1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 吉林大学, 吉林 长春 130012
4 中国科学院 化学研究所, 北京 100190
制备了一系列Na1-xKxErF4@NaLuF4的核壳纳米结构, 核中K+掺杂摩尔分数变化范围为0%～8%。XRD分析结果揭示这些具有不同K掺杂浓度的纳米粒子均为β-相纳米结构。研究结果表明: 随着K+浓度的增加, 纳米结构中Er3+～650 nm处的红带发光强度呈现先增强后减弱的规律, 当K+摩尔分数为4%时, Na0.96K0.04ErF4@NaLuF4纳米晶的发光强度达到最大, 为未掺杂K+的NaErF4@NaLuF4纳米晶发光强度的3.7倍。其发光增强的原因在于K+的掺杂降低了Er3+微环境晶场宇称对称性, 提高了Er3+离子4F9/2→ 4I5/2能级辐射跃迁几率, 进而增强了Er3+的650 nm红带的上转换发光强度。
稀土离子 上转换发光 K+掺杂 发光效率 rare earth ions upconversion luminescence K+ doping luminescence efficiency
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 吉林大学, 长春 130012
4 中国科学院 化学研究所, 北京 100190
以氯化物为原料通过溶剂热法合成了尺寸均匀的NaYF4∶Yb3+,Tm3+上转换纳米粒子(UCNPs), 利用聚丙烯酸(PAA)取代UCNPs表面的油酸配体, 引入羧基和人IgG的氨基共价结合(H端), 再用蛋白G(protein G)作“桥”将兔抗羊IgG(r-a-g IgG)修饰在硅片表面(R端), 以消除由于硅片“刚性”表面与r-a-g IgG分子直接偶联而导致其结构或构象的变化, 从而实现硅片表面与r-a-g IgG的“柔性”生物偶联。利用抗原抗体的特异性免疫反应, 将H端和R端通过羊抗人IgG(g-a-h IgG)结合, 建立了简单高效和快速灵敏检测溶液中g-a-h IgG的新型免疫分析方法。实验结果表明: g-a-h IgG在5~400 nmol/L浓度范围内与上转换荧光强度具有良好的线性关系, 该传感器检测限为1.82 nmol/L, 并表现出优秀的检测特异性。本项研究为临床各种重大疾病的免疫分析诊断提供了一种宽线性范围和高特异性的新型免疫方法和平台。
上转换 夹心免疫 生物传感器 特异性 upconversion sandwich immunoassay biosensor specificity
1 洛阳理工学院材料科学与工程系, 河南 洛阳 471023
2 中国科学技术大学高分子科学与工程系, 安徽 合肥 230026
3 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230026
针对800 nm的激发光源设计合成了3种具有D-π-D分子构型的新型二苯乙烯衍生物(分别命名为BPSBP,BESBP和BCSBP)作为双光子引发剂。利用飞秒激光研究了该系列双光子引发剂的双光子光聚合行为, 着重讨论双光子引发剂浓度对聚合阈值和双光子引发剂浓度、聚合能量及曝光时间对聚合分辨率的影响。综合影响聚合分辨率、系统加工效率和微器件表面质量的因素, 以浓度为32 μmol/g的BPSBP作为双光子引发剂的聚合体系, 在 9×105 mJ/cm2的聚合能量下制作出了亚微米级的三维周期微结构等微器件,并用电镜(SEM)进行了表征。
非线性光学 光聚合 双光子吸收 引发剂 微器件
1 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 合肥 230026
2 中国科学院西安光机所瞬态光学技术国家重点实验室, 西安 710068
3 中国科学院化学所分子反应动力学国家重点实验室, 北京 100080
用飞秒激光(200 fs,1 kHz,800 nm)脉冲在掺杂稀土离子Ce3＋的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)膜中进行了光存储实验研究,包括对样品的吸收光谱、激光照射前后的电子旋转共振(Electron spin resonance,ESR)光谱的测量和讨论。结果表明掺杂稀土离子Ce3＋的聚甲基丙烯酸甲酯膜具有较低的写入阈值,有利于高速、并行的三维光存储。实验结果采用传统光学显微镜并行读出。给出了四层存储结果(点间距和层间距分别是4 μm和16 μm),并讨论了脉冲能量的大小对空腔尺寸的影响,进行高密度存储时,在保证读出信号灰度值足够大的情况下,应选择尽量小的激光脉冲写入能量。实验结果表明这种材料可以应用于三维光信息存储。
三维光存储 微爆 飞秒脉冲 多光子吸收
1 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院化学所分子反应动力学国家重点实验室,北京 100080
3 清华大学化学系,北京 100084
介绍了双光子吸收光致变色光存储的存储原理,利用单光束双光子吸收三维光存储和反射式荧光共焦扫描读出实验装置,分别进行了写入激光功率、曝光时间和存储深度不同时双光子吸收光致变色三维光信息存储特性(读出信号强度和存储点尺寸)的实验研究。结果表明,读出信号强度主要取决于写入时的激光功率和曝光时间。读出信号强度在激光功率较低时与写入激光功率的平方成正比,而当写入激光功率大于一定值时,读出信号强度达到了饱和。读出信号强度随着曝光时间的增加也明显地呈现出饱和效应。此外,读出信号强度随着存储深度的增加明显地减弱了。存储点尺寸随着写入激光功率的增大、曝光时间的增长也迅速增大。较高的写入激光功率和较短的曝光时间有利于信息的高速存储。
信息光学 三维光存储 双光子吸收 光致变色 信号强度 存储点尺寸
1 中国科学院技术大学精密机械与精密仪器系,合肥 230026
2 中国科学院化学研究所分子反应动力学国家重点实验室,北京 100080
3 中国科学技术大学高分子材料及工程系,合肥 230026
基于现有的DVD光头物镜与音圈电机,根据光致漂白的双光子吸收三维光信息存储原理,以钛蓝宝石飞秒脉冲激光进行双光子光信息写入和读出,利用音圈电机进行选层,在新型光致漂白材料二苯乙烯衍生物中进行光致漂白二进制编码信息的存储和读出实验研究;实现了三层光信息存储,信息点间距和信息层间距分别为4 μm和15 μm;用Matlab软件读出信息的信号强度并对其进行了识别,识别结果与写入的二进制编码信息完全一致。实验证明了用DVD光头进行双光子三维光数据存储的可行性,表明双光子吸收光致漂白技术可以与现有CD/DVD兼容,为实现多层高密度和超高密度光信息存储打下基础。
光数据存储 三维光存储 双光子吸收 光致漂白 DVD光头
1 中国科技大??精密机械及精密仪器系,安徽,合肥,230026
2 中国科技大学,精密机械及精密仪器系,安徽,合肥,230026
3 中国科学院,化学所分子反应动力学实验室,北京,100080
根据Torok的光在多层介质中传播的理论,模拟了在折射率失配情况下点扩展函数的强度分布.在介质折射率为1.48,多种物镜数值孔径NA=0.25、0.45、0.65、0.85条件下,分析了信息点轴向尺寸及读出信号强度变化趋势.选取合适的光学参数(如物镜的数值孔径NA=0.45,存储介质的折射率1.48),能够使信息点在深度200 μm内轴向尺寸变化率小于4%,信号读出强度变化率小于30%,提高了存储效果.对选取各种物镜和介质折射率的情况下信息点的变化趋势分析表??折射率失配使信息点横向尺寸随深度变化不大,而轴向尺寸及信号读出强度产生较大的变化,变化的程度与物镜NA、介质的折射率及存储深度密切相关.采用与模拟时相同的光学参数,在光致变色材料中进行了双光子三维存储实验.通过观察信息点的轴向及横向扫描图像和信号的读出强度,证实了这种变化趋势.实验结果为双光子三维存储提供了参考依据.
折射率失配 双光子 三维光学信息存储
1 中国科学技术大学,精密机械与精密仪器系,安徽,合肥,230026
2 中国科学院,分子反应动?ρЧ抑氐闶笛槭?北京,100080
介绍了一种新型的三维微细加工技术,描述了自行开发的双光子微细加工实验系统.双光子三维微细加工技术利用材料与飞秒激光束在焦点局域发生的双光子激发,通过逐点扫描,实现微器件的三维成型.由于材料发生双光子激发的几率与激发光强的平方成正比,所以具有极高瞬时光强的飞秒激光器和可以对光束进行强聚焦的显微镜装置成为系统的关键部件,对此进行了详细的说明.最后,给出了部分利用上述加工系统所获得的初步实验结果.
??/strong>双光子激发 光聚合 飞秒激光器 三维微器件
1 中国科学技术大学,精密机械及精密仪器系,安徽,合肥,230026
2 中国科学院化学所,分子反应动力学实验室,北京,100800
为适应三维光学微细加工及三维光学信息存储研究的需要,研制了共聚焦激光扫描荧光显微镜的工作台式扫描系统,扫描范围138μm×138μm.工作台采用压电陶瓷驱动器( PZT actuator)驱动的方式来获得高分辨率的位移,采用带柔性铰链的杠杆放大装置来获得较大的位移范围.描述了工作台的工作原理,并对其静态和动态性能进行了测试,实验表明这一扫描系统能很好的应用于共聚焦激光扫描荧光显微镜系统.
共焦显微镜 压电陶瓷驱动器 柔性铰链
