1 郑州航空工业管理学院材料学院, 河南郑州, 450046
2 郑州大学物理学院(微电子学院), 河南郑州, 450001
光散射中的anapole态是纳米光子学领域的一种独特的光学现象, 可以用Mie理论以及多极展开理论进行分析。对于最常见的一阶电anapole态, 其可以看做是由笛卡尔坐标系下电偶极矩和环偶极矩的干涉相消产生, 具有典型的远场散射抑制和近场增强性能。本文首先对anapole态的基本概念和理论进行阐述, 其次对激发anapole态的微纳结构进行总结, 最后结合anapole态独特的光学特性, 对其在近场增强、非线性光学、激光等方面潜在的光子学应用和最新研究进展进行了讨论和展望。
anapole态 Mie理论 超材料 近场增强 光学非线性 纳米激光器 anapole state Mie theory metamaterial near-field enhancement optical nonlinearity nanolaser
1 滨州学院,山东省航空材料与器件工程技术研究中心，滨州 256603
2 郑州大学物理工程学院,材料物理教育部重点实验室,郑州 450052
采用传统的固相法合成了近零膨胀氧化物功能陶瓷材料Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7，用X射线衍射(XRD)、Raman光谱和热膨胀法对Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7的热膨胀系数、各向同性和相变进行了测试，通过Hf4+/P5+共掺杂使得材料具有较低的热膨胀系数，研究发现合成的Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7具有Pa3立方相结构，从334 K附近到673 K较宽的温度范围内的线性热膨胀系数为-1.56×10-6 K-1，表现出稳定的近零热膨胀特性。由于固溶体内部微结构的影响造成膨胀仪实验结果与变温X射线衍射结果存在一定的差距。Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7具有的近零膨胀特性为通过负热膨胀材料合成膨胀系数可控的材料提供了基础。
近零膨胀 相变 热膨胀系数 各向同性 固相法 拉曼光谱 near zero thermal expansion Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7 Zr0.5Hf0.5V1.4P0.6O7 phase transition coefficient of thermal expansion isotropy solid-state method Raman spectrum
1 郑州大学，物理工程学院，河南 郑州 450001
2 中国农业大学，食品科学与营养工程学院，北京 100083
生命体中大部分生物分子都具有手性。生物分子的手性构象与等离激元纳米晶的局域表面等离激元共振(LSPR)通过偶极子-偶极子耦合作用，在其LSPR的位置会诱导出一个新的圆二色吸收光谱，具有这种光学活性的等离激元纳米晶称为手性等离激元纳米晶。手性等离激元纳米晶的光学响应信号的稳定性和可重复性都比较高，广泛应用在生物传感、化学传感、圆偏振器、光催化、癌症治疗等领域。手性等离激元纳米晶的制备技术一直是该领域的研究热点。然而，通过将手性分子直接吸附在等离激元纳米晶表面的方式所诱导的手性光学响应信号非常弱，故本综述聚焦于手性等离激元纳米晶的其他制备技术，包括通过手性分子或者软模板组装技术获得手性等离激元超结构；湿化学法将手性分子嵌入到单个纳米晶当中制备出核-壳型手性等离激元纳米晶，或者将手性分子的手性构象传递到无机纳米材料的结构当中制备出单个螺旋型手性等离激元纳米晶等。基于目前对手性等离激元纳米晶的最新研究进展，对其纳米制备技术作了进一步的总结和展望。
手性等离激元纳米晶 分子/软模板组装 核-壳型手性等离激元纳米晶 螺旋型手性等离激元纳米晶 手性光学活性 Chiral plasmonic nanocrystals Molecular/soft template assembly Core-shell chiral plasmonic nanocrystals Helical chiral plasmonic nanocrystals Chiroptical activity
郑州大学 物理工程学院, 河南 郑州 450001
针对光场深度估计过程中数据量大、边缘处深度估计结果不准确问题, 利用压缩感知原理重建光场, 提出一种新的多信息融合的光场图像深度估计算法。利用压缩感知重建算法重建5×5视角光场数据, 获取光场数据后首先移动子孔径实现重聚焦, 然后利用角度像素块散焦线索和匹配线索计算出场景初始深度和置信度。计算图像边缘信息, 通过融合初始深度、置信度、边缘信息获取最终深度。实现压缩光场仿真重建, 并对仿真光场数据和公开光场数据进行深度估计, 实验结果表明: 可以仿真重建出5×5视角光场数据, 且仿真重建的光场可用于深度估计。该深度估计算法在场景边缘处的深度估计结果边界清晰, 层次分明, 验证了重建光场深度估计的可行性与准确性。
应用光学 深度估计 压缩感知 光场重建 applied optics depth estimation compressed sensing light field reconstruction
由于散射介质的散射特性, 入射光通过散射介质后相干性受到破坏形成散斑场, 使得传统光学成像系统无法聚焦探测内部物体的信息。根据波前整形原理, 通过反馈优化算法调控入射光束的相位, 在目标位置处将散斑调制为聚焦光斑, 光强增强。基于此方法, 在实验上搭建实验平台, 对空间光调制器(SLM)的每个像素加载系列等间隔相位, 一次采集多幅散斑图像, 应用局部最大优化算法实现对光束任意点聚焦, 并提出了一种得到不同大小区域的均匀的聚焦光斑的新方法, 为实现聚焦平面内的目标成像提供了新思路。
散射介质 聚焦 相位调制 反馈波前整形 scattering medium focusing phase modulation feedback wavefront shaping
指纹携带有人类的特殊信息,是最重要的个体特征之一。快速、清晰的指纹识别和提取对于刑事侦探、公共安全等领域具有重要的意义。金属纳米颗粒在暗场下对光具有强烈的散射作用,本文利用这一散射特性来研究指纹成像。在暗场成像条件下,当指纹和金属纳米颗粒相结合,金属纳米颗粒的散射性能呈现出指纹细节特征。这一特性为指纹的提取提供一种新方法,该方法可实现快速、简单的指纹信息提取,避免了化学方法对指纹细节信息的破坏。
暗场成像 散射 金属纳米颗粒 指纹识别 dark field imaging scattering metal nanoparticles fingerprint recognition
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
2 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
3 School of Optoelectronic Information, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China
We propose axial line-focused spiral zone plates (ALFSZPs) for generating tightly focused X-ray vortex beams with ultra-long depth of focus (DOF) along the propagation direction. In this typical design, compared with the conventional spiral zone plates (SZPs) under the same numerical aperture (NA), the DOF of ALFSZPs has been extended to an ultra-length by optimizing the corresponding parameters. Besides, it also exhibits lower side lobes and smaller dark cores in the whole focus volume. The diameters of dark cores increase as the topological charge value increases.
050.1220 Apertures 050.1940 Diffraction 050.1965 Diffractive lenses Chinese Optics Letters
2018, 16(8): 080501
光场成像作为一种应用广泛的计算成像方法,其研究仍局限于电磁波谱中的可见光波段。因此,提出基于相机阵列的红外光场成像方法。首先利用单台被动红外相机移动到同一平面的不同位置分别对同一静态目标场景成像,获取原始红外图像序列,经平移视差校正后生成红外光场数据库;然后基于光场渲染理论,获得重采样图像。与只记录二维位置信息的传统红外成像比较,红外光场成像能够记录包含位置和方向的四维信息。实验结果表明,该法能够融合多幅低信噪比的图像获得一幅信噪比提高的重采样图像,通过孔径叠加平均可实现穿透遮挡物成像,通过选取不同深度值进行重采样可实现红外场景不同深度的数字重聚焦,使红外成像在**和民用领域更有应用价值。
成像系统 红外图像 红外光场成像 光场渲染 相机阵列 数字重聚焦
郑州大学 物理工程学院材料物理教育部重点实验室,郑州450001
电磁诱导透明是在介质中由不同的入射光诱导产生的量子干涉效应。它以其独特的物理现象,在量子通信和非线性光学应用中具有重要的地位。近年来,人工超材料发展十分迅速,并成为等离子体学领域的一个研究热点。超材料可以很好地调控其物理结构和特性,而且降低了对电磁诱导透明实验条件的要求,模拟出类似于电磁诱导透明的现象即等离激元诱导透明。本文介绍等离激元诱导透明的工作原理,总结实现等离激元诱导透明的几种结构,以及等离激元诱导透明的研究现状,为微型传感器的应用以及等离激元诱导透明结构的设计提供依据。
电磁诱导透明 等离激元诱导透明 超材料 相消干涉 electromagnetically induced transparency plasmon induced transparency metamaterials destructive interference
郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,郑州 450052
Fano共振效应是一种具有非对称线型的共振散射现象,起源于共振过程和非共振过程的量子干涉效应。近年来,在等离子体纳米结构中Fano共振现象也被发现,并成为纳米光子学的一个研究热点。等离子体Fano共振通常具有较窄的光谱线宽,且不能直接与入射光耦合,只能局域在近场,强的近场局域特性可以获得巨大的表面电磁场增强。由于等离子体Fano共振独特的光学特性,已经被应用到单分子探测、高灵敏度传感、增强光谱、完美吸收、电磁诱导透明和慢光光子学器件等众多领域当中。
Fano共振 等离子体纳米结构 纳米光子学 Fano resonances plasmonic nanostructures nanophotonics
