核壳结构 NaErF4@NaYF4 上转换纳米颗粒赋能可见光 CCD 实现近红外散斑波长计
光学
2021-07-20 v1 仪器与探测器
摘要
散斑图案已被广泛证实可用于重建波长信息。为实现更高分辨率，人们研究了多种光学漫射波导，重点关注其波长灵敏度。然而，在成本、体积、分辨率和稳定性之间取得平衡一直是一项挑战。本工作中，我们仅通过混合 TiO2 颗粒与紫外胶设计了一种紧凑型圆柱随机散射波导（CRSW）作为光漫射器。散斑图案由光在 CRSW 中的多次散射产生。重要的是，我们将一层上转换纳米颗粒（UCNPs）喷涂在 CRSW 的端面上。这使得近红外（NIR）光被转换为可见光，打破了可见光相机在 NIR 波段的成像限制。我们进一步设计了一种卷积神经网络（CNN）来识别散斑图案的波长，其具有良好的鲁棒性和优异的迁移学习能力，从而在约 1550 nm 处实现了 20 kHz（0.16 fm）的高分辨率，且耐温性为 2 摄氏度。我们的结果为一种低成本、紧凑且简单的近红外波长计提供了方案，其尤其具有超高分辨率和良好的温度稳定性。
引用
@article{arxiv.2107.08652,
title = {Core shell NaErF4 at NaYF4 upconversion nanoparticles qualify a NIR speckle wavemeter by a visible CCD},
author = {Tianliang Wang and Yi Li and Long Yan and Qin Liang and Xu Wang and Jinchao Tao and Jing Yang and Yanqing Qiu and Yanlong Meng and Bangning Mao and Shilong Zhao and Pengwei Zhou and Bo Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.08652},
year = {2021}
}
备注
15 pages, 13 figures,1 table