飞秒激光细胞操作与手术系统

本文介绍了激光镊子和激光微手术刀的工作原量，评价了激光镊子和激光微手术结合构成的激光细胞操作与手术系统构成的激光细胞操作与手术系统在细胞生物学领域取得的研究成果及飞秒激光细胞操作手术系统。     

THz波的实验研究

相干THz(terahertz)波是频率从0.1到几十THz的相干电磁辐射(对应的波长从3 mm～10μm).现代科学技术的发展对THz波的迫切需要,唤起了人们对THz波研究的极大兴趣.近年来,飞秒(10-15s)激光技术的发展和成熟为THz波的研究提供了有效的手段.依据光学整流原理,以飞秒(fs)激光为抽运源,激发非线性电光晶体产生脉宽为亚皮秒量级的宽带相干THz波脉冲是目前实验室较普遍采用的方法.THz时域光谱技术是相干光学选通门技术,它能探测THz波与物质相互作用的时域电场信息,即同时测得电磁波的振幅和相位,因此,可精确测量物质的色散和吸收特性.这种独到的技术特点,使得相干THz辐射脉冲在物理、化学、电子科学、材料科学、层析成像和环境监测等领域有着广泛的应用前景[1].     

飞秒激光光镊的理论研究

本文从理论角度论证了飞秒激光作为光镊光源的可行性，给出了飞秒激光作用时微粒所受力理论计算公式，并在此基础上给出了对应于不同参数的光镊稳定性图形。我们还进一步分桥了飞秒激光作为光镊光属相对于其他激光的特有性质。     

Experimental study on terahertz radiation

In this letter, we describe a coherent subpicosecond terahertz (THz) spectroscopy system based on nonresonant optical rectification for the generation of THz radiation. We studied the two-photon absorption (TPA) of ZnTe induced by femtosecond laser pulses via THz generation, and its influence on the generation of THz radiation. Experimental results demonstrated that the intensity of pump beam against TPA must be traded off to get an optimum generation of THz radiation. As an example, we measured absorption spectrum of water vapor by time-domain spectroscopy (TDS) in the frequency range from 0.5 to 2.5 THzwith a high overall accuracy.     

Experimental study on terahertz radiation

In this letter, we describe a coherent subpicosecond terahertz (THz) spectroscopy system based on non-resonant optical rectification for the generation of THz radiation. We studied the two-photon absorption (TPA) of ZnTe induced by femtosecond laser pulses via THz generation, and its influence on the generation of THz radiation. Experimental results demonstrated that the intensity of pump beam against TPA must be traded off to get an optimum generation of THz radiation. As an example, we measured absorption spectrum of water vapor by time-domain spectroscopy (TDS) in the frequency range from 0.5 to 2.5 THz with a high overall accuracy.     

光谱分辨双光束耦合法：公式推导和数值模拟

本文通过对光波互作用的耦合波方程解析求解,得到了光谱分辨双光束耦合法测量介质克尔效应和双光子吸收过程的解析公式。在此基础上,又对不同延时和失谐量条件下的测量结果进行了大量数值模拟,从而理解并掌握了光谱分辨双光束耦合法的物理本质及实验,为今后的实地测量奠定了坚实的基础。     

飞秒激光光镊轴向力的计算与分析

光镊已成为捕获和操纵微米尺度粒子和生物细胞的有效手段，而目前常用的光镊光源为连续激光或长脉宽的脉冲光。提出飞秒激光光镊的概念．将飞秒激光序列脉冲视为对连续光的周期抽样，借助于连续光光镊的分析方法，建立了飞秒激光光镊对电介质微粒产生的轴向光学力的理论模型。给出影响捕获微粒的主要因素，指出存在最佳束腰半径和被捕获粒子半径。数值计算结果表明选取合适的飞秒激光脉冲能量、束腰半径、脉冲波长以及微粒与周围媒质的相对折射率．微米尺寸的微粒完全能被飞秒激光稳定捕获。综合考虑被捕获微粒所受的脉冲式光学梯度力、重力和布朗惯性力的作用，讨论了飞秒激光光镊轴向光学梯度力的脉冲式特点及实现稳定捕获的条件。     

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.     

飞秒激光细胞显微操作系统的实验研究

飞秒激光作用于生物组织时几乎不伤及周围区域，因而具有投高的空间分辨率和时间分辨率。目前，光镊已成为捕获和操纵微米尺度微粒和生物细胞的有效手段。鉴于飞秒激光脉冲的独特优势以及光镊在生物学领域广泛的应用前景，我们曾提出建立飞秒激光细胞显微手术系统，并对以飞秒激光脉冲作为光源的光学势阱的稳定性进行了详细的理论分析。