表面等离子体超衍射光学光刻

由于光波衍射特性,传统光学光刻面临分辨力衍射极限限制,成为传统光学光刻技术发展的原理性障碍.表面等离子体(surface plasmon,SP)是束缚在金属介质界面上的自由电子密度波,具有突破衍射极限传输、汇聚和成像的独特性能.近年来,通过研究和利用SP超衍射光学特性,科研人员提出和建立了基于SP的纳米干涉光刻、成像光刻、直写光刻等方法,在紫外光源和单次曝光条件下,获得了突破衍射极限的光学光刻分辨力.目前,基于SP成像结构,实验中获得了22 nm(~1/17波长)最高SP成像光刻线宽分辨力水平.SP将为发展高分辨、低成本、高效、大面积纳米光学光刻技术提供重要方法和技术途径.本文系统综述了SP光学光刻技术研究发展情况,总结和分析了技术发展现状、存在问题,并对其发展趋势和前景进行了展望.     

高速摄影——一种被广泛运用的瞬态光学技术

高速摄影,人们对它并不陌生,例如我们经常从电影或电视上看到的慢动作镜头,就是运用了嵩速摄影技术。高速摄影是瞬态光学技术的一种类型。瞬态光学技术是研究和发展用来观察、记录各种瞬态现象的光学技术,所谓瞬态现象是指变化很快的现象,它可以是物体位置或形态的快速变化,也可以是某种发生在原子分子层次上的表面上     

光学领域里的一对奇葩--介绍2005年诺贝尔物理学奖

2005年诺贝尔物理学奖授于了光学研究领域里的两项原创性工作:1963年美国物理学家罗伊·格劳伯(R.J.Glauber 1925～)提出的"相干性量子理论",以及1983年美国物理学家约翰·霍尔(J.L.Hall.1934～)和德国物理学家特奥多尔·亨施(T.W.Hansch.1941～)利用激光的特性对精确测量技术所作的发展.近些年来诺贝尔物理学奖频频惠顾光学研究领域,如2001年诺贝尔物理学奖授予了从事玻色-爱因斯坦凝聚的相关研究、1997年诺贝尔物理学奖授予华裔科学家朱棣文从事的激光冷却和俘获原子的方法研究.这是因为该领域的研究成果往往与最新、最先进的技术发展联系紧密,另一方面,这些高新技术的发展恰恰又建立在这些非常基础的理论研究之上.     

精密度的追求

锁模飞秒激光产生的光频梳完全革新了光频率的计数技术。有了它们，只需要一步就可以将光学频率和微波频率连接起来，它们还提供了长期缺失的光学原子钟的钟表机构。通过扩展时间和频率的度量衡学的极限，它们使基本物理定律新的检验成为可能。通过用铯原子钟的微波频率对氢原子和其他原子的光学共振频率的精密比较，将确定基本物理常数可能的缓慢变化的灵敏度极限。光学高次谐波的产生将频梳技术扩展到极端紫外，开启了精密激光光谱学新的光谱领域。频梳技术也通过对超快激光脉冲的电场的控制成为阿秒(attosecond)科学的关键。     

对1962—1982年间北美欧亚两大板块经差变化率的天文测定

用天文测量的方法可以研究天文台站所在地点经纬度的变化。但是由于经典光学技术精度的限制,多年来在这方面的研究其进展比较有限。作者在归算1962—1982年地球自转参数的研究工作中,重新处理了全球136架光学天文仪器在这二十年间的50万个观测数     

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…     

自组装酞菁膜的制备及非线性特性研究

文章分别通过固相法和液相法合成了VOTsPc，并利用静电作用在玻璃基质上制备了PEI／VOTsPc、DR／VOTsPc自组装膜，研究了时间对成膜条件的影响，最后通过Z-扫描技术对膜的三阶非线性光学特性进行测试，对实验数据进行拟合和计算得到样品的非线性吸收系数β。     

美国科学家发明液体纤芯波导管

美国研究人员首次成功制出以液体为纤芯的光波导管，使光可以定向无损地穿过芯片上的液体。这一光学传感技术有着广泛的应用前景，可以用于制造检测单个分子的化学和生物学传感器。     

卡尔·蔡司与索尼的一段奇缘

卡尔·蔡司(Carl Zeiss),一个在光学业界响亮的名字,其影响力和对光学业界的贡献无人能出其右.它从1846年创建开始至今已有160年的历史,其间它所开发的光学技术,一次次地更新了人们对光学的认识,而卡尔·蔡司所生产的摄影镜头,也一次次地被人们称作里程碑式的杰作.     

二元光学及其应用

长期以来,提起光学元件,人们很自然地想到透镜、反射镜、棱镜和光栅等。80年代末,随著计算机辅助设计(CAD)和超大规模集成电路制造技术以及离子束蚀刻技术的迅速发展,出现了一种新的光学元件的制作方法,被称为二元光学技术,它可以制作出—些有特殊功能且高效率的衍射光学元件,本文介绍了这种元件的基本原理、制作方法以及它的一些应用。     

X射线发光光学断层成像的研究进展

X射线发光光学断层成像(XLOT)是一种利用X射线照射生物体内的纳米发光材料进行成像的新型光学分子成像技术.对比现有光学分子成像技术,XLOT能够同时进行功能和结构成像,并且具有更高的成像深度和成像分辨率,具有广泛的应用前景.本文对XLOT成像技术的研究现状进行综述,回顾了不同XLOT系统的成像原理、系统组成以及各自的优缺点,概述了现有XLOT重建方法及其最新进展,总结了目前XLOT中常用的成像探针,在此基础上,介绍了XLOT技术在预临床诊断上的应用现状,最后对XLOT未来的研究方向进行了展望.     

椭圆偏振光谱分析方法对铁表面阳极氧化过程的研究

近半个世纪以来,椭圆偏振技术在材料和化学学科领域的应用,多限于测定固体表面膜厚度和光学常数以及与此等性质有关的范围。黄宗卿与Ord在研究碱性溶液中铁电极的氧化还原时,首先提出了代表△、ψ的总变化的新物理量——光学参量变化速率(optical tracki-     

含偶氮苯侧基聚酯膜的光学相位共轭特性

光学相位共轭(OPC)是一种采用非线性光学效应使光波场对时间进行精确反演的技术,可应用于实时适应光学、实时全息、光计算、光刻和非线性光谱学等领域。在三阶非线性光学过程中一般用简并四波混频(DFWM)来产生,这要求介质具有较大的三阶非线性光学系数。一些有机染料分子因饱和吸收和较长寿命的光诱致中间过渡态,在固溶体或溶液中往往能表现出很高的三阶非线性系数,可满足低功率激光在DFWM中产生OPC的要求。例如偶氮苯染料和液晶染料等。因此,近年来以染料掺杂的聚合物薄膜的OPC特性的研究已引起关注。     

原子、分子和光学

原子、分子和光学程敏玖编译最近发表的国家研究会议的报告─—“原子、分子和光学”，引起了自然科学家、工程师和物理学家们的兴趣。功能强大的实验手段与计算机辅助的理论研究方法相结合．至今已在许多科学领域及工业和医药业大量的实际应用方面产生了大批有益的启示。...     

努力进取，更上一层楼

努力进取，更上一层楼冯伟亭（上海华东工业大学特种式艺室副研究员）我今年３３岁，出身于江苏宜兴市，８０年以全市高考总分第一考入浙江大学光学工程系，第一篇学术论文发表于《光学仪器》杂志，那已是大学四年级的事了。８４年考入中科院技术物理所攻读硕士研究生，毕...     

21世纪的绿色光源

照明及其系统从一个侧面反映一个国家或地区的经济昌盛和社会现代化的程度.照明技术有赖于新光源开发、光学系统研究、灯饰设计、电气控制等,荟萃了材料学、光学、电子学科技与设计的成果.自1880年爱迪生成功地发明了第一盏商业化电灯以来,日新月异的科学技术把电光源的开发与研究持续不断地向前推进.     

金纳米棒:性能、制备、修饰、生物成像技术及应用

随着生物医学的发展,对生物成像技术和成像分辨率的要求越来越高,纳米材料和技术被越来越多地应用到生物医学领域.各向异性的金纳米棒由于具有较高的电子密度、较大的吸收截面、特殊的表面等离子共振光学特性、优良的生物相容性和化学稳定性而被广泛应用于生物成像领域.本文结合本课题组在该领域的研究经验,综述了金纳米棒的制备方法、光学性能和表面修饰方法;并从金纳米棒局部等离子共振特性出发,综述了金纳米棒的暗场散射成像、双光子荧光成像、光声断层成像、光学相干断层扫描、X射线计算机断层扫描、表面增强拉曼散射成像等生物成像技术.同时阐述了金纳米棒在生物成像、医学诊断和联合治疗等领域中的应用进展.     

超高品质因子片上微腔光子学研究进展

光学微腔能够同时在空间和时间维度上约束光场,从而增强光与物质相互作用,被广泛用于基础光物理和光子学应用研究.其中,回音壁光学微腔具有超高的品质因子和很小的模式体积,是当前微腔研究的学术前沿.随着光学材料微纳加工和半导体芯片制备工艺的发展,超高品质因子回音壁光学微腔研究的重要趋势之一是片上集成化.例如,超高品质因子片上光学微腔已经在光子学芯片、集成光计算、片上光互联、光学精密测量等众多领域发挥着重要作用.本文重点介绍了片上回音壁光学微腔在微型激光器、非线性光学、集成光子学回路和高灵敏光学传感等研究中的基本原理、发展历程和最新进展;进一步展望了超高品质因子片上微腔光子学未来研究的发展方向.     

脑神经活动光学显微成像技术

大脑包含数亿至数千亿的神经元以及更为复杂的神经突触连接网络,是生物体中最复杂的器官.脑科学是21世纪以来最重要的前沿新兴学科之一,它的兴起标志着人类在认识自我、探索智慧和意识的本质中进入了一个新时代.在活体中对大脑神经活动进行长时间、大视野、高时空分辨率的观测,是解析大脑功能的关键.光学显微成像技术以其时空分辨率高,光学探针的特异性和多样性等优势,成为了脑神经活动研究的重要工具.针对大脑的高度散射、高速神经信号传递、超大神经元规模、精细突触连接结构等特性以及自由活动动物的脑神经活动观测需求,本文将从超深、超快、大视场、超分辨、微型化5个发展方向,概述包括多光子、红外二区、光声、光片、结构光以及自适应光学在内的多种光学显微成像技术在脑神经活动显微观测领域的发展进展及前沿动态,并展望脑神经活动光学显微成像技术的未来发展方向与前景.     

超高分辨率荧光显微成像:2014年诺贝尔化学奖解析

<正>"长期以来人们都为现有的光学显微技术感到困扰:如果观测物比可见光波长的一半(约0.2μm)还小,现有的光学显微镜就不能解析了,称之为光学衍射极限.2014年诺贝尔化学奖获奖者们利用荧光分子‘标记’这些精细结构,使它们在显微镜下变得五彩缤纷、清晰可辨,使科学家们能一瞥纳米级别的微小世界.从此,显微技术从‘微米’时代跨入‘纳米’时代."——2014年诺贝尔化学奖颁奖词