1 南开大学泰达应用物理研究院和物理科学学院弱光非线性光子学教育部重点实验室, 天津 300457
2 信阳师范学院物理电子工程学院, 河南 信阳 464000
3 卢布尔雅那大学数学物理系, 斯洛文尼亚斯特藩研究所复杂物质系, 斯洛文尼亚 卢布尔雅那 SI-1000
随着激光加工技术和液晶取向工艺的发展,一种新型的基于飞秒激光直写的液晶面外区域定向技术问世。基于飞秒多光子光聚合激光直写技术制备出由聚合物条带构成的微结构,将其制成液晶盒,并充入不同种类的液晶,即可实现电光开关、磁光开关、光场调控等功能。每条聚合物条带的侧壁上都分布有表面浮雕光栅结构,使得液晶在聚合物条带通道内的定向成为可能。该技术不仅使不同区域内的液晶实现了物理隔离,还可以使液晶和聚合物实现完全的相分离。该技术快捷简单,在可调谐衍射光栅的实现、特殊光场的产生、光子晶体中的光场调控等方面具有重要的应用价值。
非线性光学 飞秒激光直写 聚合物条带 液晶 面外区域定向技术
南开大学 泰达应用物理研究院和物理科学学院, 天津 300457
为了解决液晶q波片制备过程中重复性差、方法繁琐、孔径限制的问题, 采用了一种基于紫外掩模曝光法和液晶面外区域定向技术的液晶q波片制备方法, 进行了理论分析和实验验证。搭建了紫外曝光系统, 制备了直径为2.54cm, q=1,夹角α0=0的大孔径液晶q波片。结果表明, 紫外掩模法构建的大孔径液晶q波片的自旋角动量-轨道角动量的转换效率可达到85%; 利用该波片实现了涡旋光、矢量涡旋光的产生和转换。基于紫外掩模法构建大孔径液晶q波片的方法具有成本低廉、制备工艺简单、速度快等优点, 可实现液晶q波片的批量化制作, 有利于液晶q波片走向商业化。
光学器件 液晶q波片 特殊光场 涡旋光 琼斯矩阵 optical devices liquid crystal q-wave-plate specific light field vortex beam Jones matrix
1 南开大学物理科学学院， 泰达应用物理研究院， 弱光非线性光子学教育部重点实验室， 天津 300071
2 山西大学极端光学协同创新中心， 山西 太原 030006
3 南开大学生物治疗协同创新中心， 天津 300071
使用355 nm纳秒脉冲激光对斑马鱼体表条纹进行消融处理，通过分析色素细胞簇的再生过程研究斑马鱼体表图案的形成及再生机制。结果表明：斑马鱼体表的黄色素细胞簇能够促进周围一定区域内黑色素细胞的再生，该区域限于稍远于紧邻黄色条纹的位置,但在半个条纹宽度以内；这种促进作用具有方向特异性，即黄色素细胞更多地促进其本身条纹纵向处的黑色素细胞再生，但不促进其本身条纹横向处的黑色素细胞再生。这一结果可为理解斑马鱼自主形成周期性条纹提供新的实验支持。
生物光学 斑马鱼 激光消融技术 黄色素细胞 黑色素细胞
Author Affiliations
Abstract
1 The MOE Key Laboratory of Weak-Light Nonlinear Photonics, and TEDA Institute of Applied Physics and School of Physics, Nankai University, Tianjin 300457, China
2 Faculty of Mathematics and Physics, University of Ljubljana and Department of Complex Matter, J. Stefan Institute, Ljubljana SI1000, Slovenia
3 Faculty of Physics, Vienna University, Wien A-1090, Austria
4 Synergetic Innovation Center of Chemical Science and Engineering, Tianjin 300071, China
We develop a new method for smooth and continuous space-variant alignment of the liquid crystal medium in micro-patterned structures, which is based on a radial micro-structured pattern of polymeric ribbons exhibiting out-of-plane orientation with respect to the ITO-coated glass plates. Thanks to the broad range of electrical tunability of the optical retardation for the micro-patterned liquid crystal structures, transformation of the fundamental Gaussian beam into different types of specific beams, including generalized cylindrical vector beams, vortex beams, and vectorial vortex beams, is efficiently demonstrated.
050.4865 Optical vortices 230.3720 Liquid-crystal devices 220.0220 Optical design and fabrication Chinese Optics Letters
2017, 15(7): 070501
1 南开大学 物理科学学院 泰达应用物理研究院 弱光非线性光子学教育部重点实验室, 天津 300071
2 南开大学 生物治疗协同创新中心, 天津 300071
在光学显微成像领域, 涌现出一批可以突破衍射极限的超分辨显微成像技术, 极大地增强了人们研究亚细胞结构的能力。基于单分子定位技术的随机光学重构显微术(Stochastic Optical Reconstruction Microscopy, STORM)具有易懂的成像原理、简单的工作方式以及超高的分辨率等特点, 受到越来越多的研究者青睐。首先, 介绍了单分子定位技术的原理, 讨论了STORM光路的搭建, 阐述了二维和三维STORM超分辨显微成像原理。其次, 探讨了多色STORM以及STORM与电镜关联成像现状。最后介绍了STORM技术现阶段的应用进展。
超分辨成像 单分子定位 随机光学重构显微术 关联成像 super-resolution imaging single molecule localization Stochastic Optical Reconstruction Microscopy correlative imaging 红外与激光工程
2017, 46(11): 1103008
1 南开大学物理科学学院, 泰达应用物理研究院弱光非线性光子学教育部重点实验室, 天津 300457
2 南开大学生物治疗协同创新中心, 天津 300457
3 山西大学极端光学协同创新中心, 山西 太原 030006
多色成像作为超分辨成像技术的重要延伸, 极大地增强了人们研究亚细胞结构定位与交互关系的能力, 从而有助于研究者深入理解细胞内复杂的生命现象与过程。基于单分子定位超分辨显微成像术(SMLM)工作原理的特殊性, 已实现了激发依赖、激活依赖、分光依赖等数种有特点的多色成像方法。介绍6种主要的多色单分子定位超分辨显微成像技术, 从分色能力、光谱窜扰、数据采集效率等角度分析了各方法的优缺点, 并讨论了与多色成像相关的细胞固定方法, 帮助研究人员根据自身实验需求选择合适可靠的多色成像手段研究相应的科学问题。
显微 荧光成像 单分子定位显微成像 多色成像 随机光学重建显微术 光敏定位显微术
1 南开大学 泰达应用物理研究院, 物理科学学院, 天津 300071
2 天津财经大学 数学经济研究中心, 天津 300222
系统介绍了几种基于瞬态光克尔效应的超快光学快门技术, 包括传统的光克尔双折射快门技术, 瞬态光栅快门技术, 以及利用瞬态克尔透镜效应的光学快门技术。这些技术都是在泵浦-探测的实验配置基础上, 利用门控光对克尔介质折射率的瞬态调制导致的信号光的相位(偏振态)、传播方向或光束发散角等光学特性的改变实现对信号光的超快时间分辨测量。对比讨论了这些超快快门技术的工作原理和实验配置, 结果表明瞬态光束偏折快门技术相比其他快门技术具有无偏振配置要求、无相位匹配条件、超宽带光谱响应范围的特点, 在光与物质相互作用的超快动力学研究中具有更为广阔的应用前景。
光克尔效应 光开关 超快时间分辨光谱 光克尔透镜效应 瞬态光束偏折效应 optical Kerr effect optical gating ultrafast time-resolved spectrum optical Kerr lens effect transient beam deflection effect 强激光与粒子束
2016, 28(10): 101005
南开大学泰达应用物理研究院弱光非线性光子学教育部重点实验室, 天津 300457
光化学还原方法可以合成金属纳米颗粒并同时实现纳米颗粒形貌和尺寸的控制，是贵金属纳米颗粒合成领域的研究热点之一。提出了一种制备大面积表面金属光栅的方法，利用光化学还原方法合成了金纳米颗粒，并通过双光束干涉的方法在玻璃基底上沉积生成金纳米颗粒光栅，制备出具有一定耦合效率的表面等离子激元(SPP)耦合光栅。金纳米颗粒光栅结构的周期和表面起伏可以通过诱导光参数的改变得以调节。经400 ℃下半个小时的退火处理后，光栅结构变得更加光滑，其表面等离子激元激发角更接近理论值。
光学器件 光栅 金纳米颗粒 表面等离子激元 光化学还原 中国激光
2014, 41(12): 1202011
Author Affiliations
Abstract
The MOE Key Laboratory of Weak Light Nonlinear Photonics, TEDA Applied Physics School and School of Physics, Nankai University, Tianjin 300457, China
Optical transmission at 532 nm from nonabsorbing disordered porous silicon dioxide has been studied experimentally. The transmission behaviors can be adjusted by filling the pores with liquids of different refractive indics, which are analyzed based on the theory of diffusion in a weak scattering regime. In our experiment, the transmission coefficient changes from a value less than 1% to one that is greater than 75%, that is, the opaque sample becomes transparent, which means that the transport mean free path of light within the material has been effectively adjusted. In addition, this method is a useful nondestructive method to derive the refractive index of an unknown bulk porous material.
传输平均自由程 透过率 多孔二氧化硅 290.1990 Diffusion 290.4210 Multiple scattering 290.5820 Scattering measurements 120.7000 Transmission Chinese Optics Letters
2011, 9(6): 062901
