微流芯片中消逝波激励的荧光辐射特性研究

将石英裸光纤植入聚二甲基硅氧烷基片的微流道中,采用沿光纤轴向光抽运、消逝场激励染料分子的方式,在基片微流道中获得均匀的荧光辐射.实验发现,荧光辐射的强度随光纤轴向距离的增加而衰减,光纤包层溶液折射率越大,荧光沿光纤轴向的衰减越突出;包层溶液中染料浓度越大,荧光沿光纤轴向的衰减也越突出;通过选择适当的包层溶液折射率以及染料浓度可以获得沿光纤轴向接近均匀的荧光辐射.用消逝波激励荧光的辐射理论计算了荧光光强沿光纤轴向的变化,计算结果与实验符合较好.在此基础上,设计并制作了一种具有三个通道的聚二甲基硅氧烷基片,通过在三个微流道中分别注入染料浓度均为0.1 mmol的罗丹明640、罗丹明B及罗丹明6 G的乙醇染料溶液,采用沿光纤轴向消逝波光激励方式,在一块聚二甲基硅氧烷基片上同时实现了三个不同波段的荧光辐射.     

受抑全反射的微波实验研究

首先回顾了受抑全反射的历史背景和广泛的应用价值,然后分析了受抑全反射的理论机制,得到相应的倏逝波透射率公式;并且建立了一套简单的实验装置系统,研究了受抑全内反射(FTIR)的透射率和空气薄膜厚度、偏振方向之间的关系.所得结果和理论分析符合的很好.     

采用消逝波干涉的二维表面微光阱阵列

提出了一种采用两套超大红失谐消逝波干涉和一束蓝失谐消逝波光场来实现原子二维表面微光阱阵列和原子有效强度梯度冷却的新方案,得到了二维表面微光阱阵列的光强分布和光学势分布.研究发现,二维表面微光阱阵列中微光阱的光学势能够有效地囚禁从标准磁光阱中释放的冷原子,并且被囚禁的冷原子能在蓝失谐消逝波光场的作用下产生有效的强度梯度Sisyphus冷却,对⁸⁷Rb原子而言,原子温度能被冷却到2.56μK.该方案在冷原子物理、原子光学和量子光学领域中有着广阔的应用前景. 关键词： 消逝波干涉 微光阱阵列 原子囚禁 强度梯度冷却     

重力光学势阱中消逝波冷却原子的蒙特卡罗研究

讨论了三能级原子在消逝波光场作用下的Ｓｉｓｙｐｈｕｓ冷却和几何冷却机制,通过蒙特卡罗（Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ）方程分别模拟了消逝波光场在方锥形势阱和圆锥阱两种情况下对原子冷却的动力学过程,并计算了原子在不同的失谐量、激光功率及消逝波的判断宽度下的冷却情况。结果表明,增大消逝波的激光功率能有效地减少原子的损耗,但对冷却结果影响不大;而消逝波的判断宽度不够宽时,结果偏差较大;对于方锥形势阱,失谐量趣小     

消逝波激励的双波段光纤回音壁模式激光辐射

将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中后构成圆柱形微腔.采用轴向光抽运消逝波激励激光增益的方式,使增益区域局限在圆柱形微腔回音壁模式的模场区域内,由此显著地提高了抽运效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.在一根石英光纤的轴向分段填入浓度同为2×10^-3mol/L的罗丹明6G和罗丹明B乙醇溶液,在567—576nm 和592—600nm的两个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射;分段填入浓度为8×10^-4和8×10^-3mol/L的罗丹明B乙醇溶液, 关键词： 消逝波激励 圆柱形微腔 回音壁模式 双波段激光辐射     

一种演示正弦-高登方程孤立波的新方法

正弦-高登方程对应的孤立波在非线性物理学中占有重要地位,但它不像孤立水波那样容易产生,它通常发生在微观领域.本文通过一种宏观装置近似演示正弦-高登方程孤立波,在理论上证实了该波为孤立波,研究了该孤立波的稳定发生、波速与碰撞等方面的性质.     

自旋—轨道耦合下冷原子的双反射

随着中性冷原子气体的人造自旋-轨道耦合的实验实现,近年来人们开始关注与之相关的可能应用,其中包括自旋-轨道耦合下原子反射镜的研究.本文在前人研究的基础上,考虑一束自旋-轨道耦合的冷原子气体入射到有限高势垒的情形,通过将部分反射和全反射情况进行对比,发现了与之前研究不同的性质.我们发现,在全反射条件下,反射原子的极化率随入射角变化较大,而随自旋-轨道耦合强度和原子入射能量的变化较小.但在发生部分反射的情况下,反射原子的极化率不仅随入射角变化较大,随自旋-轨道耦合强度和原子的入射能量变化也十分明显.我们仔细研究了自旋-轨道耦合原子气体的反射性质并讨论了其可能的应用.     

采用四根单模光纤束实现消逝波原子(或分子)波导的理论分析

提出了一种利用四根亚微米单模光纤束实现冷原子(或冷分子)波导的新方案，计算了四光纤束内空心区域的消逝波光场及其光学囚禁势.研究表明这种蓝失谐的空心消逝波光场同样可用于实现冷原子(或冷分子)的激光波导，而且与传统的中空光纤原子波导方案相比，不仅简单方便，造价低廉，而且更容易实现冷原子物质波的高效单模波导. 关键词： 单模光纤 消逝波 原子(或分子)波导     

一种新型液-液界面全内反射分光光度测定装置

设计了一种简便的适用于油相密度大于水相 (水上油下 )的液 -液界面全内反射分光光度测定装置。入射光经过棱镜折射和油水界面反射后 ,再经过比色皿底部的玻璃 -空气界面反射回油 -水界面 ,如此反复一定次数后 ,最后经棱镜折射进入检测器。发生全反射的次数可以通过改变油 -水界面的高度来调整 ,以获得适当的灵敏度。利用本装置测定了金胺 O在 CCl4/ H2 O界面的吸收光谱 ,并与在溶液中的情况进行了比较。     

基于棱镜型消逝场耦合增强拉曼/荧光原位光谱检测系统

为解决单一技术在表界面过程研究中的局限性,发展多技术协同配合的综合探测装置具有重要意义。该研究使用Kretschmann棱镜激发银膜表面等离激元极化子(SPP),并在银膜表面修饰具有拉曼及荧光活性的目标分子。利用分子对表面电磁场的散射和吸收,将近场的能量重新发射到远场,实现探测。基于该技术,搭建了一套原位融合表面等离激元共振(SPR)光谱、表面增强拉曼散射(SERS)、表面等离激元增强荧光的检测系统,用于实现高灵敏的表界面事件监控及光谱分析功能,并以Cy5.5@SiO₂@AuNP@4MBA荧光拉曼双探针为标准样品对仪器功能进行验证。该装置在动态调控等离激元器件,生物传感与检测,界面光电催化等领域均有很多潜在应用。     

全内反射荧光显微术

全内反射荧光显微技术是当今世界上最具前途的新型生物光学显微技术之一，可以用来实现对单个荧光分子的直接探测。它利用全内反射产生的隐失波照明样品，使照明区域限定在样品表面的一薄层范围内，因此具有其它光学成像技术无法比拟的高的信噪比和对比度。近上来，已被生物物理学家们广泛应用于单分子的荧光成像中。本文系统的介绍了全内反射荧光显微技术的原理。国内外的发展和现状及其在生物学上的应用，并对其未来做了展望。     

入射光的偏振特性对全内反射荧光显微术中荧光激发的影响

基于麦克斯韦的电磁场理论，研究了在全内反射荧光显微术中不同偏振态的入射光所产生的 不同偏振的隐失场以及对不同取向的荧光分子荧光发射的影响.理论分析结果表明，p偏振的 入射场将产生椭圆偏振的隐失场，s偏振的入射场将产生s偏振的隐失场.随着荧光分子三维 取向的不同，这两种隐失场的激发荧光效率也将不同，由此引起荧光发射强度的各向异性分 布.据此特性，可以实现对膜表面分子三维取向的成像. 关键词： 全内反射 荧光显微术 隐失波 偏振态     

利用全反射原理测定水的折射率

介绍一种利用全反射原理测定水的折射率的方法。实验中利用He-Ne激光束在水底产生点光源,根据全反射原理对水底的暗影和水深进行测量,求出水的折射率。     

隐失驻波全内反射荧光显微术的数值计算

从理论上详细计算了在全内反射的条件下，两束入射光产生的隐失干涉场(即隐失驻波)的强度分布，并分析了其不同于传统传播波干涉场的特点。同时使用数值模拟证明了利用隐失干涉场，即隐失驻波的激发方式，可以提高系统的分辨力，在横向实现超经典分辨的荧光成像。具体的分析表明，两束光以相等的角度入射，同时振幅相等，偏振态相同，所形成干涉条纹的反衬度最高，此时成像系统的有效点扩展函数最优化；入射介质1的折射率越大，隐失干涉场的空间周期越短(空间频率越高)，其对应的调制点扩展函数中心瓣的半峰全宽越小，可能分辨更小的物体，但同时旁瓣的强度也增强，最终成像的分辨力受两者的共同制约。     

各种晶体界面上的全反射

本文研究了晶体界面上的全反射.我们如何计算迅衰波的复折射率、复折射角和复电场矢量.还研究了全反射时的反射和透射系数.这一方法既能应用于晶体-晶体界面,也能应用于各向同性媒质-晶体界面.晶体可以是双轴的,也可以是单轴的.晶体主轴的方位可以是任意的.所以它是研究晶体界面上全反射的一般方法.     

全反射X射线荧光分析法测定微量硒

本文叙述了用全反射X荧光分析方法测定溶液中微量硒的实验装置、制样技术和测定方法。介绍了ng/mL级硒的测定结果,并对全反射X荧光分析技术中的一些问题进行了讨论。     

全内反射荧光显微术

全内反射荧光显微技术是当今世界上最具前途的新型生物光学显微技术之一 ,可以用来实现对单个荧光分子的直接探测。它利用全内反射产生的隐失波照明样品 ,使照明区域限定在样品表面的一薄层范围内 ,因此具有其它光学成像技术无法比拟的高的信噪比和对比度。近年来 ,已被生物物理学家们广泛应用于单分子的荧光成像中。本文系统的介绍了全内反射荧光显微技术的原理、国内外的发展和现状及其在生物学上的应用 ,并对其未来做了展望。     

驻波法测超声波的波速

本文介绍了驻波法测超声波的波速的原理和方法。     

用衰减全反射(ATR)及拟合法对固体表面物理性质的研究

提出了一种利用光学中全反射衰减特性及拟合法对介质上蒸镀的金属薄膜物理性质进行研究的方法,并运用该方法对金属薄膜的厚度和复介电常量进行了精确测定,该方法是研究固体表面物理的一种有效的方法和技术.     

广义传播矩阵法分析分层各向异性材料对电磁波的反射与透射

在实验室坐标系下由Maxwell旋度方程出发构造了横向场的状态矢量和耦合矩阵,讨论了各 向异性介质中的特征波.通过引入横向场的传播矩阵,进而得到分层各向异性介质的反射系数和透射系数的解析表达式.该式可以适用于一般情况,包括分层单轴各向异性材料和回旋介质,以及半空间各向异性介质的反射和透射问题. 关键词： 广义传播矩阵 各向异性介质 反射与透射