光信息专业开放实验的探索与实践

中山大学理工学院光信息实验室推行开放实验教学模式改革,实行实验室管理与学生的自我管理相结合的管理模式,研究了实验室开放与管理办法。从扩展开放实验选题来源、提升开放实验研究和管理水平以及提高学生自主学习能力和探索创新能力入手,逐渐形成渐进、持续、开放的实验发展路线,积累了开放实验教学改革经验。     

光镊系统的组建及光阱效应的观察

光镊是美国科学家Arthur Ashkin于1986年发明的,现被用来操控微小粒子和作为微小力的传感器.随着光镊技术的不断发展,光镊在生物大分子的操控和生物大分子生命过程中动力学研究方面发挥着巨大作用.本文介绍了光镊的工作原理,以及如何利用实验室现有条件,以较低成本搭建了一个简化的光镊系统,并观察了光镊对几种微小粒子的捕捉情况,证实了光阱有一定的作用范围,且其捕获能力随微粒尺寸增大而减小.     

皮秒双脉冲LA-LIBS对合金样品的微损元素分析

研究了基于一台皮秒Nd∶YAG激光器实现合金样品的双脉冲激光剥离-激光诱导击穿光谱(LALIBS)微损元素分析。实验采用低能量的532nm二倍频激光烧蚀并剥离出微量样品,然后采用较高能量的延时1064nm激光对剥离出的样品进行二次激发,以增强等离子体中的原子辐射强度和提高光谱检测灵敏度。实验分别研究了烧蚀激光脉冲和二次激发光脉冲的能量对信号强度的影响。在烧蚀激光脉冲能量为10μJ,二次激发光脉冲能量为2.5mJ的条件下,LA-LIBS中CuⅠ324.75nm原子谱线的强度与单脉冲LIBS相比改善了86倍,激光烧蚀坑洞的直径小于10μm。研究表明:基于一台皮秒Nd∶YAG激光器,采用双脉冲LA-LIBS技术可以较好地实现对固体样品的微损元素分析。该技术在贵重样品分析和高空间分辨的二维元素显微分析中具有一定的应用价值。     

扩芯光纤原理及其在光器件耦合中的应用

介绍了两种可以增大单模光纤模场直径并出射准直平行光束的扩芯光纤(ECF)的原理和制作方法。分析了单模光纤熔接渐变折射率多模光纤法通过改变渐变折射率多模光纤的长度和自聚焦参量实现模场扩大缩小的原理，制作的扩芯光纤模场直径扩大到16．6μm，出射光束平行效果较好，轴向耦合容限比单模光纤扩大了近6倍。加热扩芯光纤则是通过控制加热温度和加热时间直接使单模光纤掺杂物质发生扩散，从而实现扩束和光束准直，模场直径达到15．4μm，横向、轴向耦合容限都比单模光纤有很大提高。因此扩芯光纤可以简化单模光纤的耦合对准过程，用来制作新型的单模光纤或掺铒光纤连接器，也可以用于其它光器件中与单模光纤的准直。