“超快光学”专题征文通知

正当今,由于化学、生物、材料等学科的研究已深入到纳米、分子和原子尺度,在这个层次上绝大多数现象都是超快过程,需要有超高时间、空间分辨能力的测试手段,即信息的超快速获取手段,才能开展研究。以高速摄影和超短脉冲激光为代表的信息的超快速获取是当前信息科学的前沿,在信息、材料与高能量密度物理等领域中具有强烈的渗透性和带动性。     

“超快光学”专题征文通知

正当今,由于化学、生物、材料等学科的研究已深入到纳米、分子和原子尺度,在这个层次上绝大多数现象都是超快过程,需要有超高时间、空间分辨能力的测试手段,即信息的超快速获取手段,才能开展研究。以高速摄影和超短脉冲激光为代表的信息的超快速获取是当前信息科学的前沿,在信息、材料与高能量密度物理等领域中具有强烈的渗透性和带动性。     

分子组装体的谱学研究

红外光谱、拉曼光谱、荧光光谱、紫外可见吸收光谱等是研究结构的主要手段。由于振动光谱得到的是力常数的信息 ,因而可以直接获得分子内、分子间键的信息 ,电子光谱则可以获取体系电子结构的信息 ,因而是分子组装体研究的重要方法手段。然而分子光谱也有其自身的限制 ,由于需要了解单层膜、单层膜与基底、单层膜与多层膜之间相互作用的信息 ,这些体系由于样品量小、信号弱 ,因此需要建立相应的适用于分子组装体的高灵敏度的特殊检测方法和实验技术 ,并发展分析分子间弱相互作用的光谱分析理论。本文综述了吉林大学超分子结构与谱学开放实验室近几年在超薄膜谱学方面的研究工作和进展。     

信息超材料研究进展

超材料是物理和信息领域的研究热点之一,本文主要介绍信息超材料的研究进展.不同于传统超材料的等效媒质参数表征,信息超材料由物理单元的数字编码来描述,通过控制不同的编码序列来实时地调控电磁波,进而实现超材料的现场可编程功能.由于在超材料的物理空间上构筑起数字空间,因此可在超材料的物理平台上直接处理数字信息,实现了信息系统微波射频和数字信息处理的统一.本文系统介绍数字编码超材料、现场可编程超材料及信息超材料的基本概念及其调控电磁波的能力.结合其数字表征的特点,重点介绍定量描述信息超材料信息量的信息熵、对波束进行搬移的卷积定理、以及对多个波束进行独立调控的加法定理.最后,展示了基于信息超材料的可编程全息成像、新架构微波成像和无线通信系统,实现了超材料的系统级应用.     

慢正电子束流技术在金属/合金微观缺陷研究中的应用

正电子湮没谱学技术是研究材料微观结构非常有效的一种核谱学分析方法, 主要用于获取材料内部微观结构的分布信息, 特别是微观缺陷结构及其特性等传统表征方法难以获取的微观结构信息. 近年来, 在慢正电子束流技术快速发展的基础上, 正电子湮没谱学技术在薄膜材料表面和界面微观结构的研究中得到了广泛应用. 特别是该技术对空位型缺陷的高灵敏表征能力, 使其在金属/合金材料表面微观缺陷的形成机理、缺陷结构特性及其演化行为等研究方面具有独特的优势. 针对材料内部微观缺陷的形成、演化机理以及缺陷特性的研究, 如缺陷的微观结构、化学环境、电子密度和动量分布等, 正电子湮没谱学测量方法和表征分析技术已经发展成熟. 而能量连续可调的低能正电子束流, 进一步实现了薄膜材料表面微观结构深度分布信息的实验表征. 本文综述了慢正电子束流技术应用研究的最新进展, 主要围绕北京慢正电子束流装置在金属/合金材料微观缺陷的研究中对微观缺陷特性的表征和表面微观缺陷演化行为的应用研究成果展开论述.     

光谱分析技术在作物生长信息检测中的应用研究进展

获取作物的相关生长信息可以预测作物的生长和健康状态,是实现作物生产管理智能化的基础。植物的生长信息获取技术主要包括利用其电学特性、光学特性和机器视觉技术等,随着光谱技术的发展,近红外光谱技术、多光谱技术和高光谱技术在作物生长信息的获取应用上开始大量应用,并显示了其分析速度快、效率高、成本低、无需制备样品等优点,已成为一种快速、无损的现代分析技术。文章介绍了国内外运用光谱分析技术在作物生长信息获取上的研究情况,并分析了该技术应用于作物生长信息获取时尚存在的问题和今后的研究方向,提出了进行作物生长实时、智能化管理的必要性,需要加快研制相关的光谱自动分析设备,提高作物生长信息获取的速度,最后指出了结合机器视觉技术、红外成像技术、光谱分析技术等多种技术进行作物生长多种信息获取是未来发展的趋势。     

光谱分析技术在烟草和食品领域中的应用

光谱分析技术以其简便、快速、高精度和无损测定等优越性,成为获取烟草和食品信息的重要手段.国内相关研究起步较晚,在近几年内,才涌现出了大量的有关烟草和食品研究报告,研究的范围也渐趋广泛,并综合分析了烟草成分测定、食品真伪鉴别、食品的定性鉴别的应用.因此,光谱分析技术的应用前景是非常广泛的,值得深入研究.     

固体核磁共振谱学研究层状双氢氧化物（英文）

层状双氢氧化物(LDHs)作为一类非常重要的无机超分子材料,已经被广泛应用于催化、离子交换、生命科学等众多领域.固体核磁共振谱学是研究层状双氢氧化物局域结构和动态特征的一种强有力手段,提供了非常丰富的信息.特别是最近,借助固体核磁共振在探索层状双氢氧化物的结构方面取得了非常重要的进展(如:阳离子的有序性信息).该文主要介绍了最近40年来固体核磁共振研究层状双氢氧化物方面的重要进展.     

固体核磁共振谱学研究层状双氢氧化物

层状双氢氧化物(LDHs)作为一类非常重要的无机超分子材料,已经被广泛应用于催化、离子交换、生命科学等众多领域．固体核磁共振谱学是研究层状双氢氧化
物局域结构和动态特征的一种强有力手段,提供了非常丰富的信息．特别是最近,借助固体核磁共振在探索层状双氢氧化物的结构方面取得了非常重要的进展（如：阳离子的有序性信息）．该文主要介绍了最近40 年来固体核磁共振研究层状双氢氧化物方面的重要进展．     

激光全息光刻技术在微纳光子结构制备中的应用进展

微纳光子结构研究随着光子学、半导体物理学及微加工技术的发展而逐渐蓬勃开展,并在其结构、理论、制备技术等方面取得了系列进展。受限于目前的微加工技术水平,要成功制备大尺度、高质量的光子材料仍然存在着一定挑战。激光全息光刻技术作为一种简便快捷的微结构制作技术已经发展成为一种经济快速制作大面积微纳超材料及光子晶体模板的重要手段。介绍了激光全息光刻技术的原理,详细阐述了该技术在制作三维面心立方、木堆积结构、金刚石结构光子晶体以及光学周期类准晶、手性超材料、周期性缺陷结构等微纳光子结构中的应用研究进展。激光全息光刻技术成功制作微纳光子结构为光子材料在更多领域的广泛应用提供了基础和方法。     

超构表面的振幅调控及其功能器件研究进展

超构表面是一种具有亚波长特征尺寸的人工平面结构材料,可以在亚波长尺度上对入射电磁波的振幅、相位、偏振、频率、光谱等参量进行精密且灵活的调控,近年来备受关注。振幅是光波的基本参量之一,本文将从振幅调控的角度出发,对基于超构表面材料的振幅调控机理进行分析,主要包括通过改变纳米结构的尺寸和方向角对振幅进行调控,同时对基于振幅调控超构表面的功能器件的研究现状及其应用场景进行总结和讨论。研究表明,振幅调控超构表面具有设计灵活、加工简单、功能强大、可与其他参量调控相融合等特点,其在高分辨率图像显示、高密度信息存储、信息加密、信息复用、光束整形、光信息处理和安全防伪等诸多领域具有重要的研究价值和广阔的应用前景。     

非线性光学超构表面：基础与应用

光学超构表面是一种由亚波长尺度的超构单元在面内排布而构成的准二维人工结构材料。研究人员可以通过选择超构单元的材料组成、几何形状对光的振幅、偏振、相位和频率等光场自由度进行灵活调控。聚焦于超构表面在非线性光场调控领域的原理与应用。首先,概述了非线性晶体到非线性超构表面的发展历程。然后,讨论了对称性和几何相位在非线性光学超构表面中的重要作用。最后,介绍了非线性光学超构表面在波前调控、量子信息处理和太赫兹波的产生与调控等领域中的应用。     

铁磁合金的快速磁化

由于磁性材料在存储以及其他方面的应用正在向更快速和更小型化方向推进,因此了解固体的物理特性,其中包括电子、光子和声子间的相互作用是极为重要的一个方面．由同步辐射光源产生的x射线是获得超快时间尺度下各种元素具体信息的唯一手段。     

人工表面等离激元超材料

以微带为代表的传统微波传输线无法精细操控电磁模式,因此传统电子信息系统在空间耦合、动态响应和性能鲁棒性等方面存在瓶颈。人工表面等离激元(SSPP)超材料可打破上述瓶颈,是光学与信息领域的研究热点之一。人工表面等离激元超材料是一类模拟光频段表面等离激元特性的新型超材料,可在微波和太赫兹频段精细操控表面波,具有与平面电路相似的构型特性,可用于制备下一代集成电路的基础传输线。人工表面等离激元分为传输型和局域型两类。传输型人工表面等离激元超材料始于三维立体结构,后发展成超薄梳状金属条带构型。学者们构建了以其为基础的微波电路新体系,研制了人工表面等离激元滤波器、天线、放大器和倍频器等典型的无源和有源器件,并将其集成为可实现亚波长间距多通道信号非视距传输的无线通信系统。人工局域表面等离激元(SLSP)超材料也经历了从三维立体构型到超薄构型的发展历程,并通过螺旋构型、链式构型、高阶模式和杂化模式等为电磁波的亚波长尺度调控提供了更多自由度。系统讨论了人工表面等离激元超材料在微波电路中的相关理论和应用,包括人工表面等离激元超材料的基本概念、构型发展、无源/有源器件以及无线通信系统。     

虚拟超谱图技术的可行性验证

为验证虚拟超谱图在探测生物体内部成分和结构信息的可行性,搭建虚拟超谱图系统并以苹果为材料进行实验。通过三组实验:(1)对比检测正常苹果与掺有杂质苹果的虚拟超谱图;(2)对比检测苹果切片与切片中嵌有红色滤光片的虚拟超谱图;(3)检测苹果、掺杂质苹果、苹果切片和切片中嵌有滤光片四种情况下反射光谱。实验结果表明虚拟超谱图可以探测到苹果内部成分和结构的变化,且比反射光谱能得到更多的内部信息,并为今后应用于人体检测提供了有力的佐证。虚拟超谱图可以实现多信息及多信息交叉系统的、同步的检测,为生物信息检测提供新思路,有望为体内疾病临床快速检查提供更多依据。     

体表组织内高谱图:成分信息和结构信息同步检测新技术

利用光学手段对体表组织信息的检测主要有光谱技术(OST)和光学相干层析技术(OCT),OST以无创、快速和灵敏的特点用于化学成分分析;OCT因其高分辨率、断层成像的特点,在组织结构探测上研究广泛.但两种技术只注重单一光谱或图像信息的获取和分析,缺乏多元性和系统性,对组织成分和位置的探测不足,使得临床应用具有局限性.基于...     

各向异性三维非对称双锥五模超材料的能带结构及品质因数

五模超材料是一类可以解除剪切模量的人工固体微结构,具有类似流体的性质,在声波调控中有着潜在的应用.声学变换作为声波调控的一种重要手段,在超材料声学器件的设计中被广泛使用.声学变换的引入会压缩均匀各项同性五模超材料.因此,需要研究各向异性对三维非对称双锥五模超材料带隙及品质因数的影响.本文利用有限元方法,对各项异性三维非对称双锥五模超材料的能带结构及品质因数进行了研究.研究结果表明,三维非对称双锥五模超材料单模区域的相对带宽随着各向异性的增大而减小,第一带隙的相对带宽增大到123%,品质因数增大到6.9倍.本研究可为声学变换在三维非对称双锥五模超材料中的应用提供指导.     

声学超材料与超表面研究进展

声学超材料是一种人工设计结构的材料,具有超越自然界材料行为的特性,如负折射、反常多普勒效应、平面聚焦等.本文主要介绍了声学超材料近二十年来的相关研究进展,重点论述了超原子声学超材料、超分子声学超材料、超原子簇和超分子簇声学超材料.最后简要介绍了近五年来声学超表面的研究概况和发展趋势.     

复合超硬材料的高压合成与研究

复合超硬材料作为一种性能优异的结构材料,被越来越广泛地应用于切削加工、油气钻探等领域.目前大部分复合超硬材料是通过高温高压方法制备.本文主要介绍了近年来复合超硬材料的高压合成与研究取得的成果和进展,重点包括纳米、亚微米、微米聚晶金刚石与立方氮化硼、立方相氮化硅-金刚石超硬复合材料以及金刚石-立方氮化硼超硬合金(复合)材料等,这些新型的复合超硬材料已经被成功合成,各种性能检测表明这些复合超硬材料的硬度、热稳定性等主要性能已明显超越传统超硬材料,可成为有广阔应用前景的新一代复合超硬材料.文中还介绍了近些年研究复合超硬材料出现的一些新的思路、方法与途径,并对复合超硬材料的进一步研究做出了展望.     

基于波谱技术的茶树生长与茶叶品质信息快速检测研究进展

波谱技术快速获取茶树生长和茶叶品质信息对提高茶叶生产信息化、产业化水平,保障茶叶品质和安全具有重要意义。阐述了波谱技术在茶树生长和茶叶品质信息快速检测的研究进展和发展趋势。重点介绍了红外光谱,荧光光谱、拉曼光谱、质谱等在茶树生长信息获取(氮、叶绿素、病虫害信息等)、茶叶品种分类、茶叶分级、茶叶内部品质检测(茶多酚、儿茶素、咖啡碱、氨基酸、农药残留等)、茶饮料和加工品的品质检测以及相关检测设备等方面的研究进展和应用情况,简述了茶树生长信息获取方法、传感仪器和产业化应用的研究和发展趋势。选择合适的预处理和化学计量学方法能有效增加模型效果,减少冗余数据,为基于波谱技术便携式仪器的开发提供可能。基于波谱技术便携式仪器和在线检测仪器开发仍是今后实现该技术应用和推广的重点。首次介绍了波谱技术在茶叶生产加工领域的应用成果和研究进展,涵盖茶树生长、茶叶加工、茶叶和茶加工品品质安全等多方面内容,并论述波谱技术在茶叶产业应用存在问题和将来发展趋势。