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Abstract
School of Mechatronic Engineering, China University of Mining and Technology, Xuzhou 221116, China
Incipient plasmonic bubble formation is observed around gold nanopillars with different inter-nanopillar separations. The experimental measurements and theoretical analysis show that the nanobubble formation is due to the enhanced plasmonic resonance rather than from the laser heating. Inter-nanopillar distribution may lead to threshold fluence variations. The lifetime of plasmonic bubbles can reach several minutes. Furthermore, both the radius and the growth rate of the plasmonic nanobubble increase as the inter-nanopillar distribution decreases. Smaller-spacing distributed arrays produced larger bubbles. The maximum growth rate of the bubbles can be reached at about 883.5×10 6 m/s on 1 μm nanopillars, but it is only 56.9×10 6 m/s on 4 μm nanopillars.
140.3390 Laser materials processing 000.2190 Experimental physics 060.3510 Lasers, fiber 140.3535 Lasers, phase conjugate Chinese Optics Letters
2016, 14(8): 081402
中国矿业大学机电工程学院, 江苏 徐州 221116
采用压电陶瓷水听器对液体中激光诱导单空泡溃灭噪声进行了信号检测实验。描述了实验仪器实施配置方法，并编制了一款应用小波变换、快速傅里叶变换(FFT)等信号分析手段对测得的空化噪声信号进行小波降噪、功率谱分析的空化噪声分析软件。该软件试用表明，小波降噪技术应用于空化信号分析是一种有效的方法。设计的噪声分析软件能够快速直观地反映噪声信号的频谱特征，实现空化的在线检测和监测。研究结果对水轮机、螺旋桨等水利机械的空蚀预警及空化空蚀现象的研究和应用具有一定意义。
激光技术 空化噪声 信号分析 小波变换 功率谱估计 激光与光电子学进展
2014, 51(3): 031402
1 长安大学兴华学院，陕西 西安 710077
2 中国科学院西安光学精密机械研究所，陕西 西安 710119
以三级像差理论为基础，对反射式无光焦度系统的像差进行了分析。得出的结论为：在主、次镜均 为抛物面的前提下，反射式无光焦度系统可以同时消除四种像差。以此结论为基础，综合离轴反射系统的优点，得出了一 套离轴反射式无光焦度系统。以光束口径为φ100mm、缩束倍率β=5、主镜离轴量h=150mm的离轴反射式无 光焦度系统为例，根据系统的像差结果可以看出，三级像差理论的分析结果是正确的。
三级像差理论 离轴反射镜 无光焦度系统 光学设计 third-order aberration theory off-axis mirror non-power system optical design
介绍了利用干涉仪检测调整非球面物镜光路的方法。调整分粗调和精调两个阶段。在粗调阶段，以激光的光轴作 为检测光路的基准光轴，建立起共轴光路检测系统；在精调阶段，以WYGO干涉仪内部倾斜系数作为调整依据，进行物镜的精调。用干 涉仪测得的物镜的面形质量为：波前PV值优于λ/8，RMS值达到λ/100 (λ=0.6328m)，检测结果满足波 前检测镜头的要求。这表明此种光路调整方法能够反映物镜真实的面形精度，并且能用于高精度的物镜检测。
非球面光学 光学调整 干涉仪测量 同轴 aspheric optics optical adjustment interferometer measurement coaxial optical path
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 先进光学仪器研究室, 陕西 西安 710119
2 长安大学兴华学院, 陕西 西安710077
在检验光路中, 采用补偿透镜来补偿口径为φ500mm的非球面透镜的使用波长(λ=1053nm)与检测波长(λ=632.8nm)之间的色差。给出补偿透镜的求解方法, 得到非球面透镜的补偿检验光路, 并就非球面透镜的检验精度进行分析。通过精度分析可以看出, 在此种补偿检验光路下, 非球面透镜的透射波前PV不低于0.2λ(λ=632.8nm), 可满足元件的精度要求。
非球面透镜 透射波前 补偿检验 精度分析 aspheric lens transmission wave-front compensation test precision analysis
1 南京理工大学应用物理系， 江苏 南京 210094
2 南京工程学院基础部， 江苏 南京 211167
采用两套光偏转测试装置对不同表面张力液体中激光空泡脉动及溃灭特性进行了实验研究，获得了液体表面张力改变对固壁近旁空泡生长和溃灭过程的影响。结果表明，表面张力延缓了空泡的膨胀过程，加速了空泡的溃灭; 表面张力对空泡溃灭的影响要强于对膨胀的影响; 液体张力越大，空泡脉动周期越短，且空泡对应的最大泡半径越小而收缩所能达到的最小泡半径亦越小。此外，液体张力越大，射流所产生的瞬时冲击力越大，即表面张力加强了液体射流对固壁的空蚀作用。研究结果可为水下激光加工、激光医疗、空化空蚀相关流体力学的研究提供一定的理论和实验支持。
激光技术 激光空泡 光纤传感器 液体表面张力 空蚀
清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
采用三维时间域有限差分(FDTD)方法研究了扫描近场光学显微镜中光纤微探针的近场分布特性.研究结果表明,锥形裸光纤探针的近场光中,以从探针锥变区侧面泄露的光即传播场为主,当在探针的侧面镀上一层金属膜对于从侧面泄露的光具有较好屏蔽效果,因而比裸光纤探针具有更好的空间束缚能力;无论是裸光纤探针还是金属膜探针,入射偏振光从针尖出射后发生了退极化现象,近场分布中产生与入射光偏振方向垂直的其它两个电场分量,而且金属膜探针的退极化分量对近场分布的影响比裸探针显著得多.如果在近场成像中接收退极化分量而不是总场则可以提高近场成像的对比度.还详细地分析了微探针的近场分布特征与退极化之间的关系.
近场光学 时域有限差分 倏逝波 光探针
清华大学精密仪器系,精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
提出两种同时满足高分辨、高传光效率的探针模型以及制备方法: 先用自制热拉装置将光纤拉制成过渡区为双曲线或抛物线形的探针,然后用40%氢氟酸进行快速腐蚀,使探针孔径变小而保持过渡区域形状和锥度基本不变。所获探针孔径变化范围为20～200 nm,锥度20°～60°。为检验探针性能,将两种探针的出射光分布与用传统热拉法所得到探针进行对比;探测了光子扫描隧道显微镜状态下的倏逝波衰减曲线;给出了用集光式扫描近场光学显微镜得到的近场光学图像;同时,验证了探针对剪切力控制的适用性。
扫描近场光学显微镜 光子扫描隧道显微镜 传光效率 扫描探针。
清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室,北京 100084
介绍的扫描近场光学显微镜能够以探针作为亚微米光源或探测器以及受抑全反射等三种工作方式探测样品,在没有样品-探针间距控制的情况下对全息光栅、脂质体以及沸石粉末等进行了扫描成像,并获得了超衍射极限的光学分辨率,其中最优分辨率可达约100 nm。
扫描近场光学显微镜 光子扫描隧道显微镜 受抑全反射
