辐射研究与辐射工艺学报
2024, 42(1): 010203
辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(1): 010201
1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
2 合肥微尺度国家研究中心, 安徽 合肥 230026
光同时具有自旋和轨道角动量属性, 它们分别与光的偏振和相位分布相关。在傍轴条件下, 光的自旋和轨道角动量在自由空间传输过程中是相互独立且各自守恒的。而在非傍轴条件下, 如紧聚焦或者散射光场中, 光的自旋与轨道角动量之间会发生相互耦合和转化。其中, 紧聚焦场中自旋与轨道角动量的相互作用由于广泛涉及光学捕获、显微和探测等应用领域, 近年来受到广泛关注。综述了紧聚焦场中自旋、轨道角动量理论计算方法, 自旋-轨道角动量相互作用与入射结构光场的关系以及最新的相关应用研究进展。
傅里叶光学 紧聚焦 自旋角动量 轨道角动量 自旋- 轨道角动量相互作用 光捕获 Fourier optics tight focusing spin angular momentum orbital angular momentum spin-orbital angular momentum interaction optical trapping
西南民族大学 电子信息学院 信息材料四川省高校重点实验室，成都 610041
以双氰胺为原料，采用简易的高分子网络凝胶法制备了具有超薄非晶g-C3N4层的核-壳结构ZnO/g-C3N4纳米复合光催化剂。当原料中氧化锌和双氰胺的摩尔比为1∶1时，复合光催化剂的壳层厚度约为3 nm，异质结界面清晰，在模拟光和可见光的照射下具有最佳的降解有机染料污染物活性。紫外-可见光漫反射（UV-vis）光谱结果显示，复合光催化剂在可见光范围内吸收增强，吸收带发生红移。光致发光（PL）光谱、稳态表面光电压（SPV）和稳态表面光电流（SPC）图谱揭示g-C3N4的负载显著增进了光生载流子的分离。在模拟太阳光和可见光下对亚甲基蓝、甲基橙和罗丹明B溶液进行光催化降解。结果显示，ZnO/g-C3N4纳米复合光催化剂的光催化活性明显提高，催化剂具备良好的稳定性和可重复利用性。此外，自由基捕获实验表明超氧自由基是复合材料降解染料污染物的主要活性物种，同时空穴在降解过程中起着重要作用。在光催化过程中，核-壳结构可有效促进ZnO与g-C3N4之间的电荷转移。本文研究为合成基于碳氮化合物/金属氧化物异质结构的高效纳米光催化剂提供了一条简单有效的途径。
核-壳结构 异质结 ZnO g-C3N4 光催化 Core-shell structure Heterojunction ZnO g-C3N4 Photocatalysis 光子学报
2021, 50(11): 1116001
中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥230026
动物活体环境下单细胞的光操控对于研究细胞的结构和功能，细胞与组织之间的相互作用，以及细胞病变机理、血栓形成机制和肿瘤细胞迁移等生物医学问题具有重要意义。2013年，光镊技术首次应用于活体动物内单细胞的捕获和操控，开辟了活体动物内光学操控新领域。本文就该领域涉及的活体操控技术及近来取得的重要研究进展进行概述，简要分析了实现深度组织内细胞操控所遇到的技术瓶颈并讨论了解决方案。
光镊 活体动物 细胞 深度组织 optical tweezers living animals cells deep tissue
1 中石油新疆油田分公司 实验检测研究院，新疆 克拉玛依 834000
2 四川大学 电子信息学院 图像信息研究所，四川 成都 610065
岩心的渗流特征决定了油气的分布规律和储藏信息，利用数字岩心技术建立孔隙网络模型，对真实岩心孔隙结构进行驱替模拟和渗流分析具有重要意义。然而孔隙结构的宏观渗流特性由其微观特征所决定，因此研究渗流路径特征具有重要意义。为了从微观层面来分析孔隙结构的渗流特性，研究了连通路径和渗流路径的搜索算法；给出渗流路径特征相关参数的定义和计算公式；最后给出孔隙网络模型的路径搜索结果，以及渗流路径特征参数结果。
渗流路径 数字岩心 孔隙网络模型 驱替模拟 percolation paths digital core pore network model displacing simulation 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 897
Author Affiliations
Abstract
1 School of Instrument Science and Opto-electronic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, China
2 Department of Optics and Optical Engineering, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
We experimentally demonstrate that optical tweezers can be used to accelerate the self-assembly of colloidal particles at a water–air interface in this Letter. The thermal flow induced by optical tweezers dominates the growth acceleration at the interface. Furthermore, optical tweezers are used to create a local growth peak at the growing front, which is used to study the preferential incorporation positions of incoming particles. The results show that the particles surfed with a strong Marangoni flow tend to fill the gap and smoothen the steep peaks. When the peak is smooth, the incoming particles incorporate the crystal homogeneously at the growing front.
140.7010 Laser trapping 350.4855 Optical tweezers or optical manipulation 230.5298 Photonic crystals Chinese Optics Letters
2017, 15(5): 051401
1 中石油新疆油田分公司实验检测研究院，新疆维吾尔自治区 克拉玛依 834000
2 四川大学 电子信息学院，四川 成都 610065
：针对岩心物性实验周期长且难以复现等问题，利用数字岩心图像分析技术进行岩心物性研究。以岩心铸体薄片图像为训练图像，根据模拟退火算法进行三维重建，获得岩心三维重建图像。通过计算机断层扫描(CT)技术，获得同组岩心序列图像。在2 种方式获得的图像中利用最大球模型提取岩心孔隙结构，计算孔隙与喉道尺寸及分布，将结果与压汞法测定的岩心毛管分布进行比较，分析了当前数字岩心技术与物性实验之间的区别与原因。结果表明，铸体薄片图像和CT 图像可以有效表征岩心大尺寸孔隙特征，但物性实验方法可以测定微小孔隙尺寸，由于成像设备所限，数字岩心不能刻画该类孔隙特征。
三维重建 模拟退火算法 最大球模型 计算机断层扫描 岩心物性实验 岩心孔隙结构 three-dimensional reconstruction simulated annealing algorithm maximal balls model Computed Tomography core physical properties experiments core pore structure 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(5): 788
1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
2 安徽省光电子科学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230026
3 合肥微尺度物质科学国家实验室, 安徽 合肥 230026
光镊技术是激光技术的重大发明，能利用光的动量与物质相互作用产生光势阱效应，已成为微纳米微粒操控和皮牛顿力测量的重要工具。光镊技术不仅丰富和推进了光学领域的发展，也为光学与多学科的交叉融合架起了一座桥梁，彰显出了它独特而不可替代的作用。综述回顾了30 年来光镊理论和技术的发展，系统梳理了光镊在细胞生物学、单分子生物学、软物质胶体科学以及物理纳米科学等领域的应用，并列举典型的应用实例，探讨了光镊技术应用的特点，展望了光镊技术应用蓬勃发展的美好未来。
激光技术 光镊 皮牛顿力测量 活体细胞操控 单分子测量
Author Affiliations
Abstract
Optical tweezers with a low numerical aperture microscope objective is used to manipulate the microspheres at the water-air interface. In this letter, we determine the optimal optical trap for the lateral manipulation of microspheres at a water-air interface. The experimental results show that the trapping force is influenced by the expansion of the trapping beam at the back aperture of the objective. The optimal filling ratio of 0.65 is suggested for lateral optical manipulation at the water-air interface. The lateral trapping forces at the water-air interface are theoretically investigated with the ray-optics model. The numerical results show that the lateral trapping forces can be changed by shrinking the diameter of the trapping laser beam. The numerical results are in accordance with the experimental results.
140.7010 Laser trapping 170.4520 Optical confinement and manipulation 080.5692 Ray trajectories in inhomogeneous media Chinese Optics Letters
2014, 12(1): 011403
