国家杰出青年科学基金(61102023)
- 作品数：7 被引量：25H指数：3
- 相关作者：吴一辉周文超郝鹏李凯伟刘桂根更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院大学吉林大学更多>>
- 发文基金：国家杰出青年科学基金国家高技术研究发展计划吉林省科技发展计划基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学更多>>
- 全血微流控芯片的高灵敏度多参数光探测被引量：3
- 2013年
- 针对微流控芯片尺寸小引起吸光度检测方法中光程短的问题,提出了基于类法布里-珀罗（F-P）共振腔的全反射光探测结构并采用离心驱动方法实现了微流控芯片上全血的高灵敏度多参数分析.首先,理论分析了取得最大光程和最佳信噪比的条件,分析表明：探测池体积一定时,理论最大光程仅与入射光斑直径平方成反比,信噪比与反射次数与反射率有关.然后,优化设计了一探测池结构,通过检测亚甲基蓝溶液实验验证了所设计探测池结构的灵敏度,其光程提高了1～2个量级.最后,在芯片上检测全血中的白蛋白和葡萄糖两种物质,结果表明,亚甲基蓝溶液、白蛋白试剂、葡萄糖试剂3种物质的线性相关系数分别为0.999 07、0.993 94、0.992 87,线性度很好,为微流控芯片实现全集成全血的多参数测量奠定了基础.
- 周文超吴一辉郝鹏刘桂根刘永顺
- 关键词：微流控芯片光程线性相关系数
- 金纳米线与亚波长狭缝结合实现局域场增强研究被引量：6
- 2014年
- 为了获得更强的局域场来增强喇曼散射信号或非线性效应,提出了在亚波长金狭缝中放置两列紧邻金纳米线的结构,将两纳米线近场耦合效应和狭缝类法布里-珀罗共振对电场的放大作用结合起来实现纳米线间更强的电磁场.理论分析得出,两纳米线间电场强度在狭缝深度增加时呈现周期性起伏变化,满足类法布里-珀罗共振条件时出现峰值,且纳米线对于发生共振时狭缝深度有调制作用;电场强度在狭缝周期近似等于入射波长附近呈现突变趋势,在纳米线间距增加时呈指数递减.用有限元法对增强机理进行了仿真,结果表明:在纳米线间距为1nm和2nm时,增强效果较好;狭缝周期为600nm、深度为310nm、宽度为100nm、纳米线间距为1nm,在波长650nm时,两金纳米线中心热点处电场增强为200倍,达到109的喇曼增强因子,比单纯的两根金纳米线的热点处增强因子提高了3个数量级.
- 宋超郝鹏余幕欣周文超陈思唯吴一辉
- 关键词：近场耦合纳米线喇曼散射表面等离子体共振
- 二维阵列狭缝阿达玛光谱仪波长准确度研究
- 2013年
- 二维阵列狭缝模板是阿达玛编码模板的一种新的设计思想,分析了模板上同列狭缝的加工误差对仪器波长准确度的不利影响,在此基础上,给出了减少同列狭缝高度、垂直光谱维方向上位置不一致性误差对仪器波长准确度影响的方法,以及同列狭缝在光谱维方向上位置不一致导致解码所得谱线产生的光谱偏移量的粗略估计方法,并建立模型进行仿真,计算了当模板上某列狭缝存在宽度、光谱维方向上位置不一致性误差时,解码所得其他各列狭缝谱线分布上测量误差的大小,根据仿真结果可以初步确定模板的加工精度。通过该研究有助于合理设计MEMS(微机电系统)二维阵列狭缝模板,获得对系统误差的有效补偿,提高仪器的波长准确度。
- 迟明波郝鹏吴一辉
- 关键词：波长准确度MEMS工艺
- 基于修正简化模式法的熔融石英光栅分束器设计被引量：1
- 2014年
- 对用于光栅优化设计初值估计的简化模式法（SMM）进行了修正。考虑介质光栅的反射对透射率的影响,从多层膜等效的角度结合模式理论,推导出介质光栅的透射效率公式,实现了对SMM的修正。计算结果表明,与SMM相比,修正后的方法与严格耦合波（RCWA）的计算偏差大大缩小,TE和TM波都小于2%。因此相对于只能提供设计参数优化初值的SMM,该方法可对光栅参数进行优化;与RCWA相比,该方法将透射光栅的衍射效率表达成模式的相位差偏移和光栅与空气导纳之差引起的反射,更直观地展示了光栅衍射的物理过程。基于此修正的简化模式法（MSMM）,优化设计了一个双端口光栅分束器,该光栅在1020~1100nm波段,TE波和TM波的0级和-1级透射效率都在50%左右,具有较好的分束效果。
- 王斌郝鹏吴一辉李胤
- 关键词：光栅衍射理论多层膜相位差分束器
- 基于纳米磁珠放大的高灵敏度纳米光纤生化传感器被引量：4
- 2014年
- 为满足临床诊断对生化传感器灵敏度和特异性的要求,研究了纳米磁珠对纳米光纤光传输特性的影响,以及纳米磁珠作为标记物同时完成目标待测物提纯和高灵敏度检测的可能性。详细介绍了锥形纳米光纤传感器的制备过程、表面处理方法和纳米磁珠的处理方法,设计实验检测到了直径200-300nm的单个纳米磁珠,验证了纳米磁珠的强信号放大作用,并通过实验验证了磁珠同时用作分离提纯和灵敏度增强的方案在纳米光纤传感器上的可行性。
- 代方李凯伟周文超张威余慕欣柳常清吴一辉
- 关键词：传感器生化检测
- 二维亚波长金属光栅多波长透射滤光片被引量：8
- 2013年
- 为实现阵列化、多波长光探测器件的微型化与集成化，设计了一种基于亚波长金属光栅导模共振原理的透射滤光片。利用波导理论分析了二维金属光栅波导对称和非对称两种结构的共振特性，数值仿真分析了光栅各参数如占空比、光栅厚度、侧壁角度等对透射谱线的影响，并给出了结构优化参数范围。研究表明，透射滤光片的峰值波长与半峰全宽（带宽）取决于光栅周期和缓冲层厚度，带宽的调节范围为2~45 nm，最大透射率为81.7%，所设计的滤光片具有偏振无关性，较好地满足了当前微流控芯片、生物传感阵列等微量样品集成化探测的需求。
- 周文超吴一辉郝鹏刘桂根李凯伟
- 关键词：光栅导模共振带宽
- 单元超透镜模式分析及其亚波长成像特性研究被引量：3
- 2014年
- 提出了一种可工作于可见光波段的波长可调的超透镜。该超透镜由一层等离子体金属薄膜和两侧等厚介质薄膜的平面波导构成。通过分析介质薄膜对波导表面等离子体模式的调制作用,给出了超透镜的成像规律。结果表明,通过调节透镜介质薄膜的厚度可实现从365-515nm、分辨率为λ/6、高能量透射率的亚波长成像。该三层膜超透镜结构简单,可有效地减小制备误差及表面粗糙度对成像的不利影响,降低了制造难度。此结构以其简单的结构、出色的成像性能在亚波长光刻、生物显微镜、高密度数据存储等方面具有潜在的应用价值。
- 余慕欣周文超吴一辉
- 关键词：图像处理超分辨表面等离子体
