环形光对光阱有效捕获力的提高

定义了光阱的有效捕获力 ,然后在几何光学范围内计算了环形光束形成的光阱———空心光阱的有效捕获力 ,并把空心光阱与实心光阱产生的光阱有效捕获力作了比较。数值计算结果得到空心光阱的有效捕获力大大提高 ,光阱的稳定性也随之提高 ;而且空心光阱对捕获对象的热损伤效应相应减小。     

T矩阵在光阱分析中的应用

光镊技术被广泛应用于许多生物领域。光镊本身结构简单,用单光束就可以捕获单个粒子,但对光阱力的精确计算却存在一定的难度。可以用一些近似的方法如几何光学或瑞利假设分析光阱力,但这些方法仅能在特定限制条件下适用。文中把电磁散射理论作为一种通用的方法来解决光阱力的计算问题。论述了如何使用T矩阵方法进行光阱力计算。计算结果为实验系统参量的选择提供了理论依据。     

光镊光阱力计算方法的研究

介绍了一种光镊光阱力的计算方法，并对微粒在已知参数条件下所受的光阱力进行了仿真，深入分析了光阱力和与之相关的光束束腰半径、相对折射率、激光功率等系统参数的关系，对不同参数条件下的光阱力进行了讨论，从而验证了系统参数对光阱力的重要影响，此外还对电磁学模型的光阱力计算进行了阐述。     

T矩阵法在光镊中的应用及进展

T矩阵法适合用来研究微粒尺寸与入射光波长相近时系统中光镊的捕获力。T矩阵法只取决于散射微粒的形状、尺寸大小、折射率及微粒在坐标系中的位置,而不受入射场约束。主要简述了T矩阵法基本原理和计算,综述了光镊中单个微粒、两个微粒及两个以上微粒捕获力和力矩的计算方法,并对T矩阵法在光镊中的应用前景做了分析。     

基于MATLAB的单光阱光镊中光阱力的分析

在几何光学近似下,对米氏球状粒子所受轴向光阱力进行了数值计算。仿真结果给出了轴向稳定捕获区域和光阱力与光镊系统主要参数的关系。分析表明,激光束束腰半径越小,势阱越深;相对折射率、激光波长、功率等参数对光阱力也有一定影响。数值仿真为实验中参数的选择提供了依据。     

光镊光阱力计算方法的研究

介绍了一种光镊光阱力的计算方法,并对微粒在已知参数条件下所受的光阱力进行了仿真,深入分析了光阱力和与之相关的光束束腰半径、相对折射率、激光功率等系统参数的关系,对不同参数条件下的光阱力进行了讨论,从而验证了系统参数对光阱力的重要影响,此外还对电磁学模型的光阱力计算进行了阐述。     

惯导应用中光力加速度计前沿研究综述

光力加速度计的测试质量不受外界环境干扰并且它的光学检测精度高,可实现超灵敏加速度探测,广泛应用于各种惯性导航、超精密微重力探测、娱乐等领域。光力加速度计系统分为装载、光阱捕获、位移探测与冷却反馈四大模块,从实践角度分别对各模块现有技术进行梳理总结。未来,光力加速度计会以各模块简约化与紧凑化为目的进行发展,与此同时,其加速度探测精度与可靠性也会不断提升。     

T矩阵在光扭矩分析中的应用

在一定条件下经过高数值孔径聚焦后的激光可以捕获微米量级的微粒,这种技术称为光镊。光阱与捕陷粒子间存在角动量传递会产生光扭矩,采用T矩阵方法实现了显微量级光扭矩的测量。仿真结果验证了T矩阵方法的计算高效性,同时分析了光阱参数对光扭矩效率的影响,为光扭矩的实际应用提供了理论依据。微光扭矩的测量具有广阔的应用前景。     

光镊对血红细胞横向光阱力的研究

在强聚焦激光光场中,以射线光学(ray-optics)计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受激光微束横向(沿y轴方向)光阱力进行了计算。并且在给定参数条件下,进行了数值仿真,根据仿真结果,讨论了光束束腰半径、激光波长与光阱品质特性的关系。并对血红细胞进行了实验研究,得出了横向光阱力与微粒中心偏离光轴距离的关系曲线,实验结果和理论相一致。     

激光微束对球状介质粒子光阱力的计算与仿真分析

基于几何光学原理,以射线光学计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受轴向光阱力进行了计算。在给定参量条件下,进行了数值仿真,并根据仿真结果,讨论了光束束腰半径、相对折射率、激光波长及功率等系统主要参量与光阱品质特性的关系。这些参量都是由显微镜和其他一些光学部件的特性所决定的。针对不同介质粒子合理选择上述参量,以得到较大光阱力和光阱刚度。这些仿真结果为各仪器参量的选择提供了理论依据。     

初级球差对径向偏振光轴向光阱力的影响

根据里查德沃耳夫矢量积分理论,研究了在径向偏振光经大数值孔径聚焦下,透镜球差对瑞利粒子轴向光阱力的影响。通过数值计算得到了轴向光阱力随球差系数变化的分布。研究结果表明,球差系数的存在,不仅改变了光阱力的数值大小,也影响了对粒子束缚的有效作用区域,还导致光阱中心位置发生偏移。而且正负球差系数对光阱力的影响并不总是对称的,正球差系数使得梯度力的0点位置往z轴正向偏移,负球差系数使得梯度力的0点位置往z轴负向偏移。在不同的数值孔径、粒子半径以及孔径与光腰的比值下,球差对光阱力的影响程度也不同。     

光压加速度计光斑位置检测技术研究

光压加速度计(LFA)是一种新型光学惯性传感器,LFA系统分为微球悬浮与捕获、位置检测、光学闭环与加速度值输出三个模块,其中位置检测的精度对整个LFA系统的性能起着至关重要的作用。简述了LFA的工作原理以及光斑获取方法,提出了一种小角度折射光斑获取方法,有效地减小了由于微球表面畸形所造成的检测误差;在光斑位置检测方面,采用四象限探测器(QD)作为光斑位置检测元件,在经典几何近似法的基础上,引入了Boltzmann函数模型,提出了一种新型的协同拟合算法,有效地减小了检测误差。实验结果表明,新型的协同拟合算法相比单一的几何近似法,检测误差减小约56%。     

光纤空间压电加速度计及其消噪技术的研究

设计了压电加速度计的机械结构,推导了加速度计的X,Y,Z方向的特性方程,给出了三自由度的频响测试结果,采用光纤传输和同步检波的方法,有效地消除了噪声干扰。     

金属纳米颗粒光力增强与稳定捕获研究

基于有限元算法和Maxwell应力张量法,分析了紧聚焦高斯光束照明下金基底表面的金纳米球所受光力。利用无结构的平整金基底,被捕获的金纳米颗粒和金基底之间能够产生间隙表面等离激元和局域表面等离激元共振效应,将电磁场局域在金球与金基底之间的纳米间隙内,增强了金纳米球所受光力以及光阱刚度。通过研究入射光的偏振态、金纳米球的半径、基底类型以及聚焦光束焦点到基底表面距离对光力的影响,得到了实现基底附近金纳米球稳定捕获以及获得最大光力的优化方案。     

Si基发光的研究进展

回顾了Si基发光的研究历程,归纳分析了新近几种实现Si发光的方法和其优缺点,其中包括多孔Si发光、GeSi/Si量子阱发光、Sip-n结位错发光、CMOSSi基发光、PERL结构Si基发光等方法。重点介绍了PERL结构Si基发光,分析了结构设计中的几个关键性因素。该结构利用了光电转换可逆性原理,基于普通的单光子和双光子辅助次禁带弱光发射过程,通过把位于有关的次禁带波长的吸收最小化,同时减少二极管内寄生无辐射复合的作用范围。期望通过该综述提高国内研究者对PERLSi基发光的重视,开拓以PERL为新思路、新方法的Si基光互连方向研究的新进展。