检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2025年第7期74卷 243-252页

作者：马陈文陈芳芳郑继红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

光取向液晶技术是利用偏振光照射来实现液晶分子的定向排列,该技术可以研制成偏振体全息光栅,具有偏振和体全息选择特性,且作为光耦合元件在光学波导及扩瞳输出方面有广泛应用前景.本文报道了一种采用光控取向技术与偏振离轴全息光路相... 详细信息

光取向液晶技术是利用偏振光照射来实现液晶分子的定向排列,该技术可以研制成偏振体全息光栅,具有偏振和体全息选择特性,且作为光耦合元件在光学波导及扩瞳输出方面有广泛应用前景.本文报道了一种采用光控取向技术与偏振离轴全息光路相结合的方法,制备了光斑直径为2 cm的液晶偏振体全息柱透镜.实验过程中可通过控制曝光角度来获得所需光栅周期变化范围,实现红绿蓝RGB三色光入射不同光栅周期下的衍射角角度相同.结果表明,在1721.2—5346.5 nm的光栅周期变化范围内,当RGB三色光分别入射至光栅周期为3147,2649.1,2275.6 nm位置上时,所测得的衍射角度均为11.59°,实际衍射角度与理论衍射角度的误差不超过±0.5°;在532 nm右旋圆偏光下,正入射的衍射效率达90.6%,满足布拉格条件的斜入射衍射效率为84.4%;此外,通过实现光斑的一维扩束,初步验证了PVLS在彩色波导领域应用的可行性.

关键词：光控取向液晶变间距偏振光栅光波导

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V_(2)O_(5)/MWCNT纳米复合薄膜的制备及其光电特性

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光子学报 2025年第2期54卷 189-198页

作者：彭玮烨李毅何伟业张皓婷薛畅王伟刘红薇施张庆上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海市现代光学系统重点实验室上海200093

选用99.99%纯度的V_(2)O_(5)粉末和多壁碳纳米管,采用溶胶凝胶法和后退火工艺在石英基底上制备了V_(2)O_(5)与多壁碳纳米管的纳米复合薄膜。通过场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪等表征了复合薄膜的... 详细信息

选用99.99%纯度的V_(2)O_(5)粉末和多壁碳纳米管,采用溶胶凝胶法和后退火工艺在石英基底上制备了V_(2)O_(5)与多壁碳纳米管的纳米复合薄膜。通过场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪和X射线光电子能谱仪等表征了复合薄膜的表面形貌、结构、化学组成和元素,利用分光光度计等测试分析了复合薄膜的光电特性。结果表明,多壁碳纳米管的掺入使V_(2)O_(5)薄膜的带隙变宽,当温度从室温升至270℃时,其电阻从52.38 MΩ下降到0.97 MΩ,有近两个数量级的变化;在600~1200 nm波长范围内,复合薄膜的平均透过率达58%,相变前后的透过率变化达2%,在0~7 V的电压调控下透过率随电压的增大而升高。复合薄膜经过多次高低温循环测试,其光电特性具有较好的可逆热致光电特性和稳定性,有望在新型光电器件和传感器等领域得以应用。

关键词：复合薄膜 V_(2)O_(5) 多壁碳纳米管溶胶凝胶光电特性

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角向偏振涡旋光的紧聚焦特性研究以及超长超分辨光针的实现

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物理学报 2023年第12期72卷 107-114页

作者：蒋驰耿滔上海市现代光学系统重点实验室上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

系统研究了角向矢量涡旋光的紧聚焦焦斑特性,解释了焦平面自旋角动量局域化分布的形成原因.角向矢量涡旋光可分解为左、右旋圆偏振电场叠加,将分解所得的左、右旋分量分别经大数值孔径透镜聚焦,总聚焦电场可视为左、右旋分量聚焦电场的... 详细信息

系统研究了角向矢量涡旋光的紧聚焦焦斑特性,解释了焦平面自旋角动量局域化分布的形成原因.角向矢量涡旋光可分解为左、右旋圆偏振电场叠加,将分解所得的左、右旋分量分别经大数值孔径透镜聚焦,总聚焦电场可视为左、右旋分量聚焦电场的干涉叠加.经分析研究后发现,左、右旋分量各自聚焦电场的纵向分量大小相等、相位相反,完全干涉相消,使得总聚焦电场的纵向分量消失;而各自聚焦电场的横向分量则完全相反,几乎不发生干涉,总聚焦电场表现为非相干叠加.角向偏振光引入涡旋相位后,使得左、右旋电场分量的轨道角动量的拓扑荷数发生变化,拓扑荷数的绝对值不再相等,而是恒定差值为2.因此左、右旋电场的横向分量由于携带不同的拓扑荷数,分别聚在焦平面的不同位置,而横向分量发生非相干叠加,不相互影响,最终形成了总电场偏振态的局域化分布,即自旋角动量局域化分布的现象.随后,本文横向对比了1阶角向矢量涡旋光和径向偏振矢量光的超分辨焦斑特性,分析了各自的优、缺点以及影响焦斑尺寸的因素.最后,兼顾了超分辨光针的性能和实际实现难度,设计了6环带的二元相位板对1阶角向矢量涡旋光进行了波前调制,实现了横向半高全宽为0.391λ,纵向半高全宽为25.5λ的超长超分辨光针.

关键词：矢量光束涡旋光束超分辨光针

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基于石墨烯超表面的可调谐慢光特性研究

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光学学报 2023年第16期43卷 356-364页

作者：马毅郭靖宇陈麟上海理工大学光电信息科学与计算机工程学院上海200093 上海市现代光学系统重点实验室上海200093

基于金属-石墨烯耦合的开口谐振环超材料,在0.8~1.2 THz范围成功实现等离诱导透明效应(PIT)。通过调节石墨烯的费米能级可以在0.929 THz和1.037 THz处实现振幅调制,最大调制深度分别为96.05%和65.40%。通过提出等效电容耦合结构来量化... 详细信息

基于金属-石墨烯耦合的开口谐振环超材料,在0.8~1.2 THz范围成功实现等离诱导透明效应(PIT)。通过调节石墨烯的费米能级可以在0.929 THz和1.037 THz处实现振幅调制,最大调制深度分别为96.05%和65.40%。通过提出等效电容耦合结构来量化偏置电压与石墨烯费米能级的关系,该结构在慢光应用的研究结果表明,当偏置电压为30 V,石墨烯宽度为2μm时,群延时、群折射率、延时带宽积和Q值分别可达93.12 ps,756.67,9.31,10.19。该研究结果对可调谐慢光器件的应用具有潜在的推动作用。

关键词：等离诱导透明石墨烯可调谐慢光效应太赫兹

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轨道角动量指向可控的紧聚焦时空波包(特邀)

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光子学报 2023年第7期52卷 36-45页

作者：莫德威曾永西陈国梁滕厚安陈建詹其文上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093 张江实验室上海201204

利用Debye积分,研究了三个相互正交的轨道角动量(包括两个正交的横向轨道角动量以及一个纵向轨道角动量)光场在紧聚焦条件下的复杂耦合现象,并演示了焦场中相位奇点在三维时空间中的演化。此外,还研究了具有不同拓扑荷数的纵向轨道角动... 详细信息

利用Debye积分,研究了三个相互正交的轨道角动量(包括两个正交的横向轨道角动量以及一个纵向轨道角动量)光场在紧聚焦条件下的复杂耦合现象,并演示了焦场中相位奇点在三维时空间中的演化。此外,还研究了具有不同拓扑荷数的纵向轨道角动量对聚焦波包整体轨道角动量指向的影响。数值结果表明,聚焦波包的整体轨道角动量指向可由纵向轨道角动量的拓扑荷数进行调控,进而实现紧聚焦时空波包的轨道角动量指向可控。这种角动量指向可控的时空波包在光学微操作、微纳加工、自旋-轨道耦合以及量子通信等领域具有潜在的应用价值。

关键词：时空光学涡旋横向轨道角动量纵向轨道角动量紧聚焦相位奇点

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基于三波干涉的叠加式聚合物分散液晶体全息匀光膜研制

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光子学报 2025年

作者：李科蔡佳鲁思宇许海胡海峰郑继红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

通过干涉全息理论推导，设计出三波干涉全息光路，运用叠加法制备出尺寸为50 mm×50 mm的全息聚合物分散液晶二维光栅膜。实验过程中，精确控制制备条件以及优化光栅结构参数，实现了再现波长（532 nm）在三个不同衍射角度条件下的... 详细信息

通过干涉全息理论推导，设计出三波干涉全息光路，运用叠加法制备出尺寸为50 mm×50 mm的全息聚合物分散液晶二维光栅膜。实验过程中，精确控制制备条件以及优化光栅结构参数，实现了再现波长（532 nm）在三个不同衍射角度条件下的9个衍射光束的光强分配比调节。实验结果表明：该H-PDLC光栅一级衍射效率可达到91.3%，衍射比可达到4.5∶1，且在可见光波段的透过率大于90%，衍射角度的误差在±0.5°以内，具有良好的匀光效果，在匀光显示技术领域具有可观的应用前景。

关键词：聚合物分散液晶三波干涉全息衍射效率透过率二维光栅匀光膜

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全彩色碳量子点的制备及其在WLED上的应用

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光谱学与光谱分析 2023年第5期43卷 1358-1366页

作者：韩朝霞杨志金张志红丁淑惠张大伟洪瑞金陶春先林辉禹德朝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200093 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海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(L... 详细信息

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。

关键词：碳量子点全彩色多酸试剂荧光薄膜白光发光二极管

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基于旋转光栅的超高分辨光谱仪集成设计

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光学技术 2024年第3期50卷 309-314页

作者：傅伟杨照清薛萌郭汉明上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093

由于探测器具有像元数目的限制,宽波段和高分辨率难以同时满足。文章针对532nm激发波长,设计了一款同时具有宽波段、超高分辨的拉曼光谱仪。将整个光谱范围按照低波段最低分辨要求分成四个波段,并通过旋转光栅和旋转聚焦镜的方式,完成... 详细信息

由于探测器具有像元数目的限制,宽波段和高分辨率难以同时满足。文章针对532nm激发波长,设计了一款同时具有宽波段、超高分辨的拉曼光谱仪。将整个光谱范围按照低波段最低分辨要求分成四个波段,并通过旋转光栅和旋转聚焦镜的方式,完成了不同波段相互切换的集成化设计,实现了80~4000cm^(-1)宽波段范围,全波段1.2cm^(-1)超高分辨率的光学指标。考虑到探测器的较大体积尺寸,为避免元件发生干涉,该系统中元件之间具有足够的距离。相比于国内市场的同类产品,该光谱仪具有宽波段和超高分辨率的同时无需更换结构内部其他元件,在一定程度上节省了成本。

关键词：拉曼光谱仪旋转光栅波段切换高分辨率

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基于波前编码的大像面荧光显微成像系统景深延拓研究

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光学技术 2024年第4期50卷 411-418页

作者：鲍猛张磬瀚郑继红韦晓孝万新军申桐金旭东上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室上海200093

大像面荧光显微成像系统可以对大尺寸dPCR生物基因芯片进行一次性成像,但其景深(DOF)较小,限制了系统的物方检测深度。文章采用波前编码技术在不降低分辨率的前提下,有效扩展了大像面荧光显微成像系统的景深,为后续高通量多层堆叠式dPC... 详细信息

大像面荧光显微成像系统可以对大尺寸dPCR生物基因芯片进行一次性成像,但其景深(DOF)较小,限制了系统的物方检测深度。文章采用波前编码技术在不降低分辨率的前提下,有效扩展了大像面荧光显微成像系统的景深,为后续高通量多层堆叠式dPCR生物芯片实现一次性成像提供了技术支持。但考虑到显微成像系统正向设计仿真时不适合直接进行景深延拓分析,故对其倒置翻转后在像方(原物方)分析焦深延拓范围(即景深)。为确定最优的相位板参数值,编写遗传算法与ZEMAX的API接口链接,以动态交互的方式对相位板调制系数进行优化、筛选、定值。在大像面荧光显微成像系统孔径光阑前的平行光路处添加特定系数的相位板,对光学系统的波前相位进行调制,使得在焦点附近一段范围内产生成像一致的中间模糊像。采用维纳滤波对中间模糊像进行复原,由模拟的结果可见,在传统光学系统的±10倍景深内,编码复原图像具有较高的分辨率(达到6.5μm),能够实现系统的景深延拓。装配相位板的大像面荧光显微成像实际系统,其延拓倍数在±7倍景深范围内有较好的图像复原分辨率(6.5μm)。

关键词：生物光学波前编码数字PCR 光学设计荧光显微镜图像处理

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薄霜层辅助飞秒激光玻璃表面高质量精密刻写

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中国激光 2025年第4期52卷 329-338页

作者：张宇锋朱晓华廖洋冯吉军高文海谢少明陈聪刘科彭宇杰冷雨欣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 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室上海201800 上海科技大学终极能源中心上海201210

为实现霜辅助下高质量的飞秒激光表面精密刻写,设计并搭建了含有温湿度控制系统的霜辅助飞秒激光加工平台。通过对加工环境湿度和热电致冷器表面温度进行精确调控,实现了厚度小于10μm的薄霜层的长时间稳定控制,验证了霜辅助紧聚焦飞秒... 详细信息

为实现霜辅助下高质量的飞秒激光表面精密刻写,设计并搭建了含有温湿度控制系统的霜辅助飞秒激光加工平台。通过对加工环境湿度和热电致冷器表面温度进行精确调控,实现了厚度小于10μm的薄霜层的长时间稳定控制,验证了霜辅助紧聚焦飞秒激光在玻璃表面进行高精度刻槽加工的效果。实验结果表明:激光加工参数和霜层厚度对霜辅助加工的效果均有较大影响,而在不同激光加工参数下存在不同的最优霜层厚度。采用优化的工艺参数后,玻璃表面的霜层能够快速融化形成水膜,可有效抑制凹槽内重铸层的产生和表面碎屑的黏附。通过单步激光刻写,即可实现石英玻璃表面~2μm宽凹槽的高质量高精度加工。该技术抑制了高通量激光辐照下热积累效应带来的不利影响,为石英玻璃等硬脆材料的大幅面、高质量和高精度刻蚀加工提供了参考。

关键词：激光技术高质量加工温湿度控制稳定薄霜层霜辅助飞秒激光加工

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