提出了由四个不同旋转方向的氧化铟锡（ITO）螺旋子单元组成的周期性中红外宽带手性结构。模拟结果显示，通过优化子单元螺旋的圈数、螺旋半径、螺距和螺旋线半径，该结构在中红外波段实现了良好的宽带圆二向色性（CD）。与两种非旋转螺旋结构比较发现，ITO旋转螺旋结构的CD带宽更宽。在波长7.95 μm处，ITO旋转螺旋结构获得CD的最大值为0.454，CD的半峰全宽为7.5 μm，波长范围从4.1到11.6 μm。产生宽带CD的原因是四个不同旋转方向的ITO螺旋子单元之间存在较强的耦合。模拟结果还显示，在中红外波段，与金属（金和银）旋转螺旋结构相比，该ITO旋转螺旋结构表现出了良好的宽带CD，这为中红外波段宽带偏振态调控器件的设计提供了新的思路。

传统荧光显微成像技术以荧光强度为成像对比度,在获取生物分子位置和浓度信息中具有重要作用,为分子层面的生物医学研究提供了成像工具。而偏振作为荧光的另一重要特性,可以在另一维度提供分子的方向和结构信息,已被广泛应用于荧光偏振显微成像技术中。除此之外,荧光偏振调制也可以通过增强荧光图像稀疏性进而增强图像对比度来获取超分辨尺度的生物分子的位置和方向信息。从物理基础、技术原理、基本实现装置和生物应用等方面,总结了基于荧光偏振特性的不同荧光偏振调制成像技术在分子方向结构成像、超分辨显微成像以及二者的结合方面的发展概况,并对该技术未来的发展方向进行了展望。

理论研究了一种手性双层等离激元超表面的圆二向色性光谱传感效应。 通过分析其电磁场的空间分布发现,这种由人工结构增强的手性响应的产生归因于等离激元超表面狭缝的局域 等离激元与两层超表面之间的耦合作用,且这种结构的圆二向色性透射光谱与圆共偏振透射光谱的变化对生化 层折射率的变化具有不同的响应。在合适的结构参数下,圆共偏振透射光谱以及圆二向色性透射光谱传感灵敏 度最大分别能够达到109 nm/RIU、111 nm/RIU。该人工手性结构具备共偏振光谱和圆二向色性光谱传感功能, 在新型生化传感器件领域具有潜在的应用价值。

提出一种具有巨旋光性和负折射特性的双频带手征性超表面结构,该手征性超表面由中间介质层和双层共轭卍字形周期排列而成;通过研究面电流密度分布,解释了巨旋光性和负折射率产生的原因;研究了手征性超表面单元结构的连续圆金属贴片半径和介质层厚度对该结构旋光性和负折射特性的影响。数值模拟结果表明:该结构在0.1~2 THz频率范围内有4个谐振频点,在谐振频点附近,平均折射率均为负值,实部幅值最大为-3.7;该结构在谐振频点附近显示了巨旋光性以及双频带的左旋圆偏振波和右旋圆偏振波负折射特性,最大偏振旋转角达到了122°,右旋圆偏振波折射率实部幅值可达-12.74。

通过变角度光谱系统测量了绿带翠凤蝶闪亮后翅中微纳结构的光谱, 并建立了多层膜反射结构模型来解释蝴蝶翅膀的结构色产生机理。通过测量绿带翠凤蝶后翅微结构中的圆二向色性光谱, 研究了其光学偏振特性。基于结构色的特点, 设计并实现了利用蝴蝶翅膀对溶液折射率的传感实验, 结果表明随着折射率的增大, 反射光谱谱线发生红移。相关的研究结果为理解自然界中微结构材料的偏振和传感应用提供了基础。

界面超分子手性因其在材料、催化、生物等领域的应用前景得到了人们的广泛关注。卟啉（porphyrin）衍生物因具有强的ππ堆垛能力、生物兼容性和出色的电子性能,常用于构建界面超分子结构。卟啉衍生物的表面超分子手性研究多数在固体基底上进行。利用二次谐波线二色谱方法分析卟啉衍生物在空气/水界面形成的超分子结构,通过界面层不同位置处产生的S偏振二次谐波强度随入射基频光偏振态的变化研究界面超分子结构的手性分布。实验表明,卟啉衍生物TPPS吸附在两亲分子CTAB在空气/水界面上形成的单层后会形成超分子结构,该结构具有手性,且手性的二维分布是非均匀的。

为了制得既能够提供黑色同时又具备高透过率的光阀，本文制备了一种能在反射态和透明态之间切换的主动电场可控性液晶光阀。该光阀主要选用3种偶氮类二向色性染料掺杂螺距位于红外区的胆甾相液晶，并详细地研究了螺距对液晶光阀电光性能的影响。实验结果表明：随着螺距的增大，Vth、Vsat和ton均逐渐减小，其中，最大的Vth和Vsat分别仅为6 V和20 V左右，ton也仅为0.878 ms，并且该薄膜的透过率在电场的作用下可达80%以上。因此，所制备的DDCLC薄膜既满足了透明显示面板高透过率的要求，又提高了其能见度。

二次谐波线二向色性方法是定量研究气液界面手性的重要光学方法，此方法得到的手性响应既可能来源于界面超分子的电偶极矩的贡献，也可能是电偶极矩和磁偶极矩的共同贡献。分清这两种贡献，是研究界面超分子手性形成机理的前提条件。对两种情况下S 偏振的二次谐波强度的偏振公式进行了对比分析和数值模拟，总结了各自的偏振曲线的线型特点，进一步分析了电偶极矩和磁偶极矩的二阶非线性极化率张量分量对手性响应的影响。推导了两种情况下表征界面手性的物理量——手性过量的表达式，分析了电偶极矩和磁偶极矩对手性过量的影响。通过卟啉气液界面手性的实验检测结果，验证了理论分析的正确性，该模拟对实验数据分析有重要意义。

全光铯(Cs)原子磁力仪是一种高灵敏度弱磁检测仪,核心器件Cs原子气室的工作温度直接决定了原子磁力仪的灵敏度。实验系统中采用频率锁定在Cs原子D1线F=3→F′=4共振线的圆偏振光极化Cs原子,检测光采用频率锁定在Cs原子D2线F=4→F′=5共振线的线偏振光,检测介质的圆二向色性。实验发现,随着Cs原子气室工作温度的升高,磁力仪输出信号幅度先增加然后逐渐衰减,而磁力仪的线宽近似线性增加。实验测试了温度由25 ℃升高至45 ℃时的磁力仪输出信号,结果表明:当温度为37.6 ℃时,原子磁力仪达到最佳灵敏度。