Author Affiliations
Abstract
1 Guangxi Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing, School of Optoelectronic Engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, China
2 School of Electronic Information and Electrical Engineering, Huizhou University, Huizhou 516000, China
Optical line tweezers have been an efficient tool for the manipulation of large micron particles. In this paper, we propose to create line traps with transformable configurations by using the transverse electromagnetic mode-like laser source. We designed an optical path to simulate the generation of the astigmatic beams and line traps with a series of lenses to realize the rotational transformation with respect to the rotation angle of cylindrical lenses. It is shown that the spherical particles with diameters ranging from 5 μm to 20 μm could be trapped, aligned, and revolved in experiment. The periodical trapping forces generated by transformable line traps might open an alternative way to investigate the mechanical properties of soft particles and biological cells.
optical line tweezers transformable line traps optical manipulation Chinese Optics Letters
2022, 20(5): 053801
贵州大学纳米光子物理研究所 光电子技术与应用省重点实验室, 贵州 贵阳550025
将纳米硅薄膜看成理想的一维限制的量子面结构, 通过第一性原理计算研究了不同厚度的硅(111)量子面的能带结构及态密度。随着量子面厚度的变化, 在Si—H键钝化较好的量子面结构上, 其带隙宽度变化主要遵循量子限制效应规律。当在表面掺杂时, 模拟计算表面含Si—N键的硅(111)量子面的结果表明: 在一定厚度范围内, 带隙宽度主要由量子限制效应决定; 超过这个厚度, 带隙宽度同时受量子限制效应和表面键合结构的影响。保持量子面厚度不变, 表面掺杂浓度越大则带隙变窄效应越明显。同样, 模拟计算含Si—Yb键的硅(111)量子面的结果也有同样的效应。几乎所有的模拟计算结果都显示: 量子面的能带结构均呈现出准直接带隙特征。
硅量子面 表面键合 量子限制效应 带隙变窄效应 silicon quantum surface surface bond quantum confinement effect band gap narrowing effect
深圳大学光电工程学院, 光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室, 广东 深圳518060
相干反斯托克斯拉曼散射是一种非线性四波混频效应, 但是通过探测共振信号不易进行物质成分的定量光谱分析。 本文利用单频相干反斯托克斯拉曼散射光谱分析法, 对不同体积比混合的乙醇溶液在远离双光子共振跃迁及其远离溶质与溶剂的特征拉曼共振态位置进行了光谱探测。 通过对实验结果进行分析发现, 在共振位置2 876 cm-1的信号强度随混合溶液中的乙醇的体积比增加而增加, 呈二次方关系。 而在远离共振态位置的非共振信号强度随混合溶液中乙醇的体积比增加而增加, 且呈线性关系, 进而说明了非共振信号强度随着分子数浓度N呈线性变化关系。 因此, 通过探测非共振信号强度与分子数浓度关系可以为混合物中特定成分的定量光谱分析提供一种研究途径。
四波混频 相干反斯托克斯拉曼散射 拉曼共振 非共振信号 Four-wave mixing Coherent anti-stokes Raman scattering Raman resonance Non-resonance signal 光谱学与光谱分析
2013, 33(6): 1477
深圳大学光电工程学院, 光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室, 广东 深圳 518060
对时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(T-CARS)方法详细地进行理论分析, 搭建了时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射实验系统, 从理论和实验上验证了T-CARS信号的强度与溶液浓度的关系。 以无水乙醇和蒸馏水的混合溶液作为样品, 测得在波数为2 927 cm-1 (C—H)处的信号强度随溶液浓度的变化关系。 结果表明, 当溶液浓度大于35%时, T-CARS信号强度与溶液浓度成平方关系;而当溶液浓度小于20%时, T-CARS信号强度与溶液浓度成线性关系, 实验结果与理论分析相吻合。 该结论纠正了以前人类对CARS过程的错误认识, 有助于人类对CARS过程的进一步了解和应用。 而在低浓度时的线性关系表明时间分辨CARS可对低浓度样品尤其是生物样品进行分子识别和线性定量探测, 这对分析生物样品和其它低浓度物质具有重要的应用价值。
线性 时间分辨 相干反斯托克斯拉曼散射 浓度 Linear Time-resolved Coherent anti-stokes Raman scattering Concentration 光谱学与光谱分析
2012, 32(12): 3372
1 深圳大学光电工程学院， 光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室， 广东 深圳518060
2 华中科技大学光电子科学与工程学院， 湖北 武汉430074
利用作者自制的超连续谱激发时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scattering, CARS)谱仪同时测得反映分子组成的各种振动谱以及这些振动模式各自的退相时间。 实验对苯甲腈样品分子振动谱中5个典型分子振动模式的振动弛豫过程进行了测量， 一次获得了这种分子各振动模式对应的退相时间。 在实验中发现苯甲腈苯环中的面内弯曲振动模中存在振荡衰减现象， 这是由两个相邻简正振动模同时被激发并叠加而产生的。 还对苯甲腈与无水乙醇混合后的三个更强的振动模的振动弛豫过程进行了测量， 并得到了这种混合物的振动退相时间。 这种方法具有检测样品自身特性和所处微环境变化的能力， 在生物学、 化学和材料科学等研究领域具有重要的应用前景。
相干反斯托克斯拉曼散射 时间分辨 分子振动光谱 振动退相时间 Coherent anti-Stokes Raman scattering Time-resolved method Molecular vibrational spectrum Vibrational dephasing time
1 深圳大学 光电工程学院光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室,广东 深圳 518060
2 华中科技大学 光电子科学与工程学院,湖北 武汉 430074
利用半经典理论分析了三束中心频率不同的窄线宽激光光场在样品中的相互耦合过程,得到一组描述相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)过程的耦合波方程。结合时间分辨方法的原理,得到了描述使用窄线宽激光脉冲的时间分辨CARS(T-CARS)方法的耦合波方程。采用数值模拟方法研究了T-CARS方法中CARS信号和非共振背景噪声与入射光场之间的关系以及分子振动的弛豫过程。说明分子振动的退相时间可以作为区分成份和结构相近的分子以及监测样品所处微环境变化的依据。基于使用窄线宽激光光源的T-CARS方法的理论分析说明了使用宽谱激光具有同时获取生物分子完整拉曼光谱的能力。
光谱学 相干反斯托克斯拉曼散射(CARS) 非标记分子识别 非共振背景噪声 时间分辨方法 宽谱激光光源
1 华中科技大学 光电子科学与工程学院,湖北 武汉 430074
2 深圳大学 光电子学研究所,光电子器件与系统(教育部/广东省)重点实验室,广东 深圳 518060
回顾了相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)显微成像技术的理论和技术的发展,介绍和比较了CARS显微成像技术对抽运光源的要求,以及典型的CARS显微成像系统。对CARS显微成像技术中无法避免的最重要的非共振背景噪声问题做了详细的分析,对不同的抑制非共振背景噪声的方法进行了比较和讨论,对CARS显微成像技术目前存在的问题和可能解决途径进行了简要的分析。
激光光学 显微成像方法 相干反斯托克斯拉曼散射 非共振背景噪声 超连续谱 光子晶体光纤
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
使用脉冲Nd∶YAG四倍频激光抽运充有纯D2气体和D2／He混合气体的拉曼池。实验研究了受激拉曼散射的能量转换效率和能量稳定性与系统主要参量，包括抽运光能量、D2气体压强和加入惰性气体He的关系。实验表明，适量惰性气体He的加入在没有降低一阶斯托克斯散射光(S1，波长：289．04nm)能量稳定性的前提下，有利于提高其能量转换效率，最大能量转换效率达到22．1%。通过实验分析，得到了受激拉曼散射一阶斯托克斯散射光的能量转化效率和能量稳定性的优化条件。
非线性光学 受激拉曼散射 四波混频 能量转换效率 能量稳定性 nonlinear optics stimulated Raman scattering four-wave mixing energy conver-sion efficiency energy stability
中国科学院安徽光学精密机械研究所,安徽,合肥,230031
激光雷达作为一种新型的大气观测工具,可以通过直接探测激光与大气相互作用的光辐射信号来定量地反演大气水平能见度,更好地反映大气对传输于其中激光的衰减作用,从而成为测量大气水平能见度的主要手段.简单介绍了自行研制的国内首台车载式拉曼-米(Raman-Mie)散射激光雷达的结构和技术参数,并利用斜率法从激光雷达的采集数据中反演出大气水平能见度.通过实际观测并与美国Belfort能见度仪的对比试验,显示该激光雷达在探测大气水平能见度方面具有较高的可靠性和准确性,其测量误差小于20 %.
激光雷达 能见度 消光系数 气溶胶 Lidar Visibility Extinction Aerosol
