检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2024年第4期73卷 272-284页

作者：刘会刚张翔宇南雪莹赵二刚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 南开大学电子信息与光学工程学院微电子工程系天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院电子信息实验教学中心天津300350 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

本文设计了由不对称半圆柱对阵列组成的全介质超构表面,获得了两个高品质因子的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum,QBIC).通过选择不同形式的对称破缺,在近红外频段均可产生两个稳健的QBIC,并且二者的谐振波长、... 详细信息

本文设计了由不对称半圆柱对阵列组成的全介质超构表面,获得了两个高品质因子的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum,QBIC).通过选择不同形式的对称破缺,在近红外频段均可产生两个稳健的QBIC,并且二者的谐振波长、品质因子、偏振依赖等表现出不同的特性.模拟计算表明,通过测量两个QBIC的谐振波长,能够实现折射率和温度的双参数传感;通过调节不对称参数,利用QBIC的品质因子依赖于不对称参数的二次方反比关系,理论上能够提高品质因子到任意的数值,从而实现传感性能的提升和调节.该超构表面的折射率传感灵敏度、品质因子和优值分别达到194.7 nm/RIU,45829和8197,其温度传感灵敏度达到24 pm/℃.

关键词：超构表面准连续域束缚态对称破缺折射率传感温度传感

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基于Fano共振的全介质超表面双参数传感器

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中国激光 2024年第2期51卷 162-170页

作者：南雪莹刘会刚刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院薄膜光电子技术教育部工程研究中心天津300350 南开大学电子信息与光学工程学院微电子工程系天津300350 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

与金属超表面相比,全介质超表面具有较低的欧姆损耗和较尖锐的共振峰。提出了一种基于“θ”形全介质硅超表面的双参数传感器。通过增加空孔破坏周期单元结构的对称性,从而产生两个Fano共振峰,其中第一个Fano共振峰为连续域中的准束缚态... 详细信息

与金属超表面相比,全介质超表面具有较低的欧姆损耗和较尖锐的共振峰。提出了一种基于“θ”形全介质硅超表面的双参数传感器。通过增加空孔破坏周期单元结构的对称性,从而产生两个Fano共振峰,其中第一个Fano共振峰为连续域中的准束缚态(QBIC),两个峰的光谱对比度分别为71.4%和99.4%。利用商用多物理场仿真软件COMSOL对该超表面周期结构进行模拟仿真,结果表明,传感器在两个Fano共振峰处的折射率传感灵敏度分别为278.9 nm·RIU-1和230.0 nm·RIU^(-1),优值(FOM)最大为9387,品质因子(Q)最大为9735。本传感器能够同时实现折射率和温度的双参数测量,仿真结果显示两个共振峰的温度传感灵敏度分别为18.86 pm·℃^(-1)和42.71 pm·℃^(-1)。

关键词：传感器 Fano共振全介质超表面折射率传感温度传感

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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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不同基片对单量子点单光子荧光发射的调控

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中国激光 2018年第6期45卷 187-194页

作者：林雨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光学信息技术科学教育部重点实验室天津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

采用时间相关单光子计数原理搭建荧光寿命测量光学系统,实验验证了单量子点发射荧光的单光子性。针对石英玻片、硅片、金膜等不同基片上多处具有单光子荧光发射特性的单量子点,对其发射荧光的寿命进行了测量、对比,计算了不同基片上单... 详细信息

采用时间相关单光子计数原理搭建荧光寿命测量光学系统,实验验证了单量子点发射荧光的单光子性。针对石英玻片、硅片、金膜等不同基片上多处具有单光子荧光发射特性的单量子点,对其发射荧光的寿命进行了测量、对比,计算了不同基片上单量子点发射荧光的衰减速率、量子产率等与量子点到基片有效距离的相关性,解释了实验数据。此外,分析了石英玻片、硅片、金膜上单量子点发射荧光的闪烁行为,结果表明不同基片对单量子点单光子荧光的闪烁与衰减速率具有调控作用。

关键词：材料量子点荧光增强荧光闪烁单光子

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金纳米颗粒对量子点荧光自发辐射的影响

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激光与光电子学进展 2018年第7期55卷 370-377页

作者：万佳宁林雨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光学信息技术科学教育部重点实验室天津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

基于时间相关单光子计数技术,研究了金纳米颗粒对CdSe/ZnS量子点荧光自发辐射的影响。制备了与金纳米颗粒有效耦合的量子点样品,测量了高浓度量子点样品的荧光寿命,发现金纳米颗粒能够显著降低量子点的荧光寿命。研究了单量子点的荧光特... 详细信息

基于时间相关单光子计数技术,研究了金纳米颗粒对CdSe/ZnS量子点荧光自发辐射的影响。制备了与金纳米颗粒有效耦合的量子点样品,测量了高浓度量子点样品的荧光寿命,发现金纳米颗粒能够显著降低量子点的荧光寿命。研究了单量子点的荧光特性,发现单量子点与金纳米颗粒耦合时,荧光寿命降低到无金纳米颗粒时的1%左右。通过数值计算,研究了量子点偏振方向,量子点与金纳米颗粒间的距离,以及金纳米颗粒直径等参数对量子点荧光自发辐射速率的影响。

关键词：材料量子点金属纳米颗粒荧光寿命自发辐射速率

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飞秒激光在钨表面制备二维周期复合结构的研究

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中国激光 2017年第1期44卷 97-102页

作者：乔红贞王飞张楠杨建军南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室天津300071 商丘师范学院电子电气工程学院河南商丘476000

通过控制飞秒激光脉冲分别在线偏振和角向偏振条件下的入射脉冲个数,在金属钨材料表面获得了周期性亚波长条纹和金属纳米线复合而成的新型微纳米结构。实验结果表明,线偏振激光脉冲诱导形成亚波长表面条纹结构的周期和脊面宽度随脉冲个... 详细信息

通过控制飞秒激光脉冲分别在线偏振和角向偏振条件下的入射脉冲个数,在金属钨材料表面获得了周期性亚波长条纹和金属纳米线复合而成的新型微纳米结构。实验结果表明,线偏振激光脉冲诱导形成亚波长表面条纹结构的周期和脊面宽度随脉冲个数的增加而减小;在两种不同偏振情况下,飞秒激光脉冲在样品表面诱导形成的金属纳米线结构随激光脉冲个数的增加逐渐趋于消失,而形成微纳米结构的区域面积随激光脉冲个数逐渐增加而增大,并在飞秒激光脉冲个数为150时趋于不变。

关键词：激光制造二维周期复合结构线偏振光角向偏振光金属钨

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偏振不敏感的九聚物太赫兹超材料

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红外与激光工程 2017年第12期46卷 238-243页

作者：刘岩范飞白晋军王湘晖常胜江南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室天津300071 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

在实验上提出将九个开口谐振环以第一个谐振环的开口方向为基准按照涡旋状的轨迹排布,且依次将开口环逆时针扭转40°,构成九聚物太赫兹超材料,并在理论上系统研究了该超材料的传输特性。将原本只具有单一谐振模式的开口谐振环按照... 详细信息

在实验上提出将九个开口谐振环以第一个谐振环的开口方向为基准按照涡旋状的轨迹排布,且依次将开口环逆时针扭转40°,构成九聚物太赫兹超材料,并在理论上系统研究了该超材料的传输特性。将原本只具有单一谐振模式的开口谐振环按照类似于低聚物的结构排布方式构成周期单元结构时,利用结构末端引起的能量耦合来增强相邻谐振器间的能量耦合,便会有更多的谐振模式产生,最终实现偏振不敏感的效果。这种思路丰富了传统超材料离散结构的设计理念,为太赫兹超材料功能器件,如开关,调制器和滤波器等的设计提供了一种新的参考方案。

关键词：太赫兹超材料九聚物偏振不敏感

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基于表面增强拉曼光谱技术的陈皮年份检测

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激光与光电子学进展 2017年第3期54卷 296-301页

作者：杨方钟莹周鸿昆褚赛赛刘海涛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 北京大学物理学院人工微结构和介观物理国家重点实验室北京100871 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室天津300071

采用表面增强拉曼光谱技术对8种不同储存年份的陈皮进行检测。测试分析了储存11年的陈皮样品于金膜、银纳米颗粒、金膜-银纳米颗粒增强基底上的拉曼光谱。在金膜-银纳米颗粒增强基底上的陈皮拉曼光谱特征峰最明显,对375、493、650cm-1... 详细信息

采用表面增强拉曼光谱技术对8种不同储存年份的陈皮进行检测。测试分析了储存11年的陈皮样品于金膜、银纳米颗粒、金膜-银纳米颗粒增强基底上的拉曼光谱。在金膜-银纳米颗粒增强基底上的陈皮拉曼光谱特征峰最明显,对375、493、650cm-1等12处的拉曼特征峰进行初步归属分析,据此对陈皮的生化成分进行初步判断,并探讨了陈皮在金膜-银纳米颗粒基底上拉曼信号的增强机理。此外,通过分析比较8种不同年份陈皮的表面增强拉曼光谱信息,区分出不同存储年份的陈皮。根据峰值位置信息的变化,得出与存放5年及以下的陈皮相比,存放7年及以上的陈皮产生了某些新成分的结论。

关键词：光谱学表面增强拉曼光谱增强基底陈皮成分陈皮年份

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光学异常透射研究进展

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物理学进展 2016年第4期36卷 118-127页

作者：张鑫刘海涛天津职业技术师范大学理学院天津300222 南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室天津市300071

光学异常透射(extraordinary optical transmission,EOT)现象于1998年首次报道,表现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面... 详细信息

光学异常透射(extraordinary optical transmission,EOT)现象于1998年首次报道,表现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面波引起的异常光学效应,是表面等离激元光学(plasmonics)进入活跃发展期的一个标志性事件。本文将从产生机理和相关器件应用两方面,对EOT的研究进展进行简要阐述。首先介绍EOT产生机理的宏观Bloch模式解释和微观表面波解释,以及这两种解释的最终统一;然后介绍EOT在传感、纳米偏光器、滤波、光开关和分子光谱增强等领域的应用;最后是对EOT相关研究的展望。

关键词：光学异常透射金属亚波长结构阵列表面等离激元准柱面波复合波表面Bloch 模式传感纳米偏光器滤波光开关光谱增强

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一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法

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光电子．激光 2015年第12期26卷 2370-2374页

作者：杨晓苹杨海丰徐振新杨勇天津理工大学电子信息工程学院天津市薄膜电子与通信器件重点实验室天津300384 南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室天津300071

提出一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法。利用沃拉斯顿棱镜和双透镜组合,将飞秒激光单脉冲分束为多角度传输、具有飞秒或者更长时间间隔的多个激光脉冲;分束角度调节灵活,能量利用率高,结构简单。采用本文方法搭建了飞秒激光超... 详细信息

提出一种基于沃拉斯顿棱镜的多角度激光分束方法。利用沃拉斯顿棱镜和双透镜组合,将飞秒激光单脉冲分束为多角度传输、具有飞秒或者更长时间间隔的多个激光脉冲;分束角度调节灵活,能量利用率高,结构简单。采用本文方法搭建了飞秒激光超快全息记录系统,并记录了4路复用的干涉条纹。实验结果表明,本文所提出的分束系统可以应用于超快全息记录系统。

关键词：沃拉斯顿棱镜角分复用脉冲分束飞秒激光全息记录

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