1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
2 上海中珂光镊科技有限公司, 上海 200065
脱离了传统商业显微镜系统,成功研制一套具有单光束梯度力阱核心功能的微型光镊仪器,同时 实现了对微粒的三维捕获和pN力的测量。系统采用无穷远光学成像设计、半导体激光光源和LED照明、 千分尺三维操控平台,形成全封闭光路,一体化工艺设计的整机系统。操纵稳定,结构紧凑,可定量测量, 抗干扰能力强,使用调节方便。仪器体积小巧,制造成本低,便于光力学效应的认知教育,也可用于微米微 粒的操作探测等科学研究和应用,有利于专业光镊仪器的市场推广。
光镊 微型操作仪 脱离传统显微镜系统 三维捕获 pN力 optical tweezers mini apparatus without traditional microscope system trapping in three dimensions pN force
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
1 中国科学技术大学化学实验教学中心, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光学显微中的成像光进行实时的相位/振幅调制, 不仅可以实现各种传统的生物样品相位显微, 而且能够以更复杂的相位调制方式, 如螺旋相位滤波, 得到新的显微图像。该方式已经和荧光显微、光镊技术结合, 丰富了生物显微技术。
显微 液晶空间光调制器 相位衬比 螺旋相位衬比 microscopy LCSLM contrast phase spiral phase contrast
1 中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学物理实验中心, 安徽 合肥 230026
3 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室, 安徽 合肥 230026
4 中国科学技术大学安徽省光电子科学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230026
作为光镊技术近年来最重要的发展之一，二维阵列光镊在纳米制造和生物芯片制作中具有广泛的应用前景。衍射光学元件是构成阵列光镊的关键器件之一, 而Gerchberg-Saxton(G-S)算法是设计相位型衍射光学元件的一种常用方法。实现了伪随机编码的G-S算法，并将计算得到的相位分布图输入到液晶空间光调制器上，在透镜的后焦面上得到阵列分布的光点，提出并实验验证了通过振幅调制能够有效减少远场衍射的背景噪声，为将来设计阵列光镊衍射元件提供了可能。
衍射 阵列光镊 液晶空间光调制器 Gerchberg-Saxton算法 伪随机编码 双振幅形相位滤波器
1 合肥微尺度物质科学国家实验室,安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学 物理系,安徽 合肥 230026
激光的广泛应用已经扩展到流体力学领域,如激光多普勒测流速,而加速度的量也与流体的动力学过程密切相关。提出了一种测量微管中流体加速度的新方法。搭建双光束干涉平台,在光路中引入微流管道,通过流体力学公式的推导,得出液流微弱加速度的产生与表式。微流发生时,采集实验数据并对其作信号处理与时频分析,得到信号频率随时间线性变化的关系。时频曲线的斜率即反应了加速度的信息。
激光多普勒技术 流体力学 加速度 微管道 Laser Doppler Technique hydromechanics acceleration micro-flow pipe
中国科学技术大学天文与应用物理系,合肥,230026
莫尔条纹(Moirefringes)是两组线簇重叠在一起,在其交点位置处形成的条纹.由于莫尔条纹反映了两组线簇的空间频率之差(即拍频),因此它具有放大作用,故可用来测量一些诸如角度、位相等微小变化量.本实验是利用两块空间频率相同的黑白光栅产生的莫尔条纹来测量长焦距透镜的焦距.先从理论上推导出在平行光场中,置于两块栅线呈一夹角的光栅之间某位置处的透镜产生的莫尔条纹为一组平行的直线系,它的斜率与透镜焦距之间定量关系.然后在实验中用CCD接收莫尔条纹的像,由计算机图象的斜率计算出待测透镜的焦距.
莫尔条纹 长焦距透镜焦距 计算机图象 Moire fringes long focus length of lens computer image
1 中国科技大学基础物理中心, 合肥 230026
2 中国科技大学研究生院, 北京 100039
利用光栅矢量法设计旋转和尺寸不变图象识别所需的位相片，进一步阐述了这种方法的一些特点，并用基尔霍夫衍射积分验证了位相片的变换效果的确是理想的。
图象识别 光学相关 座标变换 位相函数
1 中国科学技术大学基础物理中心, 合肥 230026
2 中国科学技术大学物理系, 合肥 230026
用狄克态的缀饰原子态的方法，解出了多原子体系与单模光场的多光子相互作用下总体系的量子态随时间演化的精确解.进而又研究了原子体系的粒子数反转，光场的压缩度及反聚束效应随时间的演化.通过数值计算，发现了一些新的演化规律.
多光子相互作用 压缩态 反聚束效应
1 中国科学技术大学基础物理中心, 合肥 230026
2 中国科学技术大学物理系, 合肥 230026
本文用缀饰原子本征态的方法,导出三原子体系合作共振荧光过程的主方程。求出了共振荧光的谱线结构,各谱线的权重比及各谱线的弛豫速率。文中报道了三原子共振荧光由七条谱线组成,每条谱线又有自己的精细结构。作者认为各谱线的分裂原因在于缀饰原子偶极矩之间的相互耦合。
缀饰原子 共振荧光 合作效应
