高分辨X光显微镜的设计及其现实性

X光波段的显微术,已经有很长的发展史,但足至今还没有找到技术上可行的高分辨技术,由于缺乏合适的折射或反射X光的材料,使用几何光学方法成象受很大限制。因为掠反射非球面加工很困难,使反射式X光望远镜和显微镜都属低分辨系统,实际上低于一般光学显徽镜和望远镜。可以采用衍射方法成象,但衍射成象也要求高精度的衍射体。例如菲涅尔环带的精细度实际上就决定了它可能达到的分辨能力,因此难以甩它来达到高分辨。全息术则由X光相干度所限制。虽然最近已实验产生了X激光,但为得到全息术所要求的单模激光,则尚须有进一步的工作。     

部分相干光束位相调控及应用基础研究进展

近年来,部分相干光束由于其独特的光学特性和丰富的物理内涵而受到广泛关注.部分相干光束在许多应用领域具有独特的优势,不同的应用对其光束特性具有不同的需求,因此需要对部分相干光束进行调控.本文介绍部分相干光束位相调控及应用基础研究进展,着重阐述携带涡旋位相以及扭曲位相部分相干光束理论模型、实验产生、光学特性以及相关应用基础.研究表明位相调控对部分相干光束传输特性起到重要调制作用,在光束整形、微粒俘获、大气激光通信、光学成像以及非线性光学等领域具有重要的应用前景.     

基于飞秒掺钛蓝宝石激光器和光子晶体光纤的超高分辨光学相干CT

通过将飞秒激光脉冲耦合到空气石英微结构光纤, 获得了超高纵向分辨率的光学相干CT成像. 利用中心在540 nm、可见光谱范围450~700 nm的超连续光谱, 可以获得高达0.64 µm的自由空间纵向分辨率. 光学相干CT系统灵敏度在样品光功率3 mW时, 可达到108 dB, 仅仅低于理论极限7 dB. 同时展示了亚细胞分辨的光学相干CT的图像, 该高分辨光学相干CT在生物医学应用中有很好的前景.     

湍流大气中相干光照明传象系统的信息量

大气湍流对光学传象系统成象质量的影响是人们当前十分感兴趣的课题。本文综合考虑大气湍流对传象系统所传图象的的信息自由度N_(dof)和图象信噪比(SNR)的影响,用象的光学信息量N=N_(dof)log_2(1+SNR)全面分析了湍流大气对系统成象质量的影响。处于湍流大气中的透镜系统的瞬时物0(ρ_1)与象1(ρ_2)的关系为     

飞秒相干反斯托克斯Raman光谱技术与细胞识别的Raman光谱显微探针技术

飞秒相干反斯托克斯Raman光谱技术高分辨率飞秒相干反斯托克斯Raman光谱(CARS)的研究涉及非线性光学、激光光谱学、超快激光技术、量子光学、原子分子物理学及计算机优化控制理论与技术等学科领域。基于超快脉冲激光的整形、放大和压缩技术,利用飞秒整形激光脉冲与特定量子体系相互作用,产生非线性光学相干反斯托克斯Raman光谱(CARS),实现特定Raman模的选择相干抑制或增强,提高了Ra-man光谱的灵敏度、选择性、频谱分辨率和空间分辨率等,可望为材料科学和生物医药等领域的研究提供全新的技术和方法。Raman光谱技术是研究材料、生物医药…     

核磁共振成象显微镜学新技术

核磁共振(NMR)成象显微镜学新技术,目前在医疗成象方面是可以超过通常X射线计算机层析扫描的一种确定的新技术。它可以不经切片、固定与着色等手续在完整的生命系统中进行。所见细胞核清晰可见,细胞质显示了异质性。核磁共振在细胞质、细胞核和化学转换成     

基于有限测量信息估算未知量子态的相干度

正量子相干即量子叠加性是量子力学最本质的特征,也是进行量子计算、量子密钥分发、量子精密测量等量子信息过程的重要资源~([1]).多粒子体系中的量子纠缠被认为是一种特殊形式的量子相干~([2]).在量子信息与热力学~([3])、量子信息与生物学~([4])等的交叉研究领域中,量子相干也与多种微观机制存在紧密联系,因此量子相干在理论和实际应用中都具有重要的研究价值.量子相干的起源可追溯至200多年前的光学干涉及衍射实验,量子相干概念的正式提出至今也已有100多年的     

光学精密机械仪器研究所学术委员会第二次会议

光学精密机械仪器研究所在1月6日——11日召开了学术委员会第二次会议,热烈讨论了第一个五年计划期间的研究工作总结及第二个五年研究工作计划草案,进一步明确了该所今后的工作方向以及业务范围。     

测量铁磁材料核磁共振谱线的非相干接收自旋回波法的某些改进

铁磁材料中各种同位素核的核磁共振频率分散在很宽的频率范围。例如,铁磁体中3d元素的核磁共振频率处于15MHz到800 MHz。在这样宽的频率范围进行核磁共振研究的一种比较简单的方法是非相干自旋回波法。当测量比较宽的谱线时,这种方法是适用的。所以,已完成的铁磁体核磁共振实验中的大多数都是用非相干波谱仪完成的。但是,与相干接收法相比,非相干接收的缺点是难于获得真正的核磁共振谱线。本文将对引起测量谱线发生畸变的原因进行讨论,进而提出对非相干法的改进建议。结果表明,如果改进谱仪的结构和测量方式。在测量窄谱线时,用非相干法可以得到与相干法同样的结果。     

光学相干层析及其在实验力学中的应用

光学相干层析(optical coherence tomography, OCT)是一种基于低相干干涉原理的层析成像方法,具有非侵入和快速成像等优点,可用于透明和半透明生物组织和材料内部微米级分辨率和毫米级深度的层析成像.与数字图像相关方法或位相测量等技术相结合之后, OCT还可作为一种弹性成像方法,用于载荷作用下物体内部位移与应变的全场测量,且灵敏度可分别达到纳米级和微应变级.目前, OCT弹性成像已广泛应用于眼角膜、皮肤、肿瘤、高聚物、复合材料等多种生物组织与非生物材料的测试,为定量评价组织与材料内部微观力学特性的分布提供有效的实验手段.本文在介绍OCT成像原理、位移与应变场重构方法的基础上,总结了OCT在实验力学中的典型应用,并探讨了该方法目前存在的问题与挑战.     

含有谐衍射元件的红外双波段减热差系统设计

首次将谐衍射透镜成功地引入红外双波段系统的减热差设计中, 系统只使用硅和锗两种材料, 三片透镜, 此系统不仅能在较大视场内得到接近衍射极限的成像质量, 而且在- 70℃到100℃温度范围内, 使系统在两个波段内同时较好地完成了校正系统的轴向像差, 波前差均小于1/4波长, 光学传递函数接近衍射极限. 设计结果表明, 谐衍射透镜的光谱特性介于折射透镜与衍射透镜之间, 恰当的选择谐衍射透镜的厚度和中心波长, 能够设计出简单实用的双波段减热差系统. 同传统的折射系统相比, 降低了对工艺水平的要求, 成本大大降低, 使设计结构紧凑, 片数少, 透射比高, 具有良好的消像差和减热差特性.为红外光学设计提供了一种全新的器件.     

吡啶溶胀煤的核磁共振成象研究

核磁共振成象是近20年来出现的一种新的核磁共振技术。自从1973年Lauterbur发表第一篇核磁共振成象(NMRI)论文以来,这一技术发展很快,已得到广泛的应用。近几年,核磁共振成象技术也开始应用于煤结构的研究中。然而,由于煤是一种非常复杂的天然有机物质,同时在固体煤中质子间存在有强的自旋偶极-偶极相互作用能使T_2值变小,并且导致谱线增宽,因此限制了成象的分辨率。目前有关煤的核磁共振成象的文献报道的很少。Dieckman等人通过使用多脉冲质子去偶技术和投影重建核磁共振成象方法,获得了几个干燥煤样的二维核磁共振图象,并区分了他们的基本微观结构。空间分辨率约为200μm。我们用吡啶饱和蒸气处理了抚顺西露天长焰煤和老虎台气煤等几种煤,通过质子密度成象,观察了进入煤样中的溶剂的分布情况,并获得了一些有关煤结构的信息。     

相干态在量子转动中的新应用

转动矩阵在量子力学中有很重要的地位,但是用正规乘积和相干态的性质来研究它还未见有文献讨论过。本文将用相干态方法来导出转动算符的正规乘积形式,作为其应用,进一步给出D函数中的系数d_(mm)~j,及坐标、动量表象中的转动矩阵元。在文献[1]中,我们已把相干态的超完备性条件改造为正规乘积下的积分形式,记|z>为相干态,满足     

吡啶溶胀煤的核磁共振成象研究

<正>核磁共振成象是近20年来出现的一种新的核磁共振技术。自从1973年Lauterbur发表第一篇核磁共振成象(NMRI)论文以来,这一技术发展很快,已得到广泛的应用。近几年,核磁共振成象技术也开始应用于煤结构的研究中。然而,由于煤是一种非常复杂的天然有机物质,同时在固体煤中质子间存在有强的自旋偶极-偶极相互作用能使T₂值变小,并且导致谱线增宽,因此限制了成象的分辨率。目前有关煤的核磁共振成象的文献报道的很少。Dieckman等人通过使用多脉冲质子去偶技术和投影重建核磁共振成象方法,获得了几个干燥煤样的二维核磁共振图象,并区分了他们的基本微观结构。空间分辨率约为200μm。我们用吡啶饱和蒸气处理了抚顺西露天长焰煤和老虎台气煤等几种煤,通过质子密度成象,观察了进入煤样中的溶剂的分布情况,并获得了一些有关煤结构的信息。     

对强源近周暗弱天体成象的一种方法

为了解决对明亮天体近周的暗弱目标进行光学成象的困难，提出并实验了一种方法。有别于传统星晚仪或新出现的抗晕ＣＣＤ技术，在使暗弱目标获得中够的露光量后仍能不失真地保存明亮对象的图象信息。描述了原理与计算机仿真结果，实验装置结构及在文望远镜上进行天文实验观测的实验效果。     

溶剂中溶胀煤的NMR显微成象

自从1973年Lauterbur发表第一篇核磁共振成象(NMRI)论文以来,这一技术发展十分迅速,已成为医学临床诊断重要手段之一,同时也在生物学、地质学及材料研究中得以应用.最近,人们也开始把核磁共振成象方法应用于煤的研究.然而,由于煤是一个结构复杂的有机化合物的混合物,同时固体中强自旋偶极-偶极相互作用的存在导致谱线增宽,因此限制了成象的空间分辨率.目前仅有少数几篇文献报道.本工作中,我们利用溶剂浸泡煤,通过质子NMR显微成象观察溶剂在煤中的渗透过程,从而获得有关煤结构的一些信息.     

基于信号检测的人体脉搏系统传递函数的估计

在脉搏源－系统模型的基础上,采用信号检测与系统分析原理提出了一种估计人体脉搏系统声传递函数的简便有效的方法,实验结果表明,正常人平脉脉搏系统通常具有３个共振峰,滑脉脉搏系统有２个共振峰,弦脉脉搏系统出现４个共振峰,而细脉仅存在１个共振峰,共振峰频率反映了动脉系统的共振特性。     

部分相干高分辨电子显微镜菲涅尔环的研究

本文提出对高分辨电子显微镜直边菲涅尔环理论研究的两个新的途径:一是,研究由于电子光学系统的带限性质以及它对电子波场的位相调制作用,而造成对菲涅尔环的影响。因为迄今为止,对菲涅尔环的理论研究,大多是基于将直边所形成的菲涅尔条纹,作为一个物面附近的虚物被再现于象面上这样一个物理模型,而设有计及电子光学系统本身的特性。二是,研究部分相干照明情形下,相干度对菲涅尔环的作用,从而克服通常文献在简化的相干前提下     

医学成象新技术

近十年,物理学在医学诊断中的应用有突飞猛进的发展,层出不穷的新的成象技术标志着医学诊断已进入了新的时代——医用图象时代.其中突出的是:计算机层析照相术(computer tomography——CT)革新了古老的X射线透视学;正电子发射层析照相术(positron emission tomography——PET)刷新着传统的放射核医学;核磁共振成象术(nuclear magnetic     

相干态的激发态及其非经典特性

非经典光场态的研究,无论是在理论上还是在实验上都是十分引人注目的。业已证明,尽管相干态光场的行为是经典的,但在原子——场的非线性相互作用过程中,相干态光场的幺正或非幺正演化可以产生的各种非经典光场态,如压缩态及Schrodinger猫态等。本文利用最近Metha引入的并由范洪义给出严格表述的玻色算符的逆算符a~（-1）及a~（ -1）,讨论光场的另一个非经典态即相干态|Z>的k光子激发态a~（-k）|Z>,它可以通过强度相关耦合Jaynes-Cummings模型的连续多次非幺正演化过程来产生。通过计算其二阶相关函数及