1 内蒙古大学 物理科学与技术学院，呼和浩特 010021
2 Institute of Physical Chemistry, University of Marburg, D-35032 Marburg, Germany
利用一种生物光致变色材料—基因突变菌紫质BR-D96N薄膜的光致变色特性，实现了可擦写式共线全息图像存储实验.对于光密度为3.0的BR-D96N薄膜，在700 mW/cm2的记录光强下(波长为632.8 nm，物光、参考光光强比为约1∶1.2)，全息图建立的最佳曝光时间约为3s，最佳再现光强约为50 mW/cm2，全息图寿命约为10 min.实验表明：共线全息存储技术光学系统简单，系统体积小，受存储环境的影响低，并能够实现高密度存储；同时也实验验证了BR-D96N薄膜具有响应速度快，感光灵敏度高，擦写次数高，稳定耐用，使用方便等优点，可以作为一种较灵敏的可擦写共线全息记录介质.
细菌视紫红质 共线全息存储 可擦写式存储 Bacteriorhodopsin BR-D96N BR-D96N Collinear holography Rewritable storage
1 天津大学，天津 300072
2 天津科技大学理学院物理部，天津 300222
3 中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境动力学重点实验室，广州 510301
4 南开大学光子学中心，天津 300074
5 湛江师范学院测量中心，广东湛江 524048
研究了弱光强下细菌视紫红质膜(bR膜)的自衍射特性．给出了弱光强下相干光在bR膜中产生的振幅光栅光强分布模型，并用ysinαx近似表示透射光强分布，结果与实验吻合．给出了不同透射光强y与指数α的对应关系．结果表明，在bR膜及入射光波波长给定的情况下，入射光强越小，对应的α值越大，当入射光强为0．072／T(mW／cm2)时，α等于1．计算出不同入射光强和入射角下的自衍射效率．结果发现，对应于最大衍射效率的最佳入射角为2°．
自衍射 细菌视紫红质(bR) 衍射效率 最佳入射角 Self-diffraction Bacteriorhodopsin Diffraction efficiency The optimal incident angle
西安交通大学电子与信息工程学院信息光子技术省重点实验室,西安,710049
本文采用差异吸收光谱法对化学增强型细菌视紫红质的状态变化进行了实验研究.发现在585 nm处明显存在一个稳定的中间过程.从分子动力学和实验出发,提出了一个适用于差异吸收光谱研究方法的数学模型,对菌紫质受激以后的动力学过程进行了模拟与数值分析.
细菌视紫红质 数值分析 差异吸收光谱 分子动力学 Different absorption spectrum Bacteriorhodopsin Molecular dynamics Numerical value analysis
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
2 中国科学院研究生院,北京,100039
基因改性细菌视紫红质BR-D96N由于M态寿命的延长而具有显著的光致变色特性.根据Kramers-Kronig变换关系,样品吸收光谱的变化会引起样品折射率的变化.本文首先从实验上测量了BR-D96N薄膜样品在光激发前后的吸收光谱,然后根据Kramers-Kronig变换关系,理论计算了对应此光致变色光谱变化的光致折射率变化光谱.实验上为了直接测量样品的光致折射率变化,采用Michelson干涉方法测量BR-D96N薄膜在不同探测波?は碌墓庵抡凵渎时浠?并与理论计算曲线进行了比较.
细菌视紫红质 光致变色 Kramers-Kronig变换 光致折射率变化 Bacteriorhodopsin Photochromism Kramers-Kronig transformation Photoinduced refractive index change
1 南开大学物理学院光子学中心,天津,300071
2 Q W
3 Department of Electrical and Computer Engineering,Syracuse University,Syracuse NY 13244,USA
4 天津医学高等专科学校,天津,300052
利用细菌视紫红质膜的互补抑制调制透射特性建立了新型光学滤波器,可用于光学图像非相干亮背景的处理.我们演示了这种新型滤波器并对它的特性进行了理论分析.计算结果表明,处理后的图像质量(对比度,透射光强及其空间分布)受膜参数(浓度,M态寿命)和偏置光强的影响.透射光强及其空间分布的弯曲度随膜浓度的变大而变小,对比度先升高至最大值后降低至0.M态寿命变大时,透射光强及其空间分布的弯曲度都变大,对比度增大至一稳定值.透射光强随偏置光强的增大而减小,但其空间分布的弯曲度保持不变,对比度可以增大至1.当膜浓度,M态寿命和偏置光强过大时,处理后的图像将发生畸变.
细菌视紫红质膜 去除亮背景处理 膜参数 偏置光强 图像质量 bR film removing bright-background film parameters intensity of bias light image quality
1 中科院西安光学精密机械所瞬态光学技术国家重点实验室,陕西西安710068
2 中国科学院研究生院,北京100039
3 西北大学光子学与光子技术国家研究所,陕西西安710069
4 中科院西安光学精密机械所瞬态光学技术国家重点实验室,陕西西安710069
结合近场光学显微镜，利用菌紫质M态和基态之间的跃迁，对BR—D96N样品作了静态近场光存储特性的研究。结果表明，近场区域内细菌视紫外质在光激发前后对红光的吸收有较大差别，而且激发后无光照时会缓慢弛豫到激发前的状态，具有光致变色特性和热弛豫特性，可望作为近场光存储材料和微光学信息处理器件材料。
细菌视紫红质 近场光学显微镜 光致变色 bacteriorhodopsin near-field optical microscope photochromism
1 华东师范大学物理系光谱学和波谱学教育部重点实验室,上海,200062
2 复旦大学生物物理系,上海,200433
用荧光标记物1,8 ANS与细菌视紫红质结合,测得紫膜细菌视紫红质在能化态时的表面电位远大于非能化态时的对应值。在细菌视紫红质分子的激光四波混频实验中,应用激子表象理论,获得了紫膜能化态时的激子饱和密度和激子长度,说明在bR ANS络合物中,细菌视紫红质中色氨酸残基对ANS的激发能量转移效率提高,能化态时表面电荷密度增加,从而使非辐射共振转移变为激子转移,也证明了紫膜能化态时表面电位的非线性光学机制。
非线性光学 细菌视紫红质 能化态 表面电位
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室,陕西,西安,710068
2 西安交通大学电子科学与技术系,陕西,西安,710049
利用YAG激光器二倍频532 nm连续激光作为记录光，连续单色光作为读出光，在细菌视紫红质(BR D96N)材料上进行了图像写/读实验。通过理论分析BR D96N膜所记录的图像对比度随读出光波长变化趋势，得到图像对比度变化曲线，并通过实验方法验证。实验结果表明，在BR D96N膜基态峰(570 nm)附近550 nm波长处，可获得最佳的图像对比度(～1.63:1)；在亚稳态(M态)吸收带内(390～450 nm)，图像出现反转现象。
图像处理 图像对比度 细菌视紫红质膜(BR膜) 图像存储
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学技术国家重点实验室,西安,710068
2 西安交通大学电子科学与技术系,西安,710049
建立了"脉冲激光-连续探测光-连续擦除光"的实验系统.在532 nm的调Q脉冲激发光和不同波长的连续探测光作用下,研究了细菌视紫红质(BR)膜的光循环过程中的快速响应特性及各中间态的快速光吸收特性.观察到了微秒量级的快速光开关现象,并分析了激发光脉冲作用结束时,各中间态上细菌视紫红质分子的分布.
细菌视紫红质 光循环 B态和K态 光开关 快速响应
1 复旦大学物理系、光科学及工程系三束材料改性国家重点实验室, 上海 200433
2 西北工业大学声学工程研究所, 西安 710072
3 复旦大学高分子科学系, 上海 200433
4 复旦大学生物与生物物理学系, 上海 200433
实验测量了细菌视紫红质(bR)分别经波长为1064nm、532nm和355nm,脉冲宽度为10ns的三种不同的脉冲激光照射后产生的不同的光电压信号,着重用532nm脉冲光激发样品,从变化的测量回路的阻抗所得到的不同光电信号情况,研究并分析了细菌视紫红质的光电荷的产生和转移的微观机制。结果表明,其正负脉冲光电压信号是正负两种电荷移动的结果,而正电荷的产生比负电荷的产生需要克服更高的能量,同时,正负电荷既具有各自的转移特性又相互影响,如正电荷移动速度慢,负电荷移动速度快,负电荷对正电荷有牵引作用等,这些特性与电极和样品之间形成的界面效应有关,它使得细菌视紫红质的光电压信号的幅值和宽度对外接电阻的关系具有与其他光电响应器件所不同的特性。
细菌视紫红质 光电压信号 电荷转移
