个人资料
- 直属机构：光电科学与工程学院
- 联系电话：
- 性别：男
- 电子邮箱：bozhang@suda.edu.cn
- 专业技术职务：
- 办公地址：www.优德88.cpm （天赐庄校区）激光楼407
- 毕业院校：复旦大学
- 通讯地址：江苏省苏州市www.优德88.cpm 十梓街1号
- 学位：理学博士学位
- 邮编：
- 学历：博士研究生毕业
- 传真：
教育经历
- 本科,2014.09-2018.06,光电信息科学与工程,大连理工大学,理学学士,2018.06,光电信息科学与工程,大连理工大学
- 硕士,2018.09-2021.06,光学工程,大连理工大学,工学硕士,2021.06,光学工程,大连理工大学
- 博士,2021.09-2024.06,电磁场与微波技术,复旦大学,理学博士,2024.06,电磁场与微波技术,复旦大学
工作经历
- 2024.07-至今,光电科学与工程学院,讲师（优秀青年学者）
个人简历
张博，男，讲师，2024年6月毕业于复旦大学并获理学博士学位（提前毕业）。2024年7月加入www.优德88.cpm 光电科学与工程学院，并获评www.优德88.cpm 优秀青年学者。在Analytical Chemistry、Sensors and Actuators B: Chemical、Optics Letters、Optics Express等知名期刊发表学术论文28篇，其中1篇入选ESI高被引论文，授权发明专利3项。获辽宁省优秀毕业生、大连理工大学优秀毕业生、复旦大学优秀毕业生、辽宁省优秀硕士毕业论文、研究生国家奖学金、“学术之星”称号、华泰证券科技奖学金等多项荣誉。目前主要从事光声光谱技术、光纤声波传感技术的基础研究与应用研究。
【一作/学一发表学术论文情况】：
Analytical Chemistry：中科院一区TOP、NI期刊、IF：6.7（2024）
1、Anal. Chem., 2023, 95(34): 12761-12767.
2、Anal. Chem., 2023, 95(34): 12811-12818.
Sensors and Actuators B: Chemical：中科院一区TOP、IF：8.0（2024）
3、Sen. Actuator. B-Chem., 2019, 283: 1-5.
4、Sen. Actuator. B-Chem., 2020, 310: 127825.
Optics Letters：中科院二区TOP、IF：3.1（2024）
5、Opt. Lett., 2023, 48(16):4201-4204.
Optics Express：中科院二区TOP、IF：3.2（2024）
6、Opt. Express, 2023, 31(21):32708-32720.(Editor's Pick)
7、Opt. Express, 2020, 28(5): 6618-6630.
IEEETransactions on Instrumentation and Measurement：中科院二区TOP、IF：5.6（2024）
8、IEEETrans. Instrum. Meas., 2020, 70: 1-7.
9、IEEETrans. Instrum. Meas., 2020, 69(10): 8486-8493.
Sensors and Actuators A: Physical：IF：4.1（2024）
10、Sen. Actuator. A-Phys., 2019, 290: 119-124.
【谷歌学术主页】：
https://scholar.google.com.hk/citations?user=SHUEvJAAAAAJ&hl=zh-CN
【社会任职】：
1、江苏省衍射光学器件与应用JMRH创新平台秘书
2、担任Photonics Research等知名期刊审稿人
【获奖情况】
2024-复旦大学优秀毕业生
2023-复旦大学华泰证券科技奖学金
2021-辽宁省优秀硕士毕业论文
2021-辽宁省优秀毕业生
2020-大连理工大学“学术之星”称号
2020-大连理工大学校长奖学金（屈伯川奖学金）
2020-大连理工大学优秀研究生标兵（每年10人）
2020-研究生国家奖学金
2019-大连理工大学CASC专项奖学金
2018-大连理工大学优秀毕业生
研究领域
【光声效应】
1880年，美国科学家A. G. Bell于固体中观测到光声效应。此后，研究人员在液体、气体中发现光声效应。
以气体分子红外特征性吸收为例，光声光谱技术的基本原理如下图所示，可以概括为：当激发光照射在待测气体上，气体分子选择性地吸收光能并跃迁到高能级。高能级的气体分子状态不稳定，会发生无规则碰撞，并且主要以无辐射跃迁的形式回到低能态。这个过程中，被吸收的光能部分转化为气体的平动能，表现为气体温度的升高，在密闭空间内，一方面，气体温度升高会引起气体体积的膨胀，如果入射光的频率是周期性调制的，那么气体体积将会周期性膨胀收缩，产生光声压力波。通过选取合适的声波传感器，可以实现微弱光声信号的提取。一般地，光声信号的强度正比于所使用的声波传感器的灵敏度、气体分子红外吸收系数、气体浓度以及激发光的功率。基于此原理，我们可以实现对气体浓度的测定。
【柔性光声气体传感技术】
得益于光声光谱微量气体检测技术的出色性能，其已在变压器油中溶解气体分析等领域开展广泛应用。根据GB/T 7252-2001，变压器油中溶解特征气主要包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳以及二氧化碳。
二氧化碳气体分子较为特殊，尤其是二氧化碳作为最重要的温室气体，使得对于二氧化碳的精准检测尤为重要。然而，二氧化碳气体分子具有较低的振动-转动跃迁速率，因此其弛豫时间较长，使用高频调制的手段进行光声信号的激发、检测存在信噪比变差的情况，因此低频检测尤为重要。为了弥补传统光声池的材料多基于黄铜、不锈钢、铝等金属材料制成的圆柱管所导致的内表面精细度差、光在内表面传输效率低等缺点，我们提出基于泄露型空芯光纤的柔性光声气体传感方案，其原理示意图如图所示。
我们基于泄露型空芯光纤的柔性光声气体传感法，在考虑声学粘滞阻尼、光传输损耗的基础上对经典光声光谱理论进行了修正补偿，并且用有限元分析的手段将修正模型与实验结果进行了比对，拟合效果较好，实现了对实验结果的精准预测。
【光纤声波传感技术】
声波传感器的性能表现决定一个光声光谱系统的整体性能的优劣。为了追求更高的检测灵敏度。
我们设计了一种基于钛膜的光纤F-P膜片式声波传感器，膜片的半径为4.5mm、厚度3μm。传感器的共振频率为410Hz，在110Hz处的灵敏度达到126.6nm/Pa，在110Hz处的信噪比比电学麦克风高20.8dB，其结构示意图如图所示。
此外，我们还设计了一种基于无膜结构的超高灵敏度光纤麦克风，使用圆柱空芯PVC管作为声学换能器，在共振频率处，光纤麦克风的灵敏度超过6800nm/Pa。在1000Hz处的声压灵敏度和最小可检测声压水平分别达到315.3nm/Pa以及-20.4dB/Hz1/2(1.9μPa/Hz1/2)，均达到当时的世界最好水平，传感器的结构示意图如图所示。
开授课程
科研项目
论文
- 1、High-sensitivity photoacoustic gas detector by employing multi-pass cell and fiber-optic microphone,Optics Express,SCIE,2020.03,Bo Zhang,1
- 2、Dual enhanced fiber-optic microphone using sensitive diaphragm-free transducer and ultrahigh-resolution spectral demodulation,IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,SCIE,2020.11,Bo Zhang,1
- 3、Highly sensitive photoacoustic gas sensor with micro-embedded acoustic resonator for gas leakage detection,Optics Letters,SCIE,2023.08,Bo Zhang,1
- 4、Low-frequency resonant photoacoustic gas sensor by employing hollow core fiber-based O-shaped multipass cells,Analytical Chemistry,SCIE,2023.08,Bo Zhang,1
- 5、Flexible hollow core fiber photoacoustic gas sensor based on embedded acoustic resonant structure,Analytical Chemistry,SCIE,2023.08,Bo Zhang,1
- 6、Design of flexible hollow core fiber based photoacoustic gas sensor with high cell constant and compact size,Optics Express,SCIE,2023.10,Bo Zhang,1
- 7、Parts-per-billion-level detection of hydrogen sulfide based on near-infrared all-optical photoacoustic spectroscopy,Sensors and Acutators B: Chemical,SCIE,2019.03,Ke Chen,Bo Zhang,2
- 8、Photoacoustic trace gas detection of ethylene in high-concentration methane background based on dual light sources and fiber-optic microphone,Sensors and Actuators B: Chemical,SCIE,2020.05,Ke Chen,Bo Zhang,2
- 9、Highly sensitive photoacoustic gas sensor based on multiple reflections on the cell wall,Sensors and Actuators A: Physical,SCIE,2019.05,Ke Chen,Bo Zhang,2
- 10、All-optical photoacoustic multigas analyzer using digital fiber-optic acoustic detector,IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement,SCIE,2020.05,Ke Chen,Bo Zhang,2
科技成果
- 1、一种高灵敏度光纤光声气体检测系统及方法,CN112161931A,发明专利,已授权
- 2、一种高浓度甲烷背景中的微量乙烯气体测量系统及方法,CN110879203A,发明专利,已授权
- 3、一种光纤尖式光声气体传感系统及方法,CN113252572A,发明专利,已授权