中国科学技术大学物理学院光学与光学工程系，安徽 合肥 230026
光学薄膜广泛应用于光学仪器和测控技术中，充斥着我们生活的方方面面，使我们的生活更加丰富多彩。不同于常规的光学薄膜应用场景，本综述重点介绍如何将光学薄膜与光学显微成像结合起来。研究方案主要是：基于负载表面等离子体波的贵金属薄膜、具有光子带隙结构的介质多层薄膜，研制出应用于无标记显微探测的平面薄膜光子元件。得益于其平面结构特性与成熟的制作工艺，该类薄膜光子元件可兼容常规明场、宽场显微成像系统，可以作为被测样品的衬底或成像系统的插件。借助于薄膜与光波的近-远场相互作用特性，该器件可以调控系统的照明光场，如实现暗场照明、全内反射照明、边缘增强照明等。通过照明方式的改变，提升成像的对比度、探测灵敏度，进而发展出多模式、高灵敏度、高对比度、无标记光学显微成像与传感系统。为充分发挥该系统结构简单、宽场、高灵敏度、无标记成像的特点，将其应用于环境光子学领域，实现了真实大气环境中单个超细颗粒物吸湿增长过程的原位、实时、无损表征，有望为大气雾霾溯源与追因研究提供有力的科学支撑和技术工具。
薄膜光场调控，介质多层薄膜 贵金属薄膜 无标记显微探测 大气超细颗粒物 激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618012
中国科学技术大学光学与光学工程系, 安徽 合肥 230026
基于转移矩阵法分析了Tamm结构中的电磁场分布与共振模式,提出了小 孔-Tamm复合结构来增强荧光信号及控制辐射方向。用时域有限差分法 (FDTD)模拟了偶极子与该小孔-Tamm复合结构相互作用的耦合辐射场的远 场辐射,证明了该结构能够实现荧光的垂直出射,且与传统的Tamm结构相 比,其荧光强度有三个数量级的提高；系统地分析比较了荧光发射波长、 偶极子位置及小孔尺寸、形状对荧光辐射角度和强度的影响。模拟结果对 具有荧光增强定向辐射功能的光学芯片设计有指导作用。
微纳光学 Tamm结构 荧光增强 定向辐射 micro-nano optics Tamm structure fluorescence enhancement directional emission
Author Affiliations
Abstract
Department of Optics and Optical Engineering, Anhui Key Laboratory of Optoelectronic Science and Technology, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China
The interference of optically induced electric and magnetic resonances in high-refractive-index dielectric nanoparticles provides a new approach to control and shape the scattering patterns of light in the field of nanophotonics. In this Letter, we spectrally tune the electric and magnetic resonances by varying the geometry of a single isolated lead telluride (PbTe) dielectric nanocube. Then, we overlap the electric dipole resonance and magnetic dipole resonance to suppress backward scattering and enhance forward scattering in the resonance region. Furthermore, a broadband unidirectional scattering is achieved by structuring the dielectric nanocuboids as a trimer antenna.
160.3918 Metamaterials 290.0290 Scattering 050.6624 Subwavelength structures Chinese Optics Letters
2016, 14(1): 011601
1 中国科学技术大学光学与光学工程系， 安徽 合肥 230026
2 巢湖学院物理与电子科学系， 安徽 巢湖 238000
优化设计了365 nm紫外LED点光源阵列、聚焦透镜组的排布，实现了高强度均匀辐照的LED面光源。利用优化后的365 nm LED面光源进行了接触式曝光光刻实验，所得刻写图形与掩模板图形一致。提出的基于365 nm紫外LED阵列均匀辐照面光源的光刻方法具有结构简单、节能、环保等优势。
光学制造 紫外发光二极管 阵列 光刻
Author Affiliations
Abstract
1 Academe of Optoelectronic Technology, Hefei University of Technology, Hefei 230009
2 Department of Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026
3 College of Information Science and Technology, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037
We describe a simple and cost-effective holographic method for the fabrication of surface-relief zone plates. The zone plate is inscribed by interference between the first- and second-order diffracted waves from an ion-etched Fresnel zone plate. The inscribed surface-relief zone plates are observed by atomic force microscope (AFM). The formation process of the surface grating and the mass diffusion in azo polymer are analyzed.
波带片 偶氮 激光诱导 表面光栅 160.5470 Polymers 310.6860 Thin films, optical properties 050.1950 Diffraction gratings Chinese Optics Letters
2007, 5(5): 255
利用退耦近似方法，数值研究了任意体积分数特别是高体积分数的金属颗粒复合介质膜的有效线性介电函数和三阶非线性效应的变化，得到了非线性增强的最佳体积比。在不同体积分数下研究了复合体系的三阶非线性效应随入射光频率的变化关系，结果表明在表面等离子体共振频率附近，三阶非线性效应随着体积分数的增加而增强，但是当体积分数增加到一定值时由于粒子之间的相互作用对局域场的影响导致了三阶非线性效应的降低。
非线性光学 三阶非线性效应 退耦近似 金属颗粒复合材料 nonlinear optics third-order nonlinear effect decoupling approximation metal particle composite media
超分辨近场结构(Super-RENS)是在传统的超分辨光盘技术和近场光学的基础上发展起来的新技术.介绍了超分辨近场结构的基本原理及其在纳米光刻方面的应用,拓展了超分辨近场结构的外延:在近场范围内,能实现超过衍射极限的纳米多层膜结构.局域表面等离子体效应在高密光存储、纳米光刻等纳米光子学研究领域具有重要的科学意义和应用价值.
近场光学 超分辨近场结构 纳米光刻 局域表面等离子体效应 near-field optics super-resolution near-field structure nano-photolithography surface plasmons
通过实验测出532nm激光在近地大气的角散射系数，对Junge和Deirmendjian两种模型的气溶胶系统在不同的系统参数、不同的折射率的情况下的散射相函数进行了计算，发现与实验所测得的曲线有明显的差异，这两种模型都不存在散射次极峰。通过对不同半径粒子的散射相函数的计算，说明实验所测的气溶胶系统在粒子尺寸较大的区间的密度要比Junge和Deirmendjian两种模型的密度要大得多，在假定大粒子服从正态分布的前提下，拟合出了气溶胶的分布函数。
大气光学 谱分布 Mie散射 气溶胶 散射系数 atmospheric optics size distribution Mie scattering aerosol scattering coefficient
1 中国科学技术大学物理系,安徽,合肥,230026
2 中国科学技术大学地球和空间科学系,安徽,合肥,230026
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精确测量大气的折射率起伏,对于研究大气的光学性质及其在环境监测中的应用有着重要的意义.建立了用近场光学方法测量大气折射率起伏的模型:采用全内反射方法激发金属的表面等离子共振,在金属-空气-金属组成的平面波导中形成振荡的导模,选取衰减全反射曲线中变化最快的一点的角度作为入射光的角度,测量相应的反射光光强的变化,就可以得到相应空气的折射率的变化.初步数值模拟了该模型的测量精度,折射率变化的精度可以达到百万分之五.
大气光学 近场光学 表面等离子体共振效应 折射率起伏 atmosphere optics near-field optical method surface plasmon resonance effect fluctuation of refractivity
