用四台阶相位板产生涡旋光束

涡旋光束的产生与应用是当前光学领域的研究热点. 利用傅里叶级数展开法分析了四台阶相位板的相位结构, 发现四台阶相位板可看作是由一系列不同拓扑荷数的螺旋相位板所组成, 用线偏振光直接照射相位板时, 将产生多级衍射光波, 各级衍射光均为不同拓扑荷数的涡旋光波, 由于多级衍射光波间的干涉导致光强分布偏离轴对称分布, 因而与涡旋光波有一定差距. 在此基础上, 提出了用四台阶相位板产生涡旋光束的新方案, 借助于Mach-Zehnder 干涉仪光路, 两块四台阶相位板产生的衍射光干涉叠加, 通过调节干涉仪光路的相位差, 使一部分衍射级干涉相消, 另一部分衍射级干涉相长, 相互加强, 从而把线偏振光转换为涡旋光束. 数值模拟计算了几种周期数不同的四台阶相位板衍射光强和角动量分布, 并与螺旋相位板进行比较, 证明用简单的四台阶相位板不仅能够获得与用螺旋相位板相同的涡旋光束, 而且可以用周期数较小的四台阶相位板产生具有大拓扑荷数的涡旋光束, 降低了制作相位板的难度.     

用波晶片相位板产生角动量可调的无衍射涡旋空心光束

本文提出了一种用波晶片产生无衍射涡旋空心光束的新方案. 根据晶体双折射的性质, 设计波晶片的厚度, 在一块晶体薄片上对o光和e光分别形成各自的四台阶相位板, 线偏振光入射到该相位板后, o光和e光衍射按强度叠加, 利用准伽利略望远镜系统聚焦, 得到近似无衍射涡旋空心光束. 光路简单, 调节方便. 在近轴条件下, 运用菲涅耳衍射理论和经典电磁场角动量理论, 数值模拟计算了周期数不同的两块波晶片相位板衍射光强和角动量的分布, 结果表明: 两块相位板都能在较长距离内产生近似无衍射涡旋空心光束, 光强和轨道角动量的分布与螺旋相位板产生的涡旋光束基本相同. 在衍射光路中加入相位补偿器, 调节o光和e光的相位差可以调节自旋角动量的大小, 从而可以调节总角动量密度和平均光子角动量的大小. 用这种空心光束导引冷原子或冷分子, 原子在与光子相互作用过程中可获得可调的转动力矩.     

空心光束的产生及其在现代光学中的应用

近年来,随着激光应用技术的发展,各种中心强度为零的激光束被相继产生,并正在形成一个新颖的所谓空心光束(也称暗中空光束)的大家族。作为激光导管、光学镊子(光钳)和光学扳手,空心光束在微观粒子(如微米粒子、纳米粒子、自由电子、生物细胞和原子或分子等)的精确、无接触操纵和控制中有着广泛的应用。本文将首先给出空心光束的定义及其参数,并详细介绍各种空心光束产生的基本原理、方法及其实验结果。其次,就空心光束的分类及其应用场合进行了简单归纳与讨论。最后就空心光束在微观粒子(包括微米粒子、纳米粒子、生物细胞和自由电子等)的光学囚禁与操控中的应用进行简要综述,并就空心光束的产生与应用及其未来研究与应用前景进行了简短总结与展望。     

聚甲基丙烯酸甲酯在纳米氧化铝表面的吸附和氢键作用

研究了聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在纳米氧化铝表面的吸附行为, 采用透射红外光谱研究了吸附的PMMA中的羰基和纳米氧化铝表面羟基之间的氢键作用. 结果表明, PMMA在纳米氧化铝表面的吸附曲线为典型的Langmuir曲线, 饱和吸附值为1.2 mg/m2, 受氢键作用影响, 键合羰基在红外光谱中的吸收峰向低波数方向移动. 根据计算, 羰基的最大键合值(即含键合羰基的甲基丙烯酸甲酯单元的总质量)为0.36 mg/m2, 其余为自由羰基. 随着吸附量的增加, 羰基的键合比例逐渐降低. 吸附达到饱和时, 羰基键合比例为0.30, 说明PMMA主要以平铺的方式覆盖在纳米氧化铝的表面.     

Propagation properties of electromagnetic fields in elliptic dielectric hollow fibres and their applications

We numerically calculate and analyse the electromagnetic fields, optical intensity distributions, polarization states and orbital angular momentum of some elliptic hollow modes in an elliptic dielectric hollow fiber (EDHF) by using Mathieu functions, and also calculate the optical potential of the blue-detuned _eHE₁₁ mode evanescent-light wave for ⁸⁵Rb atoms, including the position-dependent van der Waals potential, and discuss briefly some potential applications of our EDHF in atom and molecule optics, etc. Our study shows that the vector electric field distributions of the odd modes in the cross section of the EDHF are the same as that of the even modes and with different boundary ellipses by rotating an angle of π/2, and the orbital angular momentum (OAM) of single HE (EH) mode is exactly equal to zero, while that of dual-mode in the EDHF is fractional in h, and has a sinusoidal oscillation as z varies. The EDHF can be used to produce various elliptic hollow beams, even to generate and study various atomic vortices with a fractional charge and its fractional quantum Hall effect in atomic Bose--Einstein condensate, and so on.     

大戟属三萜类结构及生物活性*

大戟属植物在全世界分布有2000多种,对于本属植物二萜类成分及生物活性的综述报道较多,但是还未见关于三萜类化学成分及生物活性的综述报道。本文综述了该属植物各种类型三萜化合物（羊毛脂烷型、环阿尔廷烷型、大戟烷型、甘遂烷型、齐敦果烷型、乌苏烷型及羽扇豆烷型等）的化学性能以及抗肿瘤、抗炎抗菌、抗病毒等主要生物活性的研究。     

Controllable Photonic Band Gap and Defect Mode in a 1D CO2-Laser Optical Lattice

We propose a new method to form a novel controfiable photonic crystal with cold atoms and study the photonic band gap （PBG） of an infinite 1D CO2-laser optical lattice of SSRb atoms under the condition of quantum coherence. A significant gap generated near the resonant frequency of the atom is founded and its dependence on physical parameters is also discussed. Using the eigenquation of defect mode, we calculate the defect mode when a defect is introduced into such a lattice. Our study shows that the proposed new method can be used to optically probe optical lattice in situ and to design some novel and controllable photonic crystals.     

硅酸钇晶体的生长、腐蚀形貌和光谱性能研究

本文采用中频感应提拉法成功生长了未掺杂的Y2SiO5(YSO)晶体,经过定向、切割、抛光后得到样品.经过腐蚀后,利用大视场显微镜和扫描电镜在样品表面上观察到了菱形和四边形的位错蚀坑、小角晶界和包裹物等缺陷;测试了经过氢气、空气退火前后,辐照前后YSO晶体的透过谱,结果表明:YSO晶体的吸收边大约在202nm,氢气退火后在200～300nm波段透过率增加,空气退火后透过率显著降低;辐照后,氢气退火的样品在200～500nm波段透过率显著降低.     

大场景全息照相实验中若干问题的探讨

大场景、大景深全息照相术已有一些文章介绍与报道[1-3].近年来,我们初步获得了景深为250cm,场景面积为100×250cm2和视场角优于120°的广角大场景全息图[3].为进一步提高大场景全息图的质量,普及大场景全息术,从而开拓大场景的全息应用,本文对大场景全息照相实验中的若干特殊问题进行探讨,并给出相应的理论分析与实验结果. 一、场景面积与景深的扩展 一般全息照相的条件之一是物光波与参考光波的光程差小于光源的有效相干长度.对于大场景、大景深全息照相,由于光源相干长度的有限性,此程差条件尤为重要.采用光程补偿法[2,3]或选取光程差为…     

激光拉曼分光计中超低杂散光的测试

本文提出了一种测试激光拉曼分光计中超低杂散光的新方法.实验结果表明,本方法的杂散光测量限可达10~(-14)量级.