掺杂Bis-MSB紫外激光染料的聚苯乙烯小球单分子层周期阵列形成的可见光衍射

光子晶体是近年来全世界的研究热点之一。文中探讨了在实验室中用自组装的方法制备聚苯乙烯小球二维胶体晶体的过程,并实验研究了He-Ne激光器发出的激光束聚焦到样品上所产生的可见光衍射图案。     

基于聚苯乙烯模板的二维光子晶体的制备

给出了一种制备聚苯乙烯小球蛋白石结构光子晶体,并运用单层聚苯乙烯小球为模板制备了一系列二维光子晶体的方法,包括α-Fe_2O_3二维碗状光子晶体和ZnO柱二维光子晶体结构,并通过大面积反射谱测量了聚苯乙烯胶体光子晶体的光子带隙.聚苯乙烯小球模板法制备方法简单,成本低,重复性好,而且是大面积生长,为制备各种形貌的二维光子晶体提出了新思路.     

微孔-大孔双孔结构β沸石材料的构筑规律

以聚苯乙烯小球（PS）为模板，纳米沸石为基元构件，采用受限空间和吸附沉降自组装法，在密堆积的聚苯乙烯小球间隙里组装纳米β沸石，高温焙烧除去PS模板后得到具有微孔－大孔双孔结构的β沸石多级孔材料。并考察了几何因素、化学因素以及浓度因素在受限空间自组装法中对制备规整有序大孔材料的影响。     

光阱中多个金纳米棒的双光子荧光效应及热熔合过程

本文利用单束、波长对应金纳米棒长轴表面等离子共振的飞秒脉冲激光对多个长度为40 nm,直径为10 nm的金纳米棒颗粒进行了光捕获,系统研究了金纳米棒颗粒在共振激光作用下的双光子荧光及光致热熔合效应.实验结果表明,在光阱捕获过程中金纳米棒颗粒会激发出明显的双光子荧光.当多个金纳米棒被光力捕获在光斑中心时,金纳米棒发生热熔化并熔合成大尺寸的金纳米团簇.利用这种单光束光镊熔合技术,我们在玻璃衬底上制备了二维有序的金纳米团簇阵列.这一研究对利用金纳米棒颗粒来制备微纳光子结构及多功能光子器件等具有重要的指导意义.     

在发光二极管表面制备单层聚苯乙烯球的方法

基于水面乳胶颗粒的自组装特性,通过将稀释的聚苯乙烯球铺展在去离子水中,用表面活性剂加固后将其转移到氮化钾基发光二极管(简称GaN基LED)表面的方法制备较大面积的单层聚苯乙烯球颗粒.场发射扫描电子显微镜测试表明:该方法能在较短时间内在GaN基LED表面形成六角紧凑的聚苯乙烯微球的二维阵列,微球平均直径约为350 nm.加入75μL表面活性剂,利于形成二维结晶.这为聚苯乙烯球做掩模版粗化GaN表面,提高大功率GaN基LED的光提取率提供了一种有效的途径.     

纳米胶体球表面生长的Co/Pt多层膜的磁性研究

利用自组装技术在Si表面上制备二维有序胶体球阵列,利用磁控溅射系统以此为衬底制备Co/Pt垂直多层膜,形成曲面膜.与沉积在Si表面上相同结构的多层膜做比较,当测量角度在0°-45°之间时,曲面膜的磁滞回线形状几乎无变化,表明转换场分布很窄,这是由各向异性轴在球表面的变化造成的.     

有序可控纳米银球阵列对a-SiN_x∶O薄膜光致发光增强的研究

采用聚苯乙烯(PS)纳米小球自组装技术结合激光退火方法制备了三种不同尺寸纳米银球阵列,研究不同尺寸纳米银球阵列对非晶掺氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜的光致发光的影响.首先,在p型硅衬底上铺有三种不同尺寸的聚苯乙烯(PS)纳米小球,再采用磁控溅射系统蒸镀银薄膜,然后用激光对该银薄膜进行处理.最后,采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)系统在样品表面生长非晶掺氧氮化硅薄膜.实验结果表明,相比于未引入纳米银球阵列的a-SiN_x∶O薄膜,引入170nm、220nm和300nm银球阵列的a-SiN_x∶O薄膜,其光致发光强度(PL)分别增强4.6、3.1和1.3倍.样品的原子力显微镜(AFM)图像显示,纳米银颗粒呈周期性排列且尺寸可控.荧光光谱分析表明,随着纳米银球阵列尺寸的增加,薄膜的发光峰位出现了红移.通过分光光度计UV-3600对a-SiN_x∶O薄膜的消光谱进行了测量计算.为了进一步研究不同尺寸纳米银球阵列对非晶掺氧氮化硅(a-SiN_x∶O)薄膜的光致发光的影响,对其消光谱和PL谱进行了对比分析.实验证实了a-SiN_x∶O薄膜光致发光的增强来自于金属银局域表面等离激元(LSP)与a-SiN_x∶O薄膜光发射之间的耦合.     

基于深紫外激光器的大面积干涉光刻装置研究

搭建了基于266 nm波长深紫外光源的干涉光刻装置，使用平顶光整形器将高斯光整形成平顶光束，在硅基底上制备出面积为8.9 mm×25.4 mm、周期为407 nm的一维光栅结构图形和周期为860 nm的二维孔洞结构。使用扫描电子显微镜（SEM）测量了平顶光产生的一维干涉结构的线宽、周期等参数，并与高斯光产生的一维干涉结构参数进行对比。实验结果表明，加入了平顶光整形器的干涉光刻装置产生的周期性光栅结构图形均匀性提升了21.36％。     

无皂乳液聚合法制备单分散聚苯乙烯微球

采用无皂乳液聚合的方法制备聚苯乙烯小球,在实验过程中,通过改变引发剂的用量改变聚苯乙烯微球的粒径,得到制备单分散聚苯乙烯微球的最佳条件.     

胶体金量子点浮置栅MOS结构的制备及其C-V特性

通过单相相转移法合成了胶体金纳米粒子,利用异种电荷之间的静电相互吸引作用,采用自组装技术制备了二维有序纳米金阵列.在此基础上,制备了在氧化层中内嵌纳米金颗粒的金属-氧化层-半导体(MOS)结构,并研究了其C-V特性.扫描电镜显示金粒子的直径在6~7 nm左右,C-V测量结果显示胶体金量子点浮置栅MOS结构存在3 V左右的平带电压偏移.通过这种方法制备的胶体金量子点浮置栅MOS结构可以在非挥发性存储器研究方面展现巨大的应用前景.     

拉盖尔-高斯光束光镊捕获性质

利用T矩阵法研究光镊中微粒大小与入射光束波长相近时,光镊捕获效率与入射光束的阶数、微粒的折射率和尺寸大小的关系.对拉盖尔-高斯光束光镊和高斯光束光镊的轴向和横向捕获效率进行比较.计算结果表明:不同阶数的拉盖尔-高斯光束对微粒捕获效率的影响不同,阶数不超过4的拉盖尔-高斯光束的捕获效率高;微粒半径增加时,拉盖尔-高斯光束的轴向捕获效率逐渐增大,且捕获域也增加,高斯光束的最大捕获效率基本保持不变但捕获域逐渐增大;微粒折射率增加时,拉盖尔-高斯光束和高斯光束的轴向和横向捕获效率均先增加后递减,捕获效率出现了一个峰值,微粒折射率约在1.39~1.69是稳定捕获的最佳数值.     

Measurements of leucocyte membrane elasticity based on the optical tweezers

A 1-μm in diameter polystyrene bead coated with lectin is trapped by optical tweezers whics is formed by a focused laser beam (740nm).A leucocyte adhered to the bottom of sample cell is chosen to close to the trapped bead.When their stable combination is confirmed,the leucocyte is displaced by moving the sample stage.A“tether”is then formed between the trapped bead and the membrane.The force acting on the tether is measured by a detector equipped on the optical tweezers system.The deformation of the membrane is diverse in different contact conditions.When the contact area is small,the tether is very thin and the force on it is 7.4pN(10^-12N),while the tether is much thicker under a larger contact area and its corresponding force is about 14pN.It is presumed that the latter is related to the deformation of cytoskeleton.     

飞秒脉冲激光产生及捕获微气泡的实验研究

采用高速光学摄像及高频超声成像技术对飞秒脉冲激光在介质水中发生光学诱导击穿的过程进行实验研究.结果表明,光学诱导击穿产生后,在高能激光自聚焦的焦点处产生一系列微气泡,最后只有一个微气泡可以被激光束稳定地捕获,并且这个微气泡可以在超声作用下进行非接触式三维操控.进一步分析了沿激光束产生和捕获的微气泡的时空特性以及激光束捕获微气泡的力学特性.实验结果为应用微气泡进行分子水平的靶向性治疗提供了全新的技术手段.     

双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获

基于耦合非线性薛定谔方程,研究了双折射光子晶体光纤中单个光脉冲的非线性传输.当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴0°和90°时可观察到脉冲俘获现象,脉冲俘获效率在偏振角为45°时最小,当脉冲的入射角度互余时,小角度的脉冲俘获效率更高.此外,增加输入脉冲功率俘获脉冲能够获得更大的频谱偏移.     

对米氏粒子轴向光阱力与横向光阱力的测量研究

基于几何光学原理,在强聚焦激光光场中,以射线光学计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受的轴向与横向光阱力进行计算.并在给定参数条件下,进行数值仿真,讨论各主要参数与光阱力的关系.     

一维,二维和三维对称双色型光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的局域化

利用含时变分法研究了一维,二维和三维对称情形下双色型光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚中局域化态的稳定性.首先采用高斯型试探波函数得出了三种维度下稳定性分析所需要的有效势能表达式.其次根据有效势能是否具有局域最小值来判断体系是否具有稳定状态,结果表明,双色型光晶格强度,两体,三体和高阶相互作用在稳定性中所起的作用是不同的,两体和高阶相互作用对体系的稳定性有决定性作用,而三体和晶格强度只对稳定性起调节作用,在有些情况下这种调节作用是必须的.最后给出了参数相空间中的稳定区域.     

多光子近场共焦光学扫描显微镜表面非传播光场的特性研究

对多光子近场共焦光学扫描显微镜非传播光场的特性进行了系统的理论分析。导出了多光子近场共焦光学扫描显微镜表面非传播光场的频率宽与相差的测不准关系表达式及二维的点扩散函数光学传递函数和能量分布表达式。研究结果表明：多光子近场共焦光学扫描显微镜比单光子共焦显微镜具有更高的横向分辨率和纵向分辨率。而多光子近场共焦光学扫描显微镜比双光子共焦显微镜具有更高的空间分辨率。样品置于其表面的非传播光场内,能得最佳的超分辨效果。     

Sub-poissonian loading of single atoms in a microscopic dipole trap.

The ability to manipulate individual atoms, ions or photons allows controlled engineering of the quantum state of small sets of trapped particles; this is necessary to encode and process information at the quantum level. Recent achievements in this direction have used either trapped ions or trapped photons in cavity quantum-electrodynamical systems. A third possibility that has been studied theoretically is to use trapped neutral atoms. Such schemes would benefit greatly from the ability to trap and address individual atoms with high spatial resolution. Here we demonstrate a method for loading and detecting individual atoms in an optical dipole trap of submicrometre size. Because of the extremely small trapping volume, only one atom can be loaded at a time, so that the statistics of the number of atoms in the trap, N, are strongly sub-poissonian (DeltaN2 approximately 0.5N). We present a simple model for describing the observed behaviour, and we discuss the possibilities for trapping and addressing several atoms in separate traps, for applications in quantum information processing.     

单光束光镊光阱力分析

在几何光学近似下,利用光线追踪法分析了激光微束对微粒的作用力,数值计算中考虑了激光微束的具体结构对光阱力的影响.分析表明:相对折射率和激光束腰对光阱力有重要影响,激光波长和微粒大小对光阱力也有一定影响.