创设教学情境落实核心素养——以“光的偏振”为例

在物理核心素养导向下,以"光的偏振"一节教学设计为例,通过创设多种教学情境,激发学生学习兴趣,帮助学生形成适于自己的物理观念,构建科学思维,提高探究能力,并能学以致用解决实际问题,将核心素养的培养落实到课堂教学中.     

乳腺组织癌变的偏振拉曼光谱学研究

偏振显微拉曼光谱(Polarized micro-Raman spectra, PMRS)技术可提供样品中分子的取向信息和有序性,并且无需染色或特殊的样本制备过程。本研究将该技术用于乳腺癌的研究,分别采集正常和癌变乳腺组织的拉曼光谱,光谱分析和差异性分析结果表明,PMRS技术可使酰胺Ⅰ带以外的主要特征带差异得以显著放大,如在常规显微拉曼光谱中没有明显差异的脯氨酸和苯丙氨酸特征带(921、 1032 cm^-1)在PMRS中也有显著差异,证明PMRS技术具有更好的乳腺癌组织识别能力。研究了酰胺Ⅲ带I₁₂₄₇/I₁₂₆₉的光谱特性,结果表明,在癌变组织中,I₁₂₄₇/I₁₂₆₉在平行和垂直偏振光激发条件下都小于1;在正常组织中,I₁₂₄₇/I₁₂₆₉在平行和垂直偏振条件下则分别小于1和大于1,表明癌变后胶原纤维失去了原有的方向性,同时证明这与癌变后胶原纤维的羟基化即羟基化氨基酸含量增加有关。本研究结果有助于更好地阐明乳腺癌侵袭过程中诱导浸润...     

一种基于波分复用的实时光纤信道偏振补偿系统

在光纤中传输的光信号,其偏振态(SOP)会受到外界环境的影响而发生随机变化,因此在偏振复用光纤通信系统、偏振编码光纤量子密钥分发(QKD)等系统中,需要插入光纤信道偏振补偿模块对光纤中随机双折射效应引起的偏振态变化进行实时补偿,以保证相应通信系统能够正常工作。根据波分复用光纤信道偏振补偿的理论模型,实现了偏振态相互共轭的两路参考光的制备,采用集成化的偏振探测器对实时变化的偏振态进行检测。在此基础上,提出了一种可以实时补偿光纤信道偏振变化的实验系统,该系统可以应用于偏振复用的光纤通信系统中,也可应用于光纤QKD系统中。实验数据表明,所设计的实验系统可以保障QKD在5 km传输距离下连续稳定运行8 h以上,量子比特误码率为1.96%。     

基于遗传退火算法的光纤激光主动偏振控制技术研究

介绍了一种用于偏振控制的遗传退火算法(GASA),该算法在遗传算法(GA)的基础上,引入了模拟退火的选择机制,将蒙特卡罗思想引入到了GA中,使算法具有更加强大的搜索能力。通过建立基于GASA算法的光纤激光主动偏振控制系统的数学模型,得到了不同参量情况下的GASA算法的仿真图像,并且分析了其收敛效果。仿真结果表明,在选择输出激光的偏振消光比作为适应度函数,种群数量为90,变异概率为0.7,交叉概率为0.001,温度下降比率为0.99的情况下,系统可以达到最优的控制效果。将GASA算法和随机并行梯度下降算法的仿真图像进行对比,可以看出,GASA算法具有较好的全局搜索能力和跳出局部最优值的能力,可以将其用在光纤激光的主动偏振控制系统中。     

正交偏振板对聚焦光斑偏振特性的影响

在间接驱动的惯性约束聚变（ICF）驱动器中,为控制靶腔入口及其附近光场的偏振特性及辐照均匀性,采用二维光谱角色散（2D-SSD）、随机相位板（RPP）和正交偏振板（OPCP）联用的束匀滑方案,数值模拟和理论分析了OPCP对焦面及离焦面处光场偏振特性以及强度均匀性的影响,并讨论了正交偏振板单元数的选取问题。结果表明,不同单元数正交偏振板对焦面及其附近光场偏振特性和强度均匀性的影响程度不同,且光场偏振特性对离焦并不敏感。此外,离焦会使强度均匀性变差,适当增加正交偏振板单元数可以在一定程度上减弱这种影响。     

引力波和微波背景辐射旋度型偏振的探测

引力现象是最常见的,例如,地球上的物体都有重量,地球绕太阳运转,都是由于引力的作用。     

偏振态对飞秒激光加工石英玻璃表面质量的影响

为研究线偏振和圆偏振对飞秒激光烧蚀加工石英玻璃表面质量的影响,开展不同扫描速度的线烧蚀试验和不同线重叠率的面烧蚀试验。研究了线、圆偏振光对烧蚀线宽度的影响,利用光学显微镜和环境扫描电子显微镜观察烧蚀形貌,并使用三维表面轮廓仪进行烧蚀面粗糙度分析。结果表明：线偏振光烧蚀线宽度大于圆偏振光,且激光功率越大,线宽差异越明显;当线重叠率在65%～90%时,线偏振光烧蚀表面粗糙度随重叠率增大而增大,在重叠率为65%时达到1.33 m;线轮廓算术平均偏差随重叠率增大先减小后增大,并在重叠率为80%时达到较小值1.05 m;当重叠率不到80%时,线偏振光烧蚀面线轮廓算术平均偏差比圆偏振光小;重叠率为90%时,其线轮廓算术平均偏差反而比圆偏振光大。     

利用量子几何相位制作光纤偏振旋转器

利用光纤中的量子几何相位(又称Berry相位),制作了单模光纤的线偏振光偏振面旋转器,并对器件进行了测量.实验数据表明,这种光纤偏振旋转器对光偏振面的旋转基本符合理论预计.对偏差进行处理后得到修正的定标公式,可更精确地反映出此光纤偏振旋转器的特性.     

双偏振干涉测量技术在生物分析方面研究应用进展

双偏振干涉测量(dual-polarization interferometry,DPI)技术是2000年以后出现的一种灵敏、实时、无需标记的新型表面状态分析方法,它能够在亚秒尺度精确测量界面层厚度、密度和质量的绝对值.所以,DPI在固/液界面上蛋白质结构、功能表征,蛋白质之间或与其它分子间的相互作用研究,核酸固定化及杂交检测研究,模拟生物膜研究以及表面超微结构表征等方面都有着广泛的应用.本文介绍了DPI的测量原理和特点,着重评述了近年来DPI在生物分析方面的应用进展.     

同步-偏振-导数荧光法同时测定三种苯二酚异构体的研究

苯二酚的三种异构体, 由于其吸收光谱和荧光光谱均重叠严重, 不能用常规分光光度法和荧光法进行同时测定. 而以λ＝0 nm进行同步扫描时, 在350～500 nm之间具有相似的荧光光谱特征, 其荧光强度有良好的加和性, 可以对三者进行总量测定. 研究还发现三种苯二酚异构体与Cu^2＋和异烟肼形成1∶1∶2的配位合物时, 用Δλ＝30 nm进行同步扫描并采用偏振和一阶导数法, 间苯二酚的导数荧光峰位于260 nm处, 对苯二酚的导数荧光峰位于320 nm处, 两者能很好分开, 而此时邻苯二酚荧光峰消失, 因此可在三者的混合物中分别测定间、对苯二酚, 然后再从总量中减去间、对苯二酚的含量, 从而测到邻苯二酚的浓度, 因此本工作通过上述方法可对三种苯二酚异构体进行同时测定. 其线性范围均在3×10^－6～5×10^－4 mol/L之内, 间苯二酚和对苯二酚的检出限分别是2.5×10^－7 mol/L和3.1×10^－7 mol/L; 其混和物总量的检出限是4.5×10^－7 mol/L, RSD均在5%以下. 该方法简便快速, 有良好的准确性和重复性, 用于环境水样中三种苯二酚的同时测定, 获得满意结果.