作者单位
摘要
1 浙江师范大学物理与电子信息工程学院,浙江 金华 321004
2 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室,浙江 金华 321004
提出一种环形相位构造方法,并通过实验产生了一种可调谐手性结构光场。在螺旋相位的基础上引入径向相位与等相相位形成环形子相位,在平面波上加载该相位产生单环手性结构光场。进一步利用相位叠加原理,组合多个不同环形子相位构成一个环形相位,进而利用其调控产生多环形手性结构光场。研究发现,通过控制拓扑荷数、等相位因子、径向偏移因子,能够灵活控制螺旋强度瓣叶的数量以及手性方向。此外,通过引入等相位梯度实现了光场的动态旋转。所构建的可调谐手性结构光场有益于手性结构微加工,在光学微操纵及光学通信领域也有较大的潜在应用价值。
物理光学 光场调控 相位调制 结构光场 手性光场 
光学学报
2024, 44(8): 0826002
施宇智 1,2,3,4,*赖成兴 1,2,3,4夷伟成 1,2,3,4黄海洋 1,2,3,4[ ... ]程鑫彬 1,2,3,4,**
作者单位
摘要
1 同济大学物理科学与工程学院,同济大学精密光学工程技术研究所,上海 200092
2 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
3 上海市数字光学前沿科学研究基地,上海 200092
4 上海市全光谱高性能光学薄膜器件及应用专业技术服务平台,上海 200092
5 香港理工大学电机与电子工程学系,香港 999077
6 新加坡国立大学电气与计算机工程系,新加坡 117583
光镊技术利用光和物质之间动量交换产生的光力对细小颗粒进行操控,具有无接触、操控尺寸小、精度高等特点,在基础物理、量子计算、生物医学等领域得到了广泛的应用。其中,横向光力(也称光横向力,OLF)是一种垂直于光的传播方向且与场强度梯度无关的特殊光力。近十年来,OLF的理论研究和实验探索成为了热点课题,在手性颗粒等超精密分选、光动量探测等方面有重要应用。从OLF的原理和产生条件、不同物理机制,以及在生物医学和物理化学等领域的应用等方面出发,对OLF的发展进行回顾和讨论,并对新的产生机制和更多的潜在应用与挑战进行展望。
横向光力 角动量 光学操控 光学自旋 手性颗粒 
光学学报
2024, 44(7): 0700001
甄玉冉 1,2邓杰 1,*布勇浩 1,2代旭 1,2[ ... ]周靖 1,2,***
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院大学,北京 100049
偏振是光的固有自由度,偏振探测提供了光强和波长之外的更多丰富信息。红外偏振探测器在成像、通信、遥感和宇宙学等众多应用中发挥着至关重要的作用。然而,传统的偏振检测系统体积庞大、系统复杂,阻碍了偏振探测的小型化和集成化。近来,片上红外偏振探测器的发展引起了广泛的研究兴趣。本文将重点介绍片上红外偏振探测器的两个前沿研究领域:偏振敏感材料和偏振选择性光耦合结构集成的红外偏振探测器,主要讨论片上红外偏振探测器的研究现状以及未来的挑战和机遇。
红外偏振探测器 各向异性材料 拓扑材料 手性钙钛矿 偏振选择性光学耦合结构 infrared polarization detector anisotropic materials topological materials chiral perovskites polarization-selective optical coupling structures 
红外与毫米波学报
2024, 43(1): 52
作者单位
摘要
1 河南科技大学 物理工程学院,河南洛阳47023
2 之江实验室 智能感知研究院 类人感知研究中心,杭州311100
通过在入射光引入平移位相因子,从而实现了一种基于Richards‑Wolf矢量衍射理论的微尺度手性阵列光场的生成。通过模拟研究,进一步实现了阵列尺寸、阵列子单元手性的灵活调控。此外,探究了阵列的传播特性,在±λ传播距离内手性阵列光场均保持光场模式分布。该研究极大的丰富了手性强度光场的模式,在手性微纳材料的制备等领域具有良好的应用前景。
物理光学 紧聚焦 手性阵列光场 光场调控 physical optics tight focus chiral array light field light field regulation 
光电子技术
2023, 43(3): 207
作者单位
摘要
江苏和成显示科技有限公司,江苏 南京 210014
聚合物稳定VA(PSVA)液晶显示模式具有优异的光电性能。为进一步提升PSVA显示模式的透过率,在液晶中加入手性剂,形成手性掺杂聚合物稳定VA(C-PSVA)液晶显示模式。本文对C-PSVA显示模式的最优参数及实际显示效果进行研究。首先,建立模型对C-PSVA显示模式的光电特性及液晶分布进行模拟,分析了手性剂的加入对液晶排列产生的影响,对C-PSVA的显示原理进行分析。其次,研究了C-PSVA显示模式的延迟量、偏光片角度、手性剂比例对透过率提升的影响。最后,按照模拟结果配制液晶,制作C-PSVA样品,进行实际效果验证。结果表明,C-PSVA显示模拟的透过率较PSVA显示模式有明显提升,C-PSVA显示模式最佳延迟量约为460 nm,最优手性剂含量对应螺距值为4倍的盒厚。实测结果显示,与PSVA显示模式相比,C-PSVA显示模式透过率约有13%的提升。
聚合物稳定 手性 透过率 最佳延迟量 polymer stability chiral monomer transmittance optimal retardation 
液晶与显示
2023, 38(12): 1645
作者单位
摘要
陕西师范大学物理学与信息技术学院西安市光信息调控与增强技术重点实验室,陕西 西安 710119
稀土离子掺杂纳米颗粒具有稳定、窄带、多色的发光特性,相比量子点和染料分子,更不容易受到串扰、光闪烁、光漂白等效应的影响,因此受到广泛关注。然而,稀土离子的长荧光寿命(微秒至毫秒级)、低量子产率、弱荧光强度以及非定向发射等,限制了其在时间依赖纳米光子器件中的应用。等离激元纳腔耦合了光场和电子激发,有利于显著压缩荧光寿命、提高量子产率、增强上转换发光效率,并有效调控其发射方向。本文综述了纳腔调控稀土离子发光的有效途径及其相关研究进展,着重介绍了纳腔调控稀土离子产生亚50 ns超快上转换发光的工作,并对其在单光子源、量子通信和纳米激光器等方面的应用进行了展望。
表面等离激元 纳腔 稀土离子发光 表面等离激元近场调控 手性发光 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2300002
张茂鑫 1乔世一 1张翱 1方一 1[ ... ]于海峰 2,**
作者单位
摘要
1 北京印刷学院 印刷与包装工程学院,北京 102600
2 北京大学 材料科学与工程学院,北京 100871
圆偏振光是光矢量端点轨迹为圆的光,它在传播时光矢量的大小不变而振动方向随相位而改变。通常,非偏振光首先通过偏振片转化为线偏振光,再通过λ/4波片分解为左旋或右旋圆偏振光。这一物理过程所获得的圆偏振光能量损耗一般超过50%。而通过构筑聚集诱导发光手性液晶分子直接获得圆偏振光,可以获得高的荧光量子效率和大的不对称因子,有效降低了能量损耗。因此,聚集诱导发光手性液晶受到了研究人员的广泛关注。本文基于聚集诱导发光基团修饰手性液晶分子的设计与合成,以及手性聚集诱导发光分子体系掺杂向列相液晶这两类方法,综述了本领域的研究进展,讨论了聚集诱导发光液晶分子结构设计和聚集态的形成对圆偏振发光和聚集诱导发光性能的影响,展望了这种新型光学材料所面临的机遇和挑战。
聚集诱导圆偏振发光液晶材料 手性液晶基团 不对称因子 荧光量子效率 aggregation-induced circularly polarized luminescent liquid crystals chiral liquid crystal groups dissymmetry factor fluorescence quantum yield 
液晶与显示
2023, 38(10): 1305
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学光电工程学院,广西 桂林 541004
2 南瑞电力信息有限公司,江苏 南京 210000
3 广西光电信息处理重点实验室,广西 桂林 541004
结构的手性在自然界中普遍存在,通常表现为不能通过平移或旋转与其镜像结构重合的现象。因为光谱探测技术能够反映光和物质相互作用产生的丰富信息,所以利用光学方法检测手性特征成为了探测和鉴别手性物质的常用手段。手性超表面能够通过人工设计达到极大的圆二色性(CD),是物质检测和传感领域的研究热点。设计了一种可动态调控CD响应,同时实现高传感性能的太赫兹手性超表面。该超表面以柔性材料为基底,前后表面为四重旋转对称的J型金属结构。仿真结果表明:该手性超表面在0.760 THz处能够产生高达0.805的强CD值;通过二维方向等比例拉伸,CD峰从0.760 THz红移至0.650 THz附近,且能保持很高的CD信号;同时,其传感灵敏度高达327 GHz/RIU,且在相对拉伸形变量高达20%的拉伸过程中仍能较好地保持手性响应和传感性能。所设计的手性超表面在动态多功能器件、可穿戴传感器领域具有潜在的应用价值。
手性超表面 柔性材料 圆二色性 太赫兹传感 
激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811019
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
为了分析球形颗粒的手性信号增强机理,基于T矩阵法对手性球形颗粒的Mie散射特性进行了研究,分析了基于入射光束轨道角动量(OAM)的调控和颗粒特性参数调控的手性信号增强机理。对紧聚焦线偏振光的波前进行调控,通过调控光束携带OAM的符号实现OAM二色性的测量,并研究OAM阶数与手性信号强度之间的关系。当光束携带OAM的阶数与小球的尺寸相匹配时得到较圆偏振光散射圆二色性信号22.8倍的提升。同时分析了小球特性参数(颗粒尺寸、手性参数)对OAM二色性信号的影响。
轨道角动量 Mie散射 T矩阵 手性测量 光场调控 orbital angular momentum Mie scattering T matrix measurement of chirality field manipulation 
光学仪器
2023, 45(3): 80
作者单位
摘要
合肥工业大学 光电技术研究院 特种显示技术国家工程实验室,测量理论与精密仪器安徽省重点实验室,安徽 合肥 230009
手性有机半导体由于具有光谱可调和易于加工的优点,在小型化和集成化的圆偏振光检测中具有广泛的应用前景。本文通过控制手性异腈(PPI)的加入合成了聚(3-己基噻吩-嵌段-聚(苯基异氰))(P3HT80和P3HT80-PPI(L)30)。实验结果证明了两种半导体聚合物被成功合成。测试了两种半导体聚合物的光学特性,发现嵌段聚合物P3HT80-PPI(L)30具有手性光学活性。制备了基于有机场效应晶体管的圆偏振光探测器,研究器件对于450 nm的圆偏振光旋向的区分性能。实验结果表明,手性异腈(PPI)的加入虽然降低了P3HT80的电学性能,但引入了手性光学活性,使基于P3HT80-PPI(L)30制备的器件能够区分圆偏振光的旋向,并且在450 nm的光电流不对称因子gres达到了0.083。
手性有机半导体 嵌段共聚物 手性光学活性 有机薄膜晶体管 圆偏振光探测器 chiral organic semiconductors block copolymers chiral optical activity organic thin-film transistors circularly polarized photodetectors 
液晶与显示
2023, 38(5): 555

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