光学成像法和穿孔法测量飞秒激光焦斑特征

超短超强激光焦斑参数的精确测量是深入开展精密物理实验的前提。在SILEX-Ⅰ激光装置上,采用光学成像法和穿孔法测量了μJ级能量下的激光焦斑特性,采用光学成像方法得到了激光主瓣大小及能量集中度信息,通过穿孔法得到了激光能量透过率与不同大小孔径的关系曲线,并对两种方法得到的测量结果进行了比对研究。研究结果表明,光学焦斑测量法和穿孔法都可以比较准确地反映激光焦斑的能量分布情况,得到的能量分布偏差小于10%。     

基于脉冲串飞秒激光的血凝块消蚀效果研究

脉冲串飞秒激光在工业精密加工中展现出低热高效的特性,有望为血栓清除技术提供新型解决方案。以动物血凝块为消蚀样本,将脉冲串飞秒激光与高速振镜相结合来搭建实验平台,对样本表面进行单层扫描消蚀,使用三维超景深显微镜对消蚀坑进行观察和记录,并与相同平均功率下的传统脉冲模式飞秒激光的消蚀结果进行比较。结果表明,相比于传统脉冲模式,脉冲串飞秒激光可以提升消蚀效率并降低消蚀阈值,具有良好的临床研发潜力。     

激光共焦快速扫描显微成像的实现

利用激光共焦原理和扫描技术，实现激光共焦快速扫描显微镜成像。     

飞秒激光技术的最新进展

详述飞秒激光脉冲技术的最新进展。利用激光系统直接产生的激光超短脉冲达６．５ｆｓ,通过脉冲的压缩放大技术,获得了４．５ｆｓ 的结果。     

飞秒激光光镊横向光学力的理论分析

旨在将飞秒激光脉冲序列视为对连续光的周期抽样结果,分析飞秒激光脉冲序列作为光镊光源捕获电介质微粒时产生的横向光学力,并给出受光微粒所受横向光学势阱力的理论模型及计算公式.数值计算结果表明,飞秒激光脉冲所产生的横向光学力能抵消由于布朗运动引起的微粒中心偏移的影响,实现对微粒的稳定束缚.     

飞秒光镊技术及其发展

激光捕获技术是利用光辐射力来捕捉、移动和操纵微粒的先进技术。飞秒光镊在实现粒子微纳操纵的同时还伴随着非线性现象的发生。阐述了飞秒光镊的模型和原理以及系统的各种结构形式,包括单光束梯度力光阱、贝塞耳光阱、双光束光纤光阱和冲击波光阱几种形式,并分析了每种形式的特点。     

光学微操纵过程的轴平面显微成像技术

光学俘获技术利用光与物质相互作用产生的光势阱效应来实现对微粒的操控,已经成功应用于生物医学、材料科学等交叉领域.在对微粒进行三维俘获时,传统的宽场光学显微技术只能观测到某一平面内微粒的横向运动,对微粒沿轴向运动的观测受到很大限制.本文将轴平面显微成像技术引入光学微粒操控研究中,利用45?倾斜的反射镜把微粒的轴向运动信息转换到横向平面进行观测,与传统宽场显微成像技术相结合,实现了对二氧化硅小球俘获过程横向和轴向运动的同步观测.该成像方法无需扫描和数据重构,具有实时快速等优点,在新型光束光镊、厚样品三维观测和成像等领域具有潜在的应用价值.     

大视场光学显微成像技术

光学显微成像技术具有实时性、高分辨率和非侵入性等特点,其成像尺度可跨越细胞、组织乃至生命体,极大地拓展了人们对生命本质的认识边界。然而,受限于光学显微成像系统有限的空间带宽积（Space-Bandwidth Product,SBP）,常规的光学显微镜难以同时兼具大视场和高分辨率,使得显微成像在大视场生物成像应用中受到较大的限制,例如,对脑神经网络以突触为单位的神经回路成像。近年来,大视场光学显微成像技术得到不断的发展,其SBP的视场相较于传统的光学显微镜有了十倍甚至百倍的提升,在保持高分辨率的基础上拓展了成像视场,从而可以满足生物医学领域重大问题的研究需求。本文介绍了近年来几种典型的大视场光学显微成像技术及其生物医学应用,并对其未来发展做了展望。     

随机扫描多光子荧光显微成像系统

多光子荧光显微成像是生物学研究的有力手段,但目前的成像速度难以满足神经成像中快事件检测的需要。针对这一问题,提出了一套随机扫描快速多光子荧光显微成像系统。系统采用二维声光偏转器快速扫描飞秒激发光束,能够以每点10μs的速度对特定的感兴趣区域进行跳跃式扫描,即随机扫描,使得有效的扫描速度大为提高。引入单棱镜补偿方法解决应用声光偏转器带来的色散问题。以170 nm荧光小球为样品,测得系统的横向分辨力为0.3μm,纵向分辨力为1.3μm。给出了随机扫描系统和商品化多光子荧光显微镜对同一个荧光细胞的成像结果,证明了新系统的成像能力。     

显微成像光谱仪技术的研究及应用

显微成像光谱仪技术是一种生物组织检测方法,目前广泛应用于生物医学检测和疑难病症分析,已成为组织检测领域的研究热点。论述了显微成像光谱仪各结构功能模块的工作原理及特点,并对其各主要技术指标进行了分析。介绍了目前的发展现状,并对所出现的多种显微成像光谱仪的技术方案及特点做了详细的总结。研究结果表明,显微成像光谱技术作为一种新的技术手段,必将在临床医学、生物学、材料学以及分析化学等领域得到广泛的应用。     

飞秒激光诱导二氧化钛金红石单晶相变的拉曼光谱研究

利用显微拉曼光谱仪研究了近红外飞秒激光脉冲诱导二氧化钛金红石单晶所引起的相变。实验发现当激光的平均功率为300 mW时,随着辐照时间的增加,金红石相的Eg模式强度增强,而A1g模式强度减弱,由此得出激光诱导晶体产生了色心;辐照时间为10 s时,锐钛矿相出现;并且随着辐照时间的增加,锐钛矿相的拉曼振动模式强度增强,金红石相的减弱。然而当辐照时间确定为1/63 s时,随着激光功率的增加,金红石Eg模式强度与A1g模式强度的比值增加,而没有锐钛矿相出现。     

高分辨率405 nm激光显微成像系统研究

 研究了405 nm短波长激光作为照明光源、数值孔径0.65显微物镜组成的显微成像系统。采用该系统对CD-R及DVD-R盘片进行了显微成像,并对激光成像散斑进行了消除,同时利用CCD图像传感技术和图像采集技术对显微图像进行实时观察与存储,与卤素灯白光作为照明光源时的显微图像进行了比较。结果表明：该系统在卤素灯白光作为照明光源时对CD-R盘片信息点可清晰分辨,但对DVD-R盘片信息点的图像不可分辨;而在405 nm激光照明时信息点均可清晰分辨,系统分辨优于400 nm,明显高于普通卤素灯白光照明系统。     

飞秒激光与等离子体相互作用中自生磁场的测量

自J．A．Stamper首先对自生磁场进行实验研究以来，人们的探索表明超强激光与固体靶相互作用中，在过密和次密等离子体区产生可能高达10^4T的自生磁场。     

飞秒激光相干场诱导材料功能微结构

飞秒激光在整个脉冲宽度内具有极好的相干性,因而当从同一光束分出的两束或两束以上的光束时间与空间上实现相互叠加时将会形成强度周期性调制的电磁场.这种周期调制的电磁场与材料产生相互作用,能诱导出相应的周期微结构.最近通过两束或两束以上飞秒激光干涉诱导功能微结构得到了广泛研究.文章综合了国内外飞秒激光研究小组在干涉诱导微结构方面的一些最新成果以及作者在这方面开展的工作,对飞秒激光干涉技术的原理及其在诱导微结构方面的应用进行了介绍.     

激光扫描成像的纳米分辨技术

阐述一种新型激光近场扫成像系统──光子扫描隧道显微镜的实验成像显示技术。利用本系统对多种光学表面、聚合物、生物病毒等透光样品进行三维显微成像分析，获得了样品表面结构的纳米级空间化辨。     

飞秒激光声光扫描双光子显微镜的理论研究进展

本刊讯 现有的商品化双光子显微镜受限于其较低的成像速度（数帧／秒）,而不能应用于观测亚毫秒以内的快速生物网络动态活动。采用声光偏转器对飞秒激光进行随机扫描,可将随机扫描速度提高至10微秒／像素,在此基础上建立的快速随机扫描双光子显微成像装置,可实现kHz量级的成像速度,并可进一步提高。然而,用声光偏转器扫描飞秒激光存在严重的色散效应。其时间色散使得脉冲展宽,     

菲涅耳全息图的显微成像

从理论上描述了菲涅耳全息图显微成像的原理,并进行了菲涅耳全息图显微成像的初步试验。     

磁成像技术进展令人鼓舞

在过去的十年中 ,在材料科学和微电子技术发展的推动下 ,微磁结构实空间成像技术也有了长足的进步 .其中 ,空间分辨率已达约 2ｎｍ ,时间分辨率已达ｐｓ(皮秒 )量级 ,或者说 ,已经实现了原子尺度磁有序的实时探测 .最近 ,在这一领域从事前沿工作的两位加拿大科学家Ｆｒｅｅｍａｎ和Ｃｈｏｉ在Ｓｃｉｅｎｃｅ上发表了一篇关于磁显微技术进展的评述 ,很值得实验物理工作者一读 .将铁粉撒在永久磁铁或通电导线的周围 ,可以观察到磁力线的走向 .18— 19世纪由奥斯特、安培和法拉第等作出的这些早期工作 ,后来导致了对电和磁现象的统一理解 .对于…     

对飞秒激光等离子体相互作用中横向箍缩的观察

用飞秒激光的Normaski偏振干涉法,对超短激光脉冲产生的等离子体膨胀过程进行了光学诊断,得到了有时间分辨的等离子体干涉图.发现飞秒激光等离子体在靶面平行的方向上出现了箍缩,使等离子体膨胀呈jet结构,这种箍缩现象是由自生磁场对等离子体的约束所造成. 关键词： 飞秒激光等离子体 光学诊断 电子密度分布