检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2023年第16期43卷 295-301页

作者：王士香陈志翔刘洪亮任莹莹孙晓莉贾曰辰陈峰山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室山东济南250100 南开大学电子信息与光学工程学院微尺度光学信息基础科学重点实验室天津300350 山东师范大学物理与电子科学学院山东省光场调控工程技术中心山东省光学与光子器件重点实验室山东济南250358

利用飞秒激光直写技术制备Tm∶YAP光波导并实现1.9μm波导调Q锁模激光输出。结合具有金属特性的NbSe2薄膜作为可饱和吸收元件进行光学调制,波导激光输出的激光脉冲重复频率为7.8 GHz,最短脉宽为62 ps。这也是已报道的从Tm∶YAP波导中获... 详细信息

利用飞秒激光直写技术制备Tm∶YAP光波导并实现1.9μm波导调Q锁模激光输出。结合具有金属特性的NbSe2薄膜作为可饱和吸收元件进行光学调制,波导激光输出的激光脉冲重复频率为7.8 GHz,最短脉宽为62 ps。这也是已报道的从Tm∶YAP波导中获得的最短激光脉宽。通过调整泵浦光的偏振,可以获得1855.87/1892.54 nm的双波长激光输出。结果表明,具有金属特性的NbSe2薄膜在调制中红外超快脉冲激光器方面具有较大的应用价值。此外,双波长输出的紧凑型Tm∶YAP波导脉冲激光器在多功能集成光子学研究方面具有较好的应用前景。

关键词：激光器飞秒激光直写波导激光 Tm∶YAP NbSe_(2)

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太赫兹矢量光束的研究进展

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光电工程 2024年第8期51卷 75-95页

作者：胡浩胡晓雪贡丽萍席思星王晓雷南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光信息科学与技术重点实验室天津300350 上海工程技术大学数理与统计学院上海201620 河北工程大学数理科学与工程学院河北邯郸056038

近年来,太赫兹波因其独特的性质而备受关注。其中,具有不同偏振矢量特性的太赫兹光束展现出新颖的光场分布特性,并呈现出越来越广泛的应用前景。本综述探讨了太赫兹矢量光束的产生方法、在不同领域的应用以及未来的发展方向。首先,对太... 详细信息

近年来,太赫兹波因其独特的性质而备受关注。其中,具有不同偏振矢量特性的太赫兹光束展现出新颖的光场分布特性,并呈现出越来越广泛的应用前景。本综述探讨了太赫兹矢量光束的产生方法、在不同领域的应用以及未来的发展方向。首先,对太赫兹矢量光束的产生方法进行了系统分类,并介绍了在太赫兹矢量光束生成方面的研究进展,详细阐述了这些方法的原理以及生成的矢量光束的特性。此外,总结了利用太赫兹矢量光束开展的典型应用。最后,展望了利用不同器件进行太赫兹矢量光场调控所面临的挑战和可能性。这份综述旨在提供对太赫兹矢量光束产生和应用的全面介绍,并为未来的相关研究和开发提供指导。

关键词：太赫兹波矢量光束波束整形

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基于四瓣高斯飞秒激光的多丝阵列产生与调控

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光子学报 2023年第7期52卷 89-98页

作者：曾涛易宇亮郭兰军西南大学物理科学与技术学院微纳结构光电子学重庆市重点实验室重庆400715 辽宁大学化学学院绿色合成与先进材料制备化学辽宁省重点实验室沈阳110036 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

基于亥姆霍兹波动方程和非线性传输波动方程,模拟了四瓣高斯飞秒激光在空气中线性传输和非线性传输的光强空间分布,以期获得规则的多丝阵列稳定传输。研究结果表明,当初始入射激光功率相对较强时,基于四瓣高斯飞秒激光光束可获得规则的... 详细信息

基于亥姆霍兹波动方程和非线性传输波动方程,模拟了四瓣高斯飞秒激光在空气中线性传输和非线性传输的光强空间分布,以期获得规则的多丝阵列稳定传输。研究结果表明,当初始入射激光功率相对较强时,基于四瓣高斯飞秒激光光束可获得规则的多丝阵列产生。通过改变初始束腰半径和光束阶数,实现对光丝阵列间距的调控。光丝阵列间距大于背景能量池尺寸时,光丝阵列将稳定传输且间距保持不变;小于背景能量池尺寸时,多丝相互融合进而形成稳定的单丝。当初始入射激光功率相对较弱且大于自聚焦阈值功率时,将会出现多次自聚焦现象,最终形成稳定的单丝传输。该研究提供了一种产生二维规则飞秒激光光丝阵列的方法,将为基于飞秒激光多丝阵列的实际应用,如太赫兹波增强、空气激光增强、遥感探测、微波通道以及微粒捕获等,提供理论依据。

关键词：飞秒激光成丝多丝阵列四瓣高斯光束光束阶数空间分布

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金属基底上光学偶极纳米天线的自发辐射宽带增强:表面等离激元直观模型

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物理学报 2022年第11期71卷 341-355页

作者：张炼王化雨王宁陶灿翟学琳马平准钟莹刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 南开大学天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 郑州师范学院物理与电子工程学院郑州450044 天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

本文提出一种具有宽波段自发辐射增强性能的金属基底上光学偶极纳米天线,实现的总辐射速率与远场辐射速率增强因子分别达到5454和1041,在近红外波段,自发辐射增强(Purcell因子超过1000)波长范围达到260 nm,并且能够实现远场定向辐射.为... 详细信息

本文提出一种具有宽波段自发辐射增强性能的金属基底上光学偶极纳米天线,实现的总辐射速率与远场辐射速率增强因子分别达到5454和1041,在近红外波段,自发辐射增强(Purcell因子超过1000)波长范围达到260 nm,并且能够实现远场定向辐射.为了阐明天线性能背后的物理机制,本文考虑天线臂上表面等离激元激发和多重散射的直观物理过程,基于Maxwell方程组第一性原理,建立了一个半解析模型,能够全面复现天线的辐射特性,包括总辐射速率、远场辐射速率、远场辐射方向图等.该模型提供了一个直观的物理图像,即在模型导出的两个相位匹配条件下,表面等离激元在天线臂上形成了一对Fabry-Perot共振获得增强,然后传播到纳米间隙内点辐射源位置和散射到自由空间,由此分别提高了总辐射速率和远场辐射速率.并且,这一对Fabry-Perot共振产生了一对相互靠近的谐振峰,由此形成了宽波段自发辐射增强.本文提出的偶极纳米天线可以应用于荧光增强、拉曼散射增强及高速、高亮度纳米光源等领域,所提出的模型可用于光学天线的物理理解和直观设计.

关键词：光学纳米天线 /自发辐射增强 /表面等离激元 /半解析模型

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铌酸锂超构表面:制备及光子学应用

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光电工程 2022年第10期49卷 35-50页

作者：崔雪晴谢冉冉刘洪亮贾曰辰陈峰山东大学物理学院晶体材料国家重点实验室山东济南250100 南开大学电子信息与光学工程学院微尺度光学信息基础科学重点实验室天津300350

作为三维超构材料的衍生物,具有亚波长厚度的人工超构表面结构能够在紧凑的平台上灵活操纵光与物质的相互作用,有利于多功能、超紧凑光子器件的研发,对于微纳光子学和集成光子学具有重要意义。铁电晶体铌酸锂凭借其跨越可见光至中红外... 详细信息

作为三维超构材料的衍生物,具有亚波长厚度的人工超构表面结构能够在紧凑的平台上灵活操纵光与物质的相互作用,有利于多功能、超紧凑光子器件的研发,对于微纳光子学和集成光子学具有重要意义。铁电晶体铌酸锂凭借其跨越可见光至中红外波段的宽透明窗口以及较大的非线性光学、电光系数,被认为是最有前途的多功能集成光子平台之一。近年来,基于铌酸锂薄膜(lithium-niobate-on-insulator,LNOI)的集成光子学器件研究也得到了迅猛发展。本文总结了几种有潜力制备高质量铌酸锂超构表面的微纳加工技术,同时介绍了近年来铌酸锂超构表面结构的研究进展,并对其未来的研究方向进行了展望。

关键词：超构表面铌酸锂微纳加工非线性光学

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单分子科学的机遇与挑战

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科学通报 2023年第17期68卷 2155-2173页

作者：程丽贾传成郭雪峰南开大学电子信息与光学工程学院天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室新物质创造前沿科学中心现代光学研究所单分子科学研究中心天津300350 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心国家生物医学成像科学中心北京100871

单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单... 详细信息

单分子作为物质世界中独立稳定的最小单元,是构造物质的基本单元,是最稳定的量子化单元.单分子研究是对人类表征和检测技术极限的挑战,已经成为各国竞争的制高点.单分子科学作为一个前沿交叉领域,融合了分子结构设计、单分子超分辨、单分子物理化学性质研究、理论模拟等多层面工作,孕育着不可估量的突破.本综述以单分子科学为主题,对该领域的整体发展概况和突破性成果进行系统梳理.首先,从基础科学与应用两个层面介绍单分子科学与技术研究的意义;然后,重点阐述基于电学、力学、光谱学等技术对单分子不同维度性质进行表征的进展,并着重介绍我国学者为推动单分子科学研究领域发展所作出的巨大贡献;最后,归纳并展望未来单分子科学领域发展所面临的机遇与挑战.

关键词：单分子器件扫描探针单分子光学单分子力学纳米结构

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奋进中的单分子科学

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科学通报 2023年第17期68卷 2146-2147页

作者：郭雪峰南开大学电子信息与光学工程学院天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室新物质创造前沿科学中心现代光学研究所单分子科学研究中心天津300350 北京大学化学与分子工程学院北京分子科学国家研究中心国家生物医学成像科学中心北京100871

单分子作为物质世界中独立稳定的基本单元,是构造物质的基因,是最稳定的量子化单元,是调控生命过程的关键,具有丰富的科学内涵.单分子科学与技术是人类极限的挑战和各国竞争的制高点,其发展可广泛推广和应用到其他领域,可解决物理、化... 详细信息

单分子作为物质世界中独立稳定的基本单元,是构造物质的基因,是最稳定的量子化单元,是调控生命过程的关键,具有丰富的科学内涵.单分子科学与技术是人类极限的挑战和各国竞争的制高点,其发展可广泛推广和应用到其他领域,可解决物理、化学和生命科学等领域存在的许多关键科学问题,具有重要意义.过去数十年间,得益于纳米尺度加工技术等实验方法的迅速发展,研究者已经在实验室成功构筑出模型器件,实现了对单个分子、团簇、超分子的物理化学性质的实验表征.基于此,一系列不同于宏观材料性质的新奇物理化学特性已经被报道.

关键词：生命科学物理化学特性量子化单分子超分子基本单元物理化学性质实验表征

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改善硬件不良全息显示的物理信息学习模型

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激光与光电子学进展 2024年第24期61卷 28-34页

作者：杨屹森匡登峰南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

针对计算机生成全息术算法由理想和实际的光传输模型不匹配导致的实际重建图像质量下降的问题,提出一种简化的、具有物理信息的、基于学习的全息光传输模型。该模型可以显式地学习全息显示器的缺陷,灵活地应用于各种全息图优化算法,解... 详细信息

针对计算机生成全息术算法由理想和实际的光传输模型不匹配导致的实际重建图像质量下降的问题,提出一种简化的、具有物理信息的、基于学习的全息光传输模型。该模型可以显式地学习全息显示器的缺陷,灵活地应用于各种全息图优化算法,解决算法与实际光传输模型不匹配的问题。在未精调全息显示器原型中,所提模型的重建结果优于理想的全息光传输模型,能在不对光学元件的精细装配和激光光源的良好均匀性提出严格要求的情况下获得更高质量的全息重建图像。

关键词：全息图计算机生成全息术机器学习全息显示全息光传输模型

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基于光力捕获金纳米立方体的拉曼光谱增强

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光学学报 2021年第17期41卷 196-206页

作者：荣升刘洪双钟莹刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

表面增强拉曼散射(SERS)是一种能够在低浓度(体积分数)下精确检测物质成分的光谱学技术。当采用金属纳米结构时,其局域表面等离激元共振(LSPR)导致的电磁场增强能够实现SERS增强。近年来,各种LSPR金属纳米结构被用于SERS研究,如纳米天... 详细信息

表面增强拉曼散射(SERS)是一种能够在低浓度(体积分数)下精确检测物质成分的光谱学技术。当采用金属纳米结构时,其局域表面等离激元共振(LSPR)导致的电磁场增强能够实现SERS增强。近年来,各种LSPR金属纳米结构被用于SERS研究,如纳米天线、纳米孔、纳米槽等。但这些结构一旦被加工完成后将不可改变,进而无法满足拉曼检测对灵活性的需求,而光镊能够解决这一问题。提出一种采用光力捕获金纳米立方体,并利用光热对流进一步促成金纳米立方体聚集的方法,实现了对低浓度(10^(-12) mol/L)下拉曼分子信号的显著增强和探测,并且其增强效果优于金纳米球。与传统的SERS相比,所提方法具有实时操作、动态操作和原位操作的优势,在生物细胞探测、物质成分与结构分析、分子传感等重要领域具有潜在的应用价值。

关键词：光谱学光镊拉曼光谱表面等离激元纳米颗粒

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金属-介质-金属多层结构可调谐Fabry-Perot共振及高灵敏折射率传感

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物理学报 2021年第14期70卷 105-114页

作者：张翔宇刘会刚康明刘波刘海涛南开大学薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院天津300350 天津师范大学物理与材料科学学院天津300387 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津300350 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350

顶层透光、底层不透光的金属-介质-金属多层结构可以产生窄带完美吸收共振,用于测量介质层待测液体的折射率变化.本文通过构建Fabry-Perot共振解析模型,准确复现了该结构的响应光谱,给出了其共振波长、品质因子、半高全宽和灵敏度的解... 详细信息

顶层透光、底层不透光的金属-介质-金属多层结构可以产生窄带完美吸收共振,用于测量介质层待测液体的折射率变化.本文通过构建Fabry-Perot共振解析模型,准确复现了该结构的响应光谱,给出了其共振波长、品质因子、半高全宽和灵敏度的解析表达式,并分析了介质层厚度对光谱的谐振波长和线宽的调谐机制,明确了其物理机理.基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构,用于折射率传感时的品质因子及优值分别达到2162.8和1648.1 RIU-1.针对极小的折射率扰动,通过在奇异点状态叠加Fabry-Perot共振的调谐机制,提出了通过测量奇异点波长处反射系数的增加量或散射矩阵本征值的分裂量,实现对待测液体折射率的可调谐式传感的方案.Fabry-Perot模型解析结果显示,当待测液体的折射率变化为10-4 RIU时,基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构的前向反射系数增加量和本征值分裂量分别达到0.319和1.1279.

关键词：金属-介质-金属谐振器 Fabry-Perot 共振模型可调谐式传感奇异点

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