Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Modern Optics, Tianjin Key Laboratory of Micro-scale Optical Information Science and Technology, Nankai University, Tianjin 300350, China
2 School of Electrical Engineering and Automation, Tianjin University, Tianjin 300072, China
Broadband transverse displacement sensing by exploiting the interaction of a focused radially polarized beam with a silicon hollow nanodisk is proposed. The multipolar decomposition analysis indicates that the interference between a longitudinal total electric dipole (TED) moment and a lateral magnetic dipole (MD) moment is dominant in the far-field transverse scattering in the near-infrared region. Within a broadband wavelength range with the width of 155 nm, the longitudinal TED is almost in phase with the lateral MD, and then broadband position sensing based on the sensitivity of scattering directivity to transverse displacement can be achieved.
directional scattering transverse Kerker’s condition displacement sensing hollow nanodisk radial polarization 
Chinese Optics Letters
2020, 18(6): 063602
Author Affiliations
Abstract
Institute of Modern Optics, Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Sensor and Sensing Network Technology, Nankai University, Tianjin 300350, China
Subtractive imaging is used to suppress the axial sidelobes and improve the axial resolution of 4pi microscopy with a higher-order radially polarized (RP) Laguerre–Gaussian (LG) beam. A solid-shaped point spread function (PSF) and a doughnut-shaped PSF with a dark spot along the optical axis are generated by tightly focusing a higher-order RP-LG beam and a modulated circularly polarized beam, respectively. By subtracting the two images obtained with those two different PSFs, the axial sidelobes of the subtracted PSF are reduced from 37% to about 10% of the main lobe, and the axial resolution is increased from 0.21λ to 0.15λ.
110.0180 Microscopy 100.6640 Superresolution 170.0180 Microscopy 180.6900 Three-dimensional microscopy 
Chinese Optics Letters
2019, 17(12): 121103
冀允允 1范飞 1,3,*于建平 1许士通 1[ ... ]常胜江 1,2,**
作者单位
摘要
1 南开大学现代光学研究所, 天津 300350
2 天津光电子传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
3 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室, 吉林 长春 130033
介绍了不同液晶材料在太赫兹(THz)波段的光学各向异性和外场调制特性。在此基础上,综述了几种基于液晶与人工电磁微结构相结合的THz功能器件,该器件可实现对THz波的调谐滤波、电磁诱导透明、相位调制以及偏振控制功能等;系统地分析了液晶与人工电磁微结构的相互作用机理、THz波长尺度下液晶的外场调控规律与表面相互作用。此外,还对THz液晶光子器件的研究发展趋势进行了展望。
太赫兹技术 石墨烯 光子晶体 超材料 液晶器件 
中国激光
2019, 46(6): 0614006
作者单位
摘要
1 南开大学 现代光学研究所 光电信息技术科学教育部重点实验室天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津300071
2 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津 300387
在实验上提出将九个开口谐振环以第一个谐振环的开口方向为基准按照涡旋状的轨迹排布, 且依次将开口环逆时针扭转40°, 构成九聚物太赫兹超材料, 并在理论上系统研究了该超材料的传输特性。将原本只具有单一谐振模式的开口谐振环按照类似于低聚物的结构排布方式构成周期单元结构时, 利用结构末端引起的能量耦合来增强相邻谐振器间的能量耦合, 便会有更多的谐振模式产生, 最终实现偏振不敏感的效果。这种思路丰富了传统超材料离散结构的设计理念, 为太赫兹超材料功能器件, 如开关, 调制器和滤波器等的设计提供了一种新的参考方案。
太赫兹超材料 九聚物 偏振不敏感 terahertz metamaterial nonamer polarization-independent 
红外与激光工程
2017, 46(12): 1221002
作者单位
摘要
南开大学现代光学研究所光学信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
利用太赫兹时域光谱技术(THz-TDS)测试向列相液晶E7 和5CB 在磁场、电场和光场作用下的太赫兹光学性质,较为全面地总结向列相液晶在不同场强下的折射率变化。实验观察到E7和5CB 在磁场下的负磁致折变效应和在电场下的正电致折变效应。磁致折射率变化最大达到-0.087,电致折射率变化最大达到0.051,而光致折变与电致折变的物理本质相同,在7.961 W/cm2的532 nm 激光泵浦下折射率变化最大达到0.015。这些研究结果为液晶材料在太赫兹波段的可调相移器、滤波器和空间光调制器等重要功能器件中的应用打下基础。
物理光学 太赫兹 向列相液晶 折变效应 
光学学报
2016, 36(2): 0226001
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin Key Laboratory of Micro-scale Optical Information Science and Technology, Tianjin 300350, China
2 Tianjin Key Laboratory of Optoelectronic Sensor and Sensing Network Technology, Tianjin 300350, China
3 Research Center for Intelligent Sensing, Zhejiang Lab, Hangzhou 311100, China
Specific and highly-sensitive biochemical detection technology is particularly important in global epidemics and has critical applications in life science, medical diagnosis, and pharmaceutics. As a newly developed technology, the THz metamaterial-based sensing method is a promising technique for extremely sensitive biomolecular detection. However, due to the significant resonant peaks generated by THz metamaterials, the characteristic absorption peaks of the analyte are usually masked, making it difficult to distinguish enantiomers and specifically identify target biomolecules. Recently, new ways to overcome this limitation have become possible thanks to the emergence of chiral metasurfaces and the polarization sensing method. Additionally, functionalized metasurfaces modified by antibodies or other nanomaterials are also expected to achieve specific sensing with high sensitivity. In this review, we summarize the main advances in THz metamaterials-based sensing from a historical perspective as well as application in chiral recognition and specific detection. Specifically, we introduce the basic theory and key technology of THz polarization spectrum and chiral sensing for biochemical detection, and immune sensing based on biomolecular interaction is also discussed. We mainly focus on chiral recognition and specific sensing using THz metasurface sensors to cover the most recent advances in the topic, which is expected to break through the limitations of traditional THz absorption spectroscopy and chiral spectroscopy in the visible-infrared band and develop into an irreplaceable method for the characterization of biochemical substances.
THz metamaterials polarization sensing technology specific sensing enhancement THz chiral spectrum biochemical substances detection 
Chinese Optics Letters
2013, 21(11): 110003
作者单位
摘要
1 南开大学现代光学研究所光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
2 天津大学电气与自动化工程学院, 天津 300072
在聚焦光场矢量衍射理论的基础上,利用贝塞尔函数的微分递推关系,推导了聚焦光场的梯度变化表达式。根据中心对称材料二次谐波产生的唯象模型,研究了单个中心对称球形纳米颗粒在聚焦光场激发下的二次谐波产生,考察了表面响应和体效应产生的二次谐波辐射分布随着数值孔径增大的变化规律,并利用聚焦光场及其梯度场分布特性讨论差异产生的原因。研究结果表明,激发光场的聚焦程度对体响应的影响更为显著。
非线性光学 二次谐波产生 中心对称介质 聚焦光场 体响应 
光学学报
2012, 32(2): 0219001
作者单位
摘要
1 天津大学 电气与自动化工程学院,天津 300072
2 南开大学 现代光学研究所 光电信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071
将视觉注意机制引入到直方图构造中,并在此基础上提出了一种新的基于灰度级信息量直方图的图像增强算法.该算法利用Itti视觉注意计算模型对图像的显著性进行分析,获得全局显著图;然后,将全局显著图划分为若干等大的子区域,求取各子区域的平均显著值,并做归一化处理,得到子区域的加权统计系数;再将各子区域的灰度级加权统计值相加,得到灰度级信息量直方图;最后,依据直方图均衡化的映射函数,调整灰度级的动态范围.实验结果表明,该算法明显优于经典的GHE算法和AHE算法,具有满意的视觉效果.
图像增强 视觉注意机制 信息量直方图 直方图均衡 Image enhancement Visual attention mechanism Information histogram Histogram equalization 
光子学报
2009, 38(5): 1283
作者单位
摘要
1 南开大学现代光学研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
2 天津市医药科学研究所, 天津 300020
针对超短脉冲激光与气体相互作用产生的非线性荧光光谱的特点, 提出了光谱分析的预处理、特征提取以及定量分析的有效方法。采用小波算法对光谱数据进行压缩和降噪处理, 使光谱数据由3979点压缩降噪至664点。对处理后的光谱特征峰团的强度进行主成分分析, 结果表明2个主成分即可包含98%的光谱信息。采用第一主成分对不同浓度下的谱线强度进行拟合与误差计算, 有效地提取了与气体浓度有关的特征参量, 实现了气体的定量分析。同已有的定量分析方法相比, 定量分析的精度有较大提高, 特别在所关心的低浓度情况下, 定量分析的精度改善更为明显。3种气体的拟合与计算显示同以往方法相比误差由0.2694降为0.02。
光谱学 定量分析 主成分分析 非线性荧光光谱 
光学学报
2009, 29(5): 1285
作者单位
摘要
1 南开大学,现代光学研究所,光电信息技术科学教育部重点实验室,天津,300071
2 天津大学,电气与自动化工程学院,天津,300072
基于矢量衍射理论和格林函数法,利用坐标变换分析高数值孔径条件下二次谐波强度随胶原纤维取向的变化规律.研究结果表明,当胶原纤维垂直于z轴时,聚焦光场Ey、Ez分量的增强导致二次谐波相对强度极小值的上升;随着胶原纤维极角的改变,二次谐波强度的整体变化趋势发生变化,同时前向和后向二次谐波之间的强度变化也出现明显差异.
二次谐波显微术 高数值孔径 矢量衍射理论 格林函数法 
光子学报
2007, 36(11): 2129

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