Three-dimensional photofabrication with femtosecond lasers for applications in photonics and biomedicine

A status report on rapidly advancing femtosecond laser technology, three-dimensional (3D) microstructuring by multiphoton illumination technique, is given. Taking its origin from multiphoton microscopy, this technique is now becoming an important microfabrication tool. In our work we apply near-infrared Ti:sapphire femtosecond laser pulses (at 800/780 nm) for 3D material processing. When tightly focused into the volume of a photosensitive material (or photoresist), they initiate 2PP process by, for example, transferring liquid into the solid state. This allows the fabrication of any computer generated 3D structure by direct laser “recording” into the volume of photosensitive material. 2PP of photosensitive materials irradiated by femtosecond laser pulses is now considered as enabling technology for the fabrication of 3D photonic crystals and photonic crystal templates. In particular, 2PP allows one to introduce defects at any desired locations, which is crucial for the practical applications. Recently, we studied possible applications of 2PP technique in biomedicine. 2PP is a very interesting technique for the fabrication of drug delivery systems, scaffolds for tissue engineering, and medical implants. These and other biomedical applications of 2PP will be reviewed.     

新颖的高温流场红外辐射物性参数计算方法

为解决高速飞行器红外辐射特性研究中高温气体辐射参数计算问题,在转动平滑谱带（smeared rotational band, SRB）模型的假设下,首次提出基于贝叶斯估计的跳转马尔科夫链蒙特卡罗（reversible jump Markov chain monte carlo, RJMCMC）方法来计算高温流场中气体组分红外光谱物性参数。仿真计算和实验测量表明,仅需很少的先验知识,且不需要相关跃迁系数,该方法可以很好的估计主要振动跃迁带的位置,所提取的SRB模型参数的变化规律与SRB理论模型结果一致,利用拟合参数计算得到不同温度下谱带积分发射和吸收系数与逐线计算的结果非常近似。     

有机/聚合物电致发光材料的能带结构及其在发光器件中的应用

测定了苯撑乙烯齐聚物、吡唑啉衍生物、钌配合物、铼配合物以及常用的有机染料与载流子传输材料等一百余种有机（包括有机小分子,配合物和聚合物）材料的能带来结构参数,探讨不同取代基对材料“能带”结构的影响。基于能带匹配的原则,同时考虑载流子迁移率匹配及各有机层间的厚度匹配,设计了不同结构的电致发光器件。研究表明,能带匹配、迁移率匹配以及厚度匹配是提高有机电致发光器件性能的重要依据。     

Bohr-Mottelson公式对超形变带的比较研究

用Bohr-Mottelson的两参数、三参数和四参数公式对A～190区61条超形变带进行了系统分析. 结果显示:3个公式都能较好地拟合190区超形变带的E2跃迁谱,而且带首自旋的确定基本一致. 大部分带Bohr-Mottelson的三参数数值关系符合ab公式的理论预期值,小部分带的三参数数值关系符合Harris公式的理论预期值. 一半以上带的四参数数值关系与ab公式的预期值接近,而与Harris公式的预期值偏离较大. 表明两参数ab公式比Harris公式具有更广泛的实用性.     

分形Kerr非线性光子晶体光传输特性

基于光传输和光与Kerr介质相互作用理论,利用分割子层的方法和逆向递推的传输矩阵法计算和分析了康托分形Kerr非线性光子晶体的光传输特性.研究结果表明,这种结构的光子晶体的频谱具有自相似的特点,而且随着生成器G值减小或代数N值增大,其频谱会变得更稀疏,禁带宽度会变得更宽.当光强增强时,该结构的频谱会形成更多的窄带.     

降低轴流风机噪声的两种方法

本文对轴流风机的噪声源进行了理论和实验分析,对降低风机噪声的方法进行了总结。在此基础上,研究了降低风机噪声的两种新方法——叶片不等距分布方法和叶片穿孔方法。理论分析和实验结果表明,这两种方法为降低轴流风机噪声提供了新的途径。     

一维等离子体光子晶体的带隙研究

采用时域有限差分方法(FDTD),结合等离子体计算中的分段线性电流密度卷积技术(PLJERC)对一维等离子体光子晶体(1D-PPC)进行了数值模拟,给出了微分高斯脉冲在一维等离子体光子晶体中的传播过程。计算得到的带隙结构与K-P模型方法的结果一致。计算并分析了等离子体频率、介质介电常数、等离子体-介质层的厚度比以及周期厚度对一维等离子体光子晶体带隙结构的影响。     

C6v对称TIR-PCF结构参数对基模零色散点的调节数值研究

用多极方法数值研究构成六重对称全内反射型光子晶体光纤各种结构参数对基模零色散点的调节.数值结果表明,在相对孔径较大时,包层空气孔柱层数不影响零色散点,在其它结构参数相同的条件下,空气孔直径越大,零色散点波长越短,而在其它结构参数相同的条件下,空气孔孔距越大,零色散点波长越长,当空气孔直径与空气孔孔距都很小时,零色散点出现在长波区域,当空气孔直径与空气孔孔距大到一定程度时,色散曲线在零色散线出现振荡特性,并出现多个零色散点,在包层空气柱层数一定的条件下,中央纤芯缺省空气孔层数对零色散点的调节范围大.     

基于窄带多区域水平集方法的遥感图像分割

由于遥感图像存在边缘混叠等问题,经典的C-V模型会产生大量的冗余轮廓,而且无法分割多个同质区域的目标.为此,提出了基于C-V模型的窄带多区域水平集图像分割方法,采用N-1个水平集函数将图像分割成N(N＞1)个区域,每个水平集函数表达一个区域.该方法一方面通过建立独立多区域水平集模型可以消除多余的轮廓,避免分割区域的重叠...     

单轴〈111〉应力硅价带结构计算

基于k·p微扰法计算了单轴〈111〉应力作用下硅的价带结构, 并与未受应力时体硅的价带结构进行了比较. 给出了单轴〈111〉应力作用下硅价带顶处能级的移动、分裂以及空穴有效质量的变化情况. 计算所得未受应力作用时硅价带顶处重空穴带、轻空穴带有效质量与相关文献报道体硅有效质量结果一致. 拓展了单轴应力硅器件导电沟道应力与晶向的选择范围,给出的硅价带顶处重空穴带、轻空穴带能级间的分裂值和有效质量随应力的变化关系可为单轴〈111〉应力硅其他物理参数的计算提供参考. 关键词： 单轴应力硅 k·p法')" href="#">k·p法 价带结构