1 表面物理与化学重点实验室,四川 绵阳 621908
2 中国工程物理研究院材料研究所,四川 绵阳 621907
光学捕获经过近几十年的发展,从光学悬浮到紧密聚焦的单光束光镊再到最近发展的多种类型的光学阱,已经可以捕获包括碳、金属氧化物、花粉、孢子、无机/有机液滴等多种不同类型的粒子,结合拉曼光谱、腔衰荡光谱或激光诱导击穿光谱可以获取悬浮微粒在原生状态下的物理和化学信息,并可以实现受控气氛环境下单粒子的化学反应研究。首先,本文根据微粒的吸光性对空气中微粒的光学捕获力的来源进行了介绍,透明微粒主要受辐射压力的作用,吸光微粒主要受光泳力的作用;然后,根据光学捕获力的不同对单光束、双光束、高斯光束和空心光束等光学捕获设计进行分类介绍;最后,综述了光学捕获与光谱技术结合起来用于单粒子研究的最新进展,并讨论了光学捕获拉曼光谱面临的挑战。
光谱学 光镊 光学捕获 单颗粒 气溶胶
强激光与粒子束
2023, 35(10): 104006
1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心,上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
大气等离子体刻蚀是一种非接触式、材料去除可控的加工方法,在光学元件的高精度加工中具有广泛的应用前景。但是大气等离子体刻蚀后元件存在表面形貌恶化的问题,严重影响元件的性能和使用寿命。进行氢氟酸刻蚀实验,证明了元件表面形貌的恶化是由氟碳化合物和表面凹坑微结构两个原因引起的。为了解释表面凹坑微结构的形成,提出基于micro-mask壁面反射增强理论的凹坑形成模型,并开展了样品表面旋涂金纳米颗粒充当micro-mask的刻蚀实验。实验结果验证了micro-mask壁面反射增强模型的正确性,为解决大气等离子体刻蚀后元件表面形貌恶化问题提供了新的思路和方法。
壁面反射增强 熔石英 表面形貌 形成机理 大气等离子体 光学学报
2023, 43(21): 2124002
多波段激光合束技术在光电对抗领域的应用越来越受到重视,基于此提出了一种使用折射棱镜组的多波段激光合束方法,优选了牌号依次为H-ZLaF92、D-ZLaF85LS、H-ZBaF21的3种火石玻璃作为棱镜材料,通过对棱镜组的顶角值、入射角度以及位置关系的计算和仿真,设计了包含调整镜组、折射棱镜组、反射镜组和偏振滤光片的合束方案,同时利用将单一线性偏振激光束电矢量方向调整为平行于入射面的方法减小反射损耗。分析计算表明:在波长分别为550 nm、1060 nm、2000 nm情况下,入射角分别选择63.05°、61.35°、59.58°,3种材料的棱镜顶角值分别取51°、55°、60°;在光斑间距ΔX1、ΔX2分别为10 mm、20 mm的情况下,3种材料对应棱镜的远表面距离D、近表面距离d分别为289 mm、83.5 mm,366.4 mm、107.7 mm,381.6 mm、103.6 mm;在不进行光学镀膜的情况下,仅使用单一线性偏振光以布儒斯特角入射,也能够达到92.8%~97.6%的合束效率,与现有多波段合束技术相比,在成本方面有巨大的优势。
激光合束 多波段合束 折射棱镜 p偏振 合束效率 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1714002
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physical Sciences, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
2 Key Laboratory of High Power Laser Materials, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Accelink Technologies Co., Wuhan 430000, China
4 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou 310024, China
5 College of Materials Science and Opto-Electronic Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
In this Letter, the optical amplification characteristics of the home-made Bi/P co-doped silica fiber were systematically explored in the range of 1270–1360 nm. The maximum gain of 24.6 dB was obtained in the single-pass amplification device, and then improved to 38.3 dB in the double-pass amplification device for signal power. In addition, we simultaneously investigated the laser performance of the fiber with the linear cavity. A slope efficiency of 16.4% at was obtained with a maximum output power of about 133 mW under the input pump power of 869 mW at 1240 nm. As far as we know, it is the first laser reported based on the bismuth-doped fiber in China.
Bi/P co-doped silica fiber fiber amplifier O-band amplification fiber laser Chinese Optics Letters
2023, 21(5): 050601
1 中国工程物理研究院材料研究所, 四川 绵阳 621907
2 四川大学华西医院生物治疗国家重点实验室分子医学中心, 四川 成都 610041
3 表面物理与化学重点实验室, 四川 江油 621908
低剂量电离辐射引发的生物效应复杂而多样, 其研究往往又受到辐射标志物和检测技术手段的限制。 将拉曼光谱技术应用于低剂量辐射生物效应研究, 利用10 mW, 532 nm共聚焦拉曼光谱对经过100, 200和500 mGy三种辐射剂量的X射线辐照之后的人神经母细胞瘤细胞进行检测, 发现细胞嘌呤核苷酸(722~728和1 572~1 581 cm-1等等)、 嘧啶核苷酸(770~785 cm-1等等)等DNA相关的拉曼特征峰受到电离辐射影响而发生变化, 说明低剂量X射线辐照造成细胞DNA水平改变。 采用流式细胞术对同样条件辐照后培养6 h的人神经母细胞瘤细胞进行细胞周期分析发现, 三种剂量的X射线电离辐射均造成细胞在G2期阻滞, 同样提示电离辐射引起DNA水平升高。 通过划痕实验分析辐照后20 h的细胞迁移能力, 结果显示, 相较于未接受X射线照射的对照细胞, 受到三种剂量电离辐射的人神经母细胞瘤细胞均出现迁移水平下降。 研究结果表明, 通过拉曼光谱分析发现低剂量X射线电离辐射引起人神经母细胞瘤细胞DNA水平变化, 其结果与细胞周期分析和迁移分析的结果相一致, 但检测时间大大提前, 利用拉曼光谱技术可以实现低剂量辐射损伤等细胞生物学效应的早期发现与监测。
拉曼光谱 低剂量电离辐射 辐射生物效应 Raman spectroscopy Low-dose ionizing radiation Radiobiological effects
随着碲镉汞(mercury cadmium telluride, MCT)材料制备工艺的改进和提升, 芯片组件的暗电流得到一定程度的抑制, 红外探测器芯片组工作温度上升成为发展趋势。高工作温度(high operation temperature)器件的发展推动着小型低温斯特林制冷机向更小尺寸(size)、更小重量(weight)、更低功耗(power)、更低成本(price)、更好性能(performance)的方向发展。本文介绍了 HOT器件用斯特林制冷机的 SWaP3设计理念, 薄壁管短冷指、高效小尺寸控制器、综合热管理、可靠性预测等设计技术, 总结了近年国内外 HOT器件用旋转式斯特林制冷机的研制进展。
红外探测器 HOT器件 低温制冷机 infrared detector, HOT, cryocoolers
中国计量大学光学与电子科技学院,浙江 杭州 310018
完美涡旋光束(POVB)的光斑不随拓扑荷的变化而变化,在微粒操控、光通信、激光材料处理等领域具有广泛应用。POVB的准确识别具有重要的研究意义。提出一种卷积神经网络结合多孔干涉仪的方法来识别0.01阶分数POVB。实验结果表明,在理想环境下,0.01阶分数POVB的识别率达到100%。在扇形遮挡90°和扇形遮挡180°情况下,0.01阶分数POVB的识别率分别达到100%和99.5%。本研究为识别0.01阶分数POVB提供了一种新的方法,对于该光束的应用和推广具有重要意义。
物理光学 卷积神经网络 多孔干涉仪 分数完美涡旋光束 轨道角动量 拓扑荷