Author Affiliations
Abstract
1 Nanophotonics Research Center, Shenzhen Key Laboratory of Micro-Scale Optical Information Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 e-mail: cjmin@szu.edu.cn
3 e-mail: xcyuan@szu.edu.cn
Optical surface waves have widely been used in optical tweezers systems for trapping particles sized from the nano- to microscale, with specific importance and needs in applications of super-resolved detection and imaging if a single particle can be trapped and manipulated accurately. However, it is difficult to achieve such trapping with high precision in conventional optical surface-wave tweezers. Here, we propose and experimentally demonstrate a new method to accurately trap and dynamically manipulate a single particle or a desired number of particles in holographic optical surface-wave tweezers. By tailoring the optical potential wells formed by surface waves, we achieved trapping of the targeted single particle while pushing away all surrounding particles and further dynamically controlling the particle by a holographic tweezers beam. We also prove that different particle samples, including gold particles and biological cells, can be applied in our system. This method can be used for different-type optical surface-wave tweezers, with significant potential applications in single-particle spectroscopy, particle sorting, nano-assembly, and others.
Photonics Research
2022, 10(1): 01000166
Author Affiliations
Abstract
1 Nanophotonics Research Center, Shenzhen Key Laboratory of Micro-Scale Optical Information Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 Tianjin Union Medical Center, Tianjin 300121, China
3 Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300071, China
4 College of Electronic Science and Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
5 e-mail: jingbu@szu.edu.cn
Because of the fingerprint-like specificity of its characteristic spectrogram, Raman spectral imaging has been applied widely in various research areas. Using a combination of structured illumination with the surface-enhanced Raman scattering (SERS) technique, wide-field Raman imaging is developed with a significant improvement in spatial resolution. As a result of the relatively narrow Raman characteristic peaks, optically encoded SERS nanoparticles can be used to perform multiplexed imaging. The results show excellent superresolution wide-field multiplexed imaging performance. The developed technique has extraordinary potential for applications in biological imaging and other related fields.
Raman microscopy Surface-enhanced Raman scattering Superresolution 
Photonics Research
2018, 6(6): 06000530
Author Affiliations
Abstract
1 Nanophotonics Research Centre, Shenzhen University & Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
2 Key Laboratory of Optical Information Science and Technology of the Education Ministry of China, Institute of Modern Optics, Nankai University, Tianjin 300071, China
3 Ultrafast Laser Laboratory, Key Laboratory of Opto-electronic Information Technical Science of Ministry of Education, College of Precision Instruments and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
4 College of Mathematics and Statistics, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
Femtosecond (fs) cylindrical vector beams (CVBs) have found use in many applications in recent years. However, the existing rigid generation methods seriously limit its development. Here, we propose a flexible method for generating fs-CVBs with arbitrary polarization order by employing half wave plates and vortex retarders. The polarization state, autocorrelation width, pulse width, and spectrum features of the input and generated CVB pulses are measured and compared. The results verify that the generated CVBs remain in the fs regime with no appreciable temporal distortion, and the energy conversion efficiency can reach as high as 96.5%, even for a third-order beam. As a flexible way to generate fs-CVBs, this method will have great significance for many applications.
260.5430 Polarization 320.2250 Femtosecond phenomena 
Chinese Optics Letters
2017, 15(3): 030007
孟繁斐 1,2,*步敬 2,3
作者单位
摘要
1 深圳大学 纳米光子学研究中心,广东 深圳 518060
2 南开大学现代光学所光学信息技术科学教育部重点实验室,天津 300071
3 深圳大学 数学与统计学院,广东 深圳 518060
针对目前微透镜设计与加工中存在的问题,本文提出了一种大尺寸、高填充率的微透镜阵列设计与加工方法,并成功应用于基于手机屏幕的三维集成成像显示系统。根据焦面模式下的集成成像原理,建立了透镜阵列参数与集成成像显示关键参数的关系,并设计了高填充率透镜阵列的孔径与焦距。采用超精密铣削方法加工出金属母板,通过纳米压印和图形转移复制的方法,在涂有UV固化胶的PET透明膜上得到了高填充率的微透镜阵列膜,并将其应用于基于手机显示屏的集成成像系统。测试结果表明,在5.7英寸全高清手机屏幕上,直接覆盖孔径为0.526 mm、焦距为2 mm、填充率为100%的透镜阵列,可以实现立体图像出屏距离达4 cm、视场角为12.5°的集成成像显示效果。系统的设计与透镜阵列的制作完全满足集成成像要求,裸眼观看立体图像清晰、逼真,系统集成度高,使用方便。
微透镜设计与加工 三维集成成像 微透镜阵列 高填充率 先进制造技术 design and manufacturing of micro-lens array 3D integral imaging micro-lens array high fill factor advanced manufacturing technology 
光学 精密工程
2017, 25(8): 2130
作者单位
摘要
1 深圳大学 数学与统计学院, 广东 深圳 518060
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
3 深圳大学 纳米光子学研究中心, 广东 深圳 518060
光学旋涡在很多领域开展了广泛的研究和应用。介绍了一种基于涡旋波片的光学旋涡产出方法, 并通过波片组合的方法可以产生任意拓扑荷的光学旋涡, 该方法具有很好的灵活性。同时由于波片的透过率非常高, 实验中拓扑荷为3 的光学旋涡的产生效率高达93%以上。通过干涉产生的叉形光栅叉数和方向进一步检测了产生光学旋涡的拓扑荷。利用产生的光学旋涡还进行了初步的光学操控实验, 验证了轨道角动量对于微颗粒的动态操控作用。该方法将在更多领域得到推广和应用。
光学旋涡 拓扑荷 涡旋波片 轨道角动量 optical vortex topological charges vortex retarder orbital angular momentum 
红外与激光工程
2017, 46(6): 0634001
杨勇 1,2王宁 1,2步敬 1,2袁小聪 1,2,*
作者单位
摘要
1 南开大学 现代光学所光学信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
2 深圳大学 光电子工程学院 微纳光学研究所, 深圳 518060
为了得到微观动态样品的三维形貌图, 提出了基于红蓝双小孔光阑的单物镜立体显微成像方法, 并建立了一个结构简单的单物镜立体显微系统。该系统在物镜出瞳处放置分别用红、蓝滤光片覆盖的双小孔光阑, 当采用白光照明时, 彩色CCD将接收到分别用红光和蓝光表示的两个不同视角的图像。采用数字图像处理方法可获得具有视差的立体像对, 基于相位的双目匹配算法可得到样品的三维形貌。实验结果表明, 该方法重构了微观样品, 其景深达到241.50 μm。与现有的双物镜体视显微方法相比, 设计的立体显微系统简单且紧凑, 利用单次拍摄即可得到微观动态样品的三维形貌图, 在显微镜和内窥镜中很有应用前景。
显微成像 立体显微术 双目立体匹配 双小孔光阑 单物镜 microscopic imaging 3D microscopy binocular stereo matching dual-apertures single objective 
光学 精密工程
2014, 22(3): 533
作者单位
摘要
南开大学现代光学所光学信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300071
提出了一种将光场显微镜与裸眼三维显示技术相结合的方法,实现了利用光场显微镜对微观样品进行三维裸眼实时观察的技术。该技术将光场显微镜得到的子图像阵列直接投影在微透镜阵列的焦平面上,在空间一定区域内双眼可分别观看到两幅不同视角图像,使观察者产生立体视觉。该系统具有结构简单,无需相干光源,无需佩戴特殊眼镜,可多人同时观看等优点,应用前景广泛。
光学设计 显微术 光场显微镜 三维显示 
光学学报
2012, 32(10): 1022005
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
传统集成成像系统以重构场景为记录场景的镜像,而当用相机阵列代替透镜阵列获取元素图像时,两种阵列参数的不匹配会破坏上述镜像关系。为了得到相机阵列获取的元素图像经透镜阵列重构后的物像关系,本文提出用同名点间距计算集成成像重构像距的方法。该方法通过获取端场景物距、相机焦距等参数,得到同名点间距,并等效至重构端透镜阵列系统来实现光学参数的匹配。理论计算表明,同名点间距不同,得到的重构像距也不同。对与透镜阵列参数匹配的同名点间距进行变换处理,即可精确再现不同重构像距的景物。最后,通过实验验证了本文所提方法的有效性。
三维显示 集成成像 相机阵列 透镜阵列 同名点间距 重构像距 three-dimensional display integral imaging camera array lens array Space of Corresponding Image Point(SCIP) reconstructed image distance 
光学 精密工程
2012, 20(5): 1084
作者单位
摘要
南开大学 现代光学研究所 光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300071
为了得到理想的抗串扰三维图像,研究了用相机阵列记录三维场景时,如何排列所获取的元素图像并使其与重构的微透镜阵列匹配的问题。通过分析集成成像原理,讨论了元素图像间距、微透镜阵列间距、焦距等几个重要参数之间的关系,证明了对于固定的微透镜阵列,元素图像间距是场景重构时的重要因素,并结合分析给出了最佳设计参数。系统分析了元素图像阵列放置在焦面或焦面以外的物像关系,以及元素图像间距的作用,针对上述因素对成像串扰及景深的影响,论证了在焦面成像时串扰最小,景深最大的结论。所证明的结论对用相机获取大场景时排列所获元素图像,实现三维再现具有指导意义。
集成成像 元素图像间距 微透镜阵列间距 场景重构 integral imaging pitch of elemental image pitch of microlens array reconstruction 
光学 精密工程
2011, 19(9): 2050
作者单位
摘要
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
设计并制备了一个新型类贝塞尔调制螺旋相位片,该相位结构是由类贝塞尔函数表示的振幅信息加载到螺旋相位上构成的,通过选择合适的调制参数,使得透射率在相位结构边缘处为零,能够大幅度消除再现光学旋涡光束的旁瓣。采用在纯相位型元件上调制复振幅的编码方法,实现振幅型到纯相位型的转换。通过优化多灰阶激光直写工艺,对每一个像素高度进行调制,直接将该相位片加工在基底是玻璃的光刻胶上。搭建光路验证了光束强度分布,并取得了与理论预期高度一致的结果,为产生高质量旋涡光束提供了一个简便、可靠和低成本的微光学元件手段。
光学设计 类贝塞尔调制 螺旋相位片 抑制旁瓣 激光直写 光刻胶 
光学学报
2011, 31(6): 0622001

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!