 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
3 上海理工大学 教育部光学仪器与系统工程研究中心, 上海 200093
4 上海理工大学 上海光学仪器研究所, 上海 200093
提出了基于傅里叶变换的双曝光散斑场的全场数字化测量。对双曝光散斑图进行傅里叶变换得到条纹图以灰度归一法和相位构造法将其优化,获取低噪声、高对比度的散斑干涉条纹。平面位移的测量实验结果表明,数字散斑照相技术适合计算机进行自动条纹识别和位移场计算,能得到较为精确的水平位移值,可实现变形场的精准测量。
傅里叶变换 数字散斑照相 变形场 Fourier transform digital speckle photography deformation field
上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海市现代光学系统重点实验室, 上海 200093
三维荧光光谱技术是重要的物质分析技术之一。基于三维荧光光谱技术对掺杂煎炸油的食用植物油进行了检测，分析了不同掺杂浓度下的光谱强度、光谱峰值位置和瑞利散射。研究发现发射波长、光谱强度和瑞利散射随着掺杂浓度会发生相应变化。为了更加准确地分析煎炸油对食用植物油的影响，对掺杂过程中的维生素E 荧光峰进行了分析。实验发现，维生素E荧光峰的位置随着掺杂浓度变大发生红移，同时荧光强度随着掺杂浓度变大而变小。通过掺杂5%煎炸废弃油的食用油和纯植物油的荧光发射光谱的对比，验证了三维荧光光谱检测具有较高的灵敏度。实验结果表明三维荧光光谱分析技术对食用植物油中是否掺杂煎炸油的检测是可行、有效的。
光谱学 三维荧光光谱 光谱强度 荧光峰 煎炸油
