Author Affiliations
Abstract
1 School of Science, Minzu University of China, Beijing 100081, China
2 Key Laboratory of Advanced Optoelectronic Quantum Architecture and Measurement (Ministry of Education), Beijing Key Laboratory of Nanophotonics & Ultrafine Optoelectronic Systems, and School of Physics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
3 Laser Micro/Nano Fabrication Laboratory, School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
4 e-mail: hlguo@muc.edu.cn
5 e-mail: jiafangli@bit.edu.cn
Plasmonic sensing technology has attracted considerable attention for high sensitivity due to the ability to effectively localize and manipulate light. In this study, we demonstrate a refractive index (RI) sensing scheme based on open-loop twisted meta-molecule arrays using the versatile nano-kirigami principle. RI sensing has the features of a small footprint, flexible control, and simple preparation. By engineering the morphology of meta-molecules or the RI of the ambient medium, the chiral surface lattice resonances can be significantly enhanced, and the wavelength, intensity, and sign of circular dichroism (CD) can be flexibly tailored. Utilizing the relation between the wavelength of the CD peak and the RI of the superstrate, the RI sensor achieves a sensitivity of 1133 nm/RIU. Additionally, we analyze these chiroptical responses by performing electromagnetic multipolar decomposition and electric field distributions. Our study may serve as an ideal platform for applications of RI measurement and provide new insights into the manipulation of chiral light–matter interactions.
Photonics Research
2024, 12(2): 218
陈彦杰 1,2,3徐正琨 1,2,3赵睿哲 1,2,3李晓炜 4[ ... ]黄玲玲 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心,北京 100081
2 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
3 北京理工大学光电学院信息光子技术工信部重点实验室,北京 100081
4 北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造实验室,北京 100081
超表面的设计与制造极大地推动了在片上紧凑光学系统中实现光场调控的应用。传统光学系统中的光学透镜、空间光调制器以及偏振光学元件虽具备光场调控的功能,但体积庞大、光场调控功能单一等因素限制了其应用。超表面为光场调控提供了新平台,有望解决传统光学元件和系统向微型化、集成化和多功能化发展的瓶颈。主要围绕超表面的多维度全息混合复用、二维/三维光场变换、矢量光场的产生与操控三方面进行介绍。最后,对超表面的未来发展趋势进行了展望。
超表面 多维度光场调控 全息成像 光束整形 
光学学报
2024, 44(2): 0200005
作者单位
摘要
中国矿业大学材料与物理学院,江苏 徐州 221116
采用等离子喷涂-化学气相沉积法制备Bi2O3薄膜,并研究了沉积温度和热处理温度对于Bi2O3薄膜形貌和成分的影响。用场发射扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高分辨率透射电子显微镜对该薄膜形貌和成分进行了表征,通过紫外-可见光漫反射光谱仪研究了不同热处理温度下α/β-Bi2O3禁带宽度的变化。结果表明:沉积温度和热处理温度影响Bi2O3薄膜的微观形貌,同时影响α和β两相的相比例,但沉积温度的影响显著大于热处理温度;随着热处理温度升高,β相转化为α相的比例越来越高,α-Bi2O3和β-Bi2O3的禁带宽度都有所增加;最后,通过对甲基橙和双酚A的降解证明了Bi2O3薄膜具有良好的光催化降解性能。
氧化铋 薄膜 等离子喷涂 化学气相沉积 光催化降解 bismuth trioxide film plasma spraying chemical vapor deposition photocatalytic degradation 
硅酸盐学报
2023, 51(7): 1800
作者单位
摘要
山东理工大学材料科学与工程学院,山东 淄博 255000
纳米催化抑菌材料在解决因抗生素滥用导致的细菌耐药性方面具有广阔的应用前景,但其催化效率受限于低的pH值环境(pH = 2.0~5.0),而实际的细菌微环境pH值相对较高(pH = 6.0~7.0),这导致大多数材料催化效率有限、杀菌效果不理想。本研究用简单的共沉淀法一步制备了MnSiO3纳米颗粒,采用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)等测试手段对样品的形貌、结构和催化性能进行了表征,研究了其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能。结果表明:非晶态的MnSiO3纳米颗粒在pH值为6.4、7.0的缓冲溶液中,形态从纳米颗粒转变成微米花球;MnSiO3纳米颗粒在较高pH值下具有强催化能力,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌表现出了优异的抑菌性能。因此,可原位形貌转变的MnSiO3材料在抗菌感染的治疗方面具有一定的应用优势。
纳米催化 形貌转变 pH响应 抑菌治疗 nano-catalytic therapy structure transformation pH-ultrasensitive bacterial infection treatment 
硅酸盐学报
2023, 51(8): 2037
作者单位
摘要
1 中国船舶科学研究中心, 江苏 无锡 214082
2 深海技术科学太湖实验室, 江苏 无锡 214082
该文从数学上计算了不同阶声压梯度组合对空间声场的估计误差, 分析了差分通道幅度和相位不一致性对有限差分近似误差的影响, 研究了水听器自噪声及模数转换量化误差对高阶水听器工作频率下限的制约关系, 提出了一种由4片压电三迭片构成的高阶声压梯度水听器, 尺寸为100 mm×50 mm, 能够测量声场一阶声压梯度和二阶混合声压梯度。利用有限元法计算获得平面波自由声场中水听器各通道的输出电压。计算结果表明, 二阶混合声压梯度通道的输出电压响应每倍频程升高12 dB, 指向性与纵向四极子声源指向性一致。
压电三迭片 高阶声压梯度 有限差分近似 工作频带 四极子指向性 piezoelectric bimorph high-order acoustic pressure gradient finite difference approximation operating frequency band quadrupole directivity 
压电与声光
2022, 44(3): 392
作者单位
摘要
四川大学 电子信息学院,激光微纳工程研究所,成都 610065
提出了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应增强的光子晶体光纤折射率传感器。该传感器结构通过光纤熔接机拼接光子晶体光纤(PCF),在光子晶体光纤中间引入一个空气孔形成PCF-空气孔-PCF的光纤传感结构,随后使用磁控溅射镀膜工艺在其表面沉积一层薄金膜制备而成。实验探究了折射率及温度对传感器的响应。结果表明,在1.333~1.389的折射率范围内,所提出的传感器的平均折射率灵敏度为2 142.52 nm,且测量线性度为0.981,品质因子约13.10。实验结果表明该传感器对温度不敏感。相比于无空气孔的PCF传感结构,引入的空气孔增强了SPR效应,使得传感器拥有良好的共振峰深度。得益于上述优势,该类型传感器有望在生物医学、环境监测等领域得到应用。
表面等离子体共振 光子晶体光纤 光纤传感 空气孔 surface plasmon resonance photonic crystal fiber fiber-optic sensors air hole 
强激光与粒子束
2022, 34(5): 059001
作者单位
摘要
中国激光
2022, 49(10): 1002000
作者单位
摘要
1 北京理工大学机电学院,北京 100081
2 北京理工大学机械与车辆学院,北京 100081
飞秒激光加工具有精度高、无污染、材料适用性广、热效应小等特点,在加工微光学元件方面有着独特的优势。通过对飞秒激光进行时间和空间整形,调控电子动态及其后续的电子-声子作用过程,能够有效提高加工精度和加工效率,解决微光学元件在实际加工中的质量和成本问题。本文以微透镜、光栅和波带片为例,综述了常见微光学元件的飞秒激光加工现状,介绍了时空整形飞秒激光调控电子动态的基本原理,总结了飞秒激光进行时空整形的主要实现途径,展示了这些方法在加工微光学元件上的典型应用和研究进展,最后分析讨论了时空整形飞秒激光用于加工微光学元件所面临的挑战和今后的研究重点。
激光技术 飞秒激光 电子动态调控 微孔加工 时空整形 微光学元件 
中国激光
2022, 49(10): 1002501
Author Affiliations
Abstract
1 Beijing Engineering Research Center of Mixed Reality and Advanced Display, School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
2 Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100191, China
3 Laser Micro/Nano-Fabrication Laboratory, School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
With the development of micro/nano fabrication technology, metasurface holography has emerged as a revolutionary technology for the manipulation of light with excellent performance. However, for applications of full-Stokes polarization encryption and time sequence holographic display, multiplexing strategies of metasurfaces with large bandwidths and simple operations still need to be developed. As one of the most popular schemes of multiplexing, polarization multiplexed metasurfaces have shown flexible recording abilities for both free-space beam and surface waves. Here, by using a dielectric metasurface equipped with double phase holograms, we have achieved flexible polarization multiplexed transformations from one full-Stokes space to another. The vectorial hologram is optimized by a hybrid genetic algorithm and digitalized with subwavelength modulated units. Based on a quantitative map and remarkable information capacity, time sequence holographic display and complex optical encryption are experimentally demonstrated by changing input/output polarization channels in real time. We believe our method will facilitate applications in smart compact devices of dynamic display, dynamic optical manipulation, optical encryption, anticounterfeiting, etc.
Photonics Research
2022, 10(4): 04001031
作者单位
摘要
北京理工大学机械与车辆学院激光微纳制造研究所,北京 100081
微孔作为一种常见结构,被广泛应用于生物医疗、航空航天、三维封装等领域。飞秒激光具有的超短脉冲持续时间和超高峰值功率特性使其在高质量微孔加工方面具有独特优势。本文综述了近年来飞秒激光时空整形微孔加工方法及其应用,包括飞秒激光时空整形方法、时域/空域整形的电子动态调控微孔加工以及微孔在增透减反、切割以及油水分离、雾气收集、气体收集等方面的应用,并讨论了时空整形飞秒激光微孔加工目前所面临的挑战和未来研究方向。

飞秒激光 电子动态调控 微孔加工 时空整形 微孔应用 femtosecond laser electrons dynamic control micro-hole drilling temporally/spatially shaping micro-hole applications 
光电工程
2022, 49(2): 210389

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