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
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,**
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
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 手性剂 透过率 最佳延迟量 polymer stability chiral monomer transmittance optimal retardation
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
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