超振荡透镜的三维全矢量电磁分析方法

为了揭示超振荡透镜(SOL)亚波长聚焦本质和高分辨率成像机理,阐述了超振荡透镜的三维全矢量电磁分析方法,包括矢量电磁聚焦和矢量电磁成像两个连续物理过程。采用矢量角谱理论,计算预测超振荡透镜后多衍射光束精细干涉形成的矢量光场分布,利用等价磁偶极子矢量成像理论,定量计算探测面内像场分布。研究结果表明:三维时域有限差分法建模的严格求解结果与矢量角谱结果基本吻合;高倍、大数值孔径显微成像系统具有选择性偏振滤波成像机理,特别是可对纵向偏振分量进行抑制。该研究为超振荡透镜应用于纳米光刻、超分辨显微技术、粒子操控等领域提供了理论基础。     

高斯光束的透镜变换在动态高温校准系统巾的应用

基于基模高斯光束衍射倍率因子M2近似为1这一条件,利用几何光学成像原理来模拟基模高斯光束通过透镜的成像规律,给出了一种计算透镜像方光轴上不同点处高斯光束光斑半径的简便方法。该方法通过选取合适的物距lc,高斯光束的衍射倍率因子M2近似为1,激光束经透镜聚焦与普通平行光束的聚焦过程相似,符合几何光学成像原理。通过几何光学方法和ABCD定理推导出了高斯光束光斑半径表达式,并进行数值计算,利用MATLAB软件对数值进行拟合。拟合结果表明;此方法计算出的光斑半径符合较好,满足瞬态高温测量中探测器光敏面对激光光斑尺寸的要求。     

基于嵌入式的激光光束质量的测量与控制

本文提出了一种嵌入式激光光束质量参数自动化测量系统。该系统选择混合式步进电机组作为执行机构来获取束腰位置;采用面阵CCD多点探测激光光斑的图像信息,实时计算激光光斑的质心和光强以及光束的束腰宽度和束腰角等参数。     

2013-17 科技要闻

实现最高分辨率单分子拉曼成像中国科学技术大学侯建国等在国际上首次实现亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像,将具有化学识别能力的空间成像分辨率提高到前所未有的0.5nm。研究团队一直致力于自主研制科研装备,发展了将高分辨扫描隧道显微技术与高灵敏光学检测技术融为一体的联用系统。利用针尖与衬底之间形成的纳腔等离激元"天线"的宽频、局域与增强特性,通过与入射光激发和分子拉曼光子发射发生双重共振的频谱匹     

2015-02 国内期刊亮点

光学超分辨成像精度破极限达4.1 nm中国科学院量子信息重点实验室孙方稳研究组利用光学超分辨成像技术实现了对单个自旋态的纳米量级空间分辨率的测量和操控,其成像精度达到4.1 nm。研究成果1月2日发表在Light:Science & Applications上。金刚石中的氮—空位色心是一种发光缺陷,近几年在量子信息领域得到广泛关注,被认为有望实现室     

国外期刊亮点

<正>光学超分辨成像精度破极限达4.1 nm中国科学院量子信息重点实验室孙方稳研究组利用光学超分辨成像技术实现了对单个自旋态的纳米量级空间分辨率的测量和操控,其成像精度达到4.1 nm。研究成果1月2日发表在Light:Science Applications上。金刚石中的氮—空位色心是一种发光缺陷,近几年在量子信息领域得到广泛关注,被认为有望实现室     

激光光束质量测量的快速调光算法研究

在CCD法激光光束质量测量中,为了保证测量精度,需要在每一次采集激光光斑图像前进行调光,使得采集到的图像中光斑亮度处于理想亮度区间。现有的调光方法主要是通过测光、调光补偿方式实现的,调光速度较慢,致使整个测量过程耗费的时间较长。为解决此问题,提出一种快速调光算法:根据已经完成的采样点的光斑大小计算光束的空间方程,结合当前采样点光斑的最高亮度预测该调光参数下下一个采样点的最高亮度,并对调光参数进行调整。实验结果表明:对于每一个采样点,可以将平均调光时间从现有方法的3.64 s降低到1.77 s。能够准确地实现调光,并有效的提升测量速度。     

合肥光源X射线成像光束线和实验站设计

在X射线成像光束线光学系统的设计基础上,对光束线的能量分辨率和光子通量进行了计算,并对双晶单色器第一块晶体的热载影响进行了模拟分析,同时利用波带片成像技术对实验站进行了设计,达到了60 nm的空间分辨率.结果表明光束线和实验站的设计能够满足X射线成像实验所需条件的要求.     

激光光束质量分析与参数测量实验

应用CCD阵列配合图像处理软件实时获取了波长为632.8nm的He-Ne激光光斑,通过数值方法确定了该He-Ne激光的光腰半径及远场发散角,测量结果与理论数据相符。实验加深了学生对高斯光束基础理论的理解,并提高了学生的实验室动手能力。     

涡旋光束的轨道角动量的测量

理论分析拓扑电荷数大小相等、符号相反的两束拉盖尔高斯型涡旋光束的干涉,并从实验上研究拉盖尔高斯型涡旋光束的拓扑电荷数的改变及干涉特性.结果表明,采用加道威棱镜的马赫曾德尔干涉方法,可以容易地分辨涡旋光束的拓扑电荷数,并降低检测的误差.研究还发现,干涉后的光斑图样有缓慢的旋转现象.     

多束SPPs干涉成像模拟研究

多束SPPs干涉光刻是一种可突破衍射极限的新型纳米加工方法。在分析SPPs激励和传输机理基础上,建立多束SPPs干涉成像模型,编制了能快速准确地计算多束SPPs干涉光刻成像的仿真软件。并在此基础上对多束SPPs的干涉像进行了模拟,发现如果将两束光增加到四束或八束光激发SPPs干涉,则可获得二维分布的周期性光斑点阵,在制作纳米光子晶体材料方面有很强的应用前景。随着入射SPPs的增加,当棱锥棱数足够多近似于一个圆锥时,干涉场会形成一系列的同心圆结构,可考虑实现纳米级波带片的制作。     

光学外差法检测超光滑表面粗糙度

随着加工技术的发展,超光滑表面粗糙度的测量变得越来越重要．讨论了一种利用光学外差法检测超光滑表面粗糙度测量系统,采用Ｚｅｅｍａｎ效应激光管得到差频光束,提出了新的优化测量光路．该光路仅使用一个半波片改变一路光束的偏振态,不仅克服了以前广泛使用的类似测量系统中光路具有可逆性的缺陷,保证了系统的稳定性,且同时使接收端光束的偏振态方向一致,使干涉信号可见度最大,提高了系统的信噪比和测量精度．采用两光束同心聚焦扫描方法可实现表面粗糙度的绝对测量．光路结构简单,实用性强．通过样品测量研究了本系统的测量稳定性和测量精度．结果表明,系统对表面粗糙度测量精度均方根值小于１ｎｍ．     

偶氮聚合物的热致非线性光学特性研究

利用z扫描技术研究了一种偶氮聚合物在连续激光作用下的热致非线性光学特性,并根据实验结果计算了偶氮聚合物的热光系数dn/dT和热致非线性折射率n2.由实验结果,发现样品的热光系数和热致非线性折射率与激发波长及样品在该波长下的线性吸收的强弱有关.     

深空探测天线快速扫描方法

针对深空探测中地面站的窄波束天线对深空探测器的捕获问题,提出了在粗轨道预报情况下集馈源阵列电波束扫描和反射面机械扫描于一体的多波束-螺旋快速扫描方法。该方法将馈源阵列布置在反射面的焦平面进行馈电,利用物理光学法对每个馈源激励反射面产生的次级远场方向图进行计算、分析,应用共轭场匹配技术在一定空域同时形成多个正交电扫波束,结合天线反射面的螺旋机械扫描对指定空域进行搜索。最后,对提出的多波束-螺旋扫描捕获方法与传统螺旋扫描方法的性能进行比较分析,结果表明:利用阵列馈电的多波束反射面天线具有更广的可视范围,在更短时间内完成对指定空域的搜索,实现对深空探测器的捕获的同时获得了阵列增益,使更远的深空探测成为可能。     

激光显微图像散斑对比度分析

目的研究消除激光作为显微系统光源时产生的散斑。方法采用476nm蓝色激光作为光学显微系统照明光源,利用光纤振动法对激光显微图像散斑进行消除,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面和DVD-R盘片进行显微成像,并对光纤在不同振动电压下的显微图像散斑对比度进行了分析。结果在1.1V振动电压下抛光玻璃表面的散斑对比度最小为23%,在相同条件下DVD-R盘片显微图像散斑噪声较小。在一定振动电压下散斑消除效果明显、成像较为清晰。结论比较传统方法,其优点在于不仅消除了散斑,同时光纤对激光光束也起到了匀光作用,可便于图像存储。     

业务自适应的卫星跳波束系统资源分配方法

多波束卫星通信系统在业务空间分布不均匀的情况下资源利用率较低,而跳波束技术虽然能够根据业务需求灵活分配波束资源,但在整个卫星覆盖区内全局跳变时计算复杂度较高。针对上述问题,提出了一种业务自适应的卫星跳波束系统资源分配方法,以系统吞吐量最大化为目标,采用先分簇跳变后全局跳变的方式为小区提供服务,从而降低计算复杂度,并充分适应卫星覆盖区内业务分布情况。该方法通过空间隔离的方式消除波束间的共信道干扰,可实现波束间全频率复用。仿真结果表明,该方法能够显著提高系统资源利用率和公平性。     

相位差法测量激光束频率稳定度的研究

本文提出一种测量激光束频率稳定度的新方法(相位差法),采用光外差技术,测量两光束的光程不同而引起的相位差,在所设计的光路中,激光管的频率变化将使两光束的相位差随着变化,从而使本方法得以实现。本文从理论上推导了激光管的频率稳定度△f/f_0与两光束相位差的变化之间的关系,叙述了实验装置,进行了比对测试,理论与实验都得到了一致的结果。     

硅掺杂氮化硼纳米管的制备及其光学性质

通过高温热解聚合物前驱体方法制备Si掺杂BN纳米管. 采用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对样品的结构与形貌进行表征, 结果表明, 样品属于一端开口的竹节状BN纳米管, 通过变温光致发光谱及喇曼光谱研究了Si掺杂BN纳米管的光学性质.      

用载能离子束辐照技术制备的激光晶体光波导

激光晶体是重要的激光增益介质．光波导结构是集成光子学的基本元件之一．利用载能离子柬辐照技术,可以在激光晶体材料中制备光波导结构,进而实现微型的波导激光．本文综述了载能离子辐照技术制备激光晶体光波导的基本原理与方法,以及离子束对晶体波导微荧光性能的影响,介绍了晶体波导激光的最新研究进展．最后,展望了离子辐照激光晶体光波导研究的未来发展方向．     

低功率激光在镍合金分光镜上的自聚焦现象

功率在几百毫瓦量级的低功率Ar 激光器所发出的488nm激光束,在未聚焦的情况下(光强度在40W/cm2左右),经镍合金镀膜的分光镜后,观察到自聚焦现象.实验结果表明非线性光折射现象产生于膜层与玻璃基底的交界面,证明在此交界处存在一层非线性介质,是一种新的非线性材料.实验结果还表明此非线性现象的产生机理是光 热效应,并给出实验设置和测试资料,分析了实验结果.