福建师范大学激光与光电子技术研究所 医学光电科学与技术教育部重点实验室, 福建省光子技术重点实验室, 福建 福州 350007
神经纤维膜电位动力学特性与神经信息的传导和编码密切关联。目前，传统电生理测量方法无法同时对膜上多个部位的动作电位进行快速检测。利用非线性光学二次谐波方法，通过数学建模，研究了髓鞘神经纤维动作电位编码的二次谐波信号特征及其检测灵敏性，并将其用于分析由压力引起的神经纤维形态改变，包括轴突直径和髓鞘厚度的改变，实现神经传导信息变化的快速检测。发现神经纤维膜电位的变化可以通过光学二次谐波信号的特征来表征。当神经纤维严重脱鞘时，其上的动作电位会产生明显的传输阻滞。结果表明光学二次谐波技术有望成为神经纤维损伤状态快速检测的一种有力手段。
生物光学 光学二次谐波 神经纤维 数值模拟 膜电位动力学
复旦大学物理系,三束材料改性国家重点实验室, 上海 200433
用溶胶-凝胶技术制备的掺入半花菁染料的二氧化硅薄膜在不加电场极化条件下,由半花菁分子的自取向导致光学二次谐波产生,定量测得厚度为50 nm薄膜的二阶非线性系数χ(2)为6.6 pmV。着重研究了薄膜稳定前的溶剂挥发过程中,膜结构的变化以及相应二阶光学非线性的变化。在成膜后的四个小时中,质子化半花菁逐步转化为单体和聚集体态,同时,光学二次谐波信号也不断增大。还观察到在这一过程中出现了单体和聚集态半花菁光谱吸收峰的蓝移现象,并对蓝移的可能机制作了解释。
半花菁 溶胶-凝胶 光学二次谐波产生
1 复旦大学物理系李政道综合物理实验室, 上海 200433
2 复旦大学物理系, 上海 200433
给出了不同基频光和倍频光偏振态组合情况下，淀积在固体基板上的Langmuir-Blodgett(LB)单分子层膜在面对入射光方向和背对入射光方向时，反射及透射光学二次谐波产生随入射角变化关系的理论公式。在此基础上，对一种芪盐LB膜样品进行了变入射角的透射二次谐波产生研究。研究结果表明，只要在整个360°范围内旋转样品以改变入射角，那么只要在一组基频光和倍频光偏振态组合(p→p)情况下，就可以方便而又准确地得到芪盐分子的二阶非线性极化率β和分子倾斜角〈ψ〉。这是一种由二次谐波产生研究得到LB膜中分子β和〈ψ〉的新方法。
光学二次谐波产生 Langmuir-Blodgett膜 分子二阶非线性极化率
复旦大学物理系三束材料改性国家重点实验室复旦大学分部, 上海 200433
通过测量基频光波长为1.064 μm时几个不同掺杂类型和掺杂浓度的Si(100)(2×1)样品表面反射二次谐波强度随温度的变化关系,说明在此波长上二次谐波不是来源于表面耗尽场的影响,而是来源于表面态电子。Si(100)(2×1)表面反射二次谐波强度反比于温度的平方。本文提出了一个简单模型,给出了初步解释。
光学二次谐波产生 Si(100)(2×1)表面 表面态
复旦大学物理系三束材料改性国家重点实验室复旦大学分部, 上海 200433
测量了Si(100)(2×1)-Ｈ表面和Si(100)(3×1)-H表面的反射二次谐波强度随温度的变化关系，并与清洁的Si(100)(2×1)表面进行了比较。Si(100)(2×1)表面和Si(100)(3×1)-H表面的二次谐波强度随温度的上升而单调地减小，Si(100)(2×1)-H表面二次谐波强度随温度的变化不是单调的，约在470 K时信号最大。可以根据二次谐波信号的强度及其随温度的变化关系来确定样品温度和表面结构。
光学二次谐波 Si(100)(2×1)-H表面
1 复旦大学物理系, 上海 200433
2 华东化工学院物理系, 上海 200237
本文利用二次谐波产生、紫外-可见吸收光谱、A曲线等方法,探讨了四种分子结构相近的半花菁染料衍生物LB膜的非线性光学性能.研究了它们的分子结构与β值大小的关系,分析了引起β值变化的主要原因,证实了极性基团的强弱顺序,并讨论了LB膜中聚集效应程度不同的原因。通过光学二次谐波信号强度与膜层数的关系,对比了样品的成膜性能。
光学二次谐波产生 Langmuir-Blodgett膜 半花菁染料
1 复旦大学物理系, 上海 200433
2 复旦大学化学系, 上海 200433
首次合成了一种称之为聚苯乙烯芪盐的有机高分子材料.此材料可以在水面上形成稳定的单分子层膜,并且所形成的单分子层膜可以转移到固体衬底上去.对聚苯乙烯芪盐单分子层膜进行光学二次谐波产生测量,得到聚苯乙烯芪盐对应于每个发色团的二阶非线性极化率为1.2×10-28esu.制备了该材料两种不同类型的多层膜,讨论了多层膜二次谐波产生信号不随层数增加而增加的可能原因.
L-B膜 聚合物 光学二次谐波产生
1 复旦大学三束材料改性联合实验室复旦分部, 上海 200433
2 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
本文报道了在超高真空环境下,首次利用光学二次谐波法研究乙醇与预吸附分子态氧的多晶银表面相互作用的过程,发现乙醇与分子态氧的相互作用是由两个过程组成:一个是乙醇在表面因分子态氧的存在而导致的吸附增强过程;另一个是乙醇与分子态氧的反应过程。从测量这一体系的二次谐波信号升温谱,还可以得到乙醇与分子态氧作用强弱的信息。
光学二次谐波 分子态氧 吸附
1 复旦大学物理系, 上海 200433
2 复旦大学化学系, 上海 200433
3 复旦大学材料系, 上海 200433
合成了一种能够形成单分子层膜,又具有很大分子二阶非线性极化率的有机分子材料——菧盐。对菧盐单分子层膜进行了光学二次谐波信号的测量,得到其分子二阶非线性极化率=1.2×10~(-27)esu。但它很难构成稳定的多层膜结构。本文首次报道菧盐/花生酸混合Langmuir-Blodgett(简计L-B)膜的制备及其非线性光学性能研究,混合膜就一般分子材料不能既具有较大的二阶非线性极化率,又能形成稳定的多层膜结构这一难题的可行性进行了探索。实验证明,混合膜是制备高倍频系数的稳定多层膜的可行措施之一。
光学二次谐波 L-B膜 多层膜
本文报道用光学二次谐波产生法(SHG)在超高真空环境内对银氧吸附体系所作的实验研究。研究表明,分子氧仅存在于表面低温区,当温度高于175K时分子氧发生解离,生成原子氧。当温度高于330K时,分子氧解离完毕。
光学二次谐波产生法 超高真空 解离 非线性极化率
