Non-contact thickness measurement for ultra-thin metal foils with differential white light interferometry

A new differential white light interference technique for the thickness measurements of metal foil is presented. In this work, the differential white light system consists of two Michelson interferometers in tandem,and the measured reflective surfaces are the corresponding surfaces of metal foil. Therefore, the measuring result is only relative to the thickness but not the position of metal foil. The method is non-contact and non-destructive, it has the advantages of high accuracy, fast detection, and compact structure. Theoretical analysis and preliminary experimental verifications have shown that the technique can be used to measure the thickness of foil in the range of 1 to 80 μm with accuracy better than 0.08 μm.     

Two-Qubit Geometric Gates Based on Ground-State Blockade of Rydberg Atoms

We achieve the robust nonadiabatic holonomic two-qubit controlled gate in one step based on the groundstate blockade mechanism between two Rydberg atoms. By using the Rydberg-blockade effect and the Raman transition mechanism, we can produce the blockade effect of double occupation of the corresponding ground state,i.e., ground-state blockade, to encode the computational subspace into the ground state, thus effectively avoiding the spontaneous emission of the excited Rydberg state. On the other ...     

太赫兹波段微腔器件的设计及其特性研究

采用磁控溅射法制备了金属Cr膜, 并利用太赫兹时域光谱法获得了其光学参数. 利用Cr膜的光学参数计算了其相位穿透深度, 设计了基于低温GaAs 的全金属平面微腔光电导太赫兹辐射器件. 模拟结果表明: 器件的谐振频率分别为0.32, 0.65, 0.98, 1.31和1.65 THz, 与自由空间的光电导太赫兹谱相比, 在谐振频率为0.32 THz处的峰值强度提高了25倍, 光谱半高全宽压缩了50倍. 讨论了辐射偶极子与腔内驻波场之间的耦合强度对器件辐射强度的影响, 发现当辐射中心位于驻波场波腹处时, 器件辐射最强, 位于波节处时辐射被严重抑制. 太赫兹波段微腔效应的研究对于实现单色性好, 连续调谐, 高效高辐射强度的太赫兹源具有一定的理论意义.     

Non-contact thickness measurement for ultra-thin metal foils with differential white light interferometry

A new differential white light interference technique for the thickness measurements of metal foil is presented. In this work, the differential white light system consists of two Michelson interferometers in tandem, and the measured reflective surfaces are the corresponding surfaces of metal foil. Therefore, the measuring result is only relative to the thickness but not the position of metal foil. The method is non-contact and non-destructive, it has the advantages of high accuracy, fast detection, and compact structure. Theoretical analysis and preliminary experimental verifications have shown that the technique can be used to measure the thickness of foil in the range of 1 to 80 μm with accuracy better than 0.08 μm.     

菲涅耳非相干数字全息大视场研究

菲涅尔非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography, FINCH)通过空间光调制器(spatial light modulator, SLM)将来自物点的光波分解为曲率半径不同的两束自相干光,干涉条纹由CCD记录.由于受限于SLM与CCD的像素数目及像素尺寸, FINCH技术与光学全息术相比记录视场要小得多.本文通过对FINCH系统的记录过程进行理论分析,给出了SLM所能记录的视场角,说明通过调控加载在SLM上的双透镜光轴中心,能够扩大SLM的有效直径从而将SLM的有效记录范围增大2.77倍,有效扩大了系统的记录视场.搭建了非相干光反射式数字全息记录系统并对理论分析进行了实验验证,结果表明:在SLM上依次加载不同光轴中心位置的双透镜掩模进行FINCH记录及再现,将得到的各子图像拼接融合可以得到高分辨率大视场图像,为菲涅尔非相干全息术在高分辨大视场显微成像的进一步应用提供了有力支撑.     

一种用于相似图象识别的光电混合处理系统

针对以传统的光学相关为基础的图像识别难以识别相似图形的缺陷,提出并构建了解决这类问题的一种光电混合系统.该系统不仅结构简单,处理具有准实时的特点,而且实验结果表明这一系统对微小差异图形有很强的识别功能.     

基于螺旋相位调制的非相干全息点扩散函数研究

分析了菲涅耳非相干相关全息(Fresnel incoherent correlation holography,FINCH)系统中纯相位空间光调制器(spatial light modulator,SLM)加载螺旋相位掩模时的点扩散函数.以氙灯为照明光源搭建了FINCH系统,电荷耦合器记录的点源全息图与点扩散函数模拟结果一致.采用该系统分别在SLM上加载双透镜掩模和螺旋相位调制双透镜掩模两种情况下对分辨率板和非染色洋葱细胞成像,给出了成像对比结果.结果表明:采用螺旋相位调制的FINCH系统可以在几乎不牺牲分辨率的情况下提高图像的边缘对比度;同样,对相位物体也可以实现图像的边缘提取和识别.该方法在实时监测活细胞的分裂、形变等方面具有重要应用前景.     

基于空间光调制器的非相干数字全息单次曝光研究

菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography,FINCH)利用在空间光调制器(spatial light modulator,SLM)上加载双透镜模式对同一物点光分束自相干,并通过改变加载的相位因子得到不同的相移全息图.本系统利用SLM可分区编码调制特性,将FINCH成像中SLM上分三次加载的0°,120°,240°相位双透镜掩模各提取1/3组成一幅复合相移模式加载,并研究了三种相位分布方式对FINCH成像质量的影响.结果表明:三个相位在SLM上分布间隔越大,再现像越清晰.在此基础上,提出了一种新的掩模加载方式,在SLM加载透镜阵列,每一个相位因子对应一个双透镜,具有一个光轴.实验表明,通过这种加载方式,通过SLM后形成的三个相移图能够一次在电荷耦合器上记录,并且三个相移图不重叠,然后通过MATLAB编程计算将不同相移角度的全息图分别提取出来,通过三步相移计算合成一幅包含有物光波的复值全息图,最后通过数值再现算法重建待测样品.此系统可用于对光源相干性较低的实时成像系统,也为微小形变测量、动态物体的观测提供了新方法,为非相干数字全息术的发展提供了新思路.     

谷胱甘肽分子印迹聚合物的制备及其性能研究

采用新型光源高压汞灯制备了三肽分子谷胱甘肽的分子印迹聚合物(MIPs),反应时间缩短,制备条件温和.对MIPs做了一系列的静态吸附实验,结合荧光测定法研究了不同单体-模板比例下MIPs表现出来的吸附性能.对最佳比例制备的MIPs进行了一系列性能研究,包括吸附等温线的测定、Scatchard分析以及薄层色谱分离实验等.结果表明,所合成的MIPs对GSH具有良好的吸附和选择识别能力,最大吸附量为45·4mg/g,特异因子达到了4·98.     

改性淀粉材料生物降解性分析体系的建立及应用

测定了热塑性淀粉(TPS)和热塑性双醛淀粉(TPDAS)在堆肥条件下的生物降解能力。根据ISO 14855建立了一套新的测试体系并且验证了这个体系测定高分子材料生物降解性能的可行性。对热塑性淀粉材料生物降解性的测试结果发现化学改性对于淀粉的降解速率和降解速度都有很大的影响。在可控堆肥条件下TPS比TPDAS降解的要快。TPDAS的降解速度和最终的生物降解百分率和双醛淀粉(DAS)的氧化度有密切的关系。文中讨论了存在这种关系的可能原因。有不同降解速率的TPS和TPDAS的降解过程呈现出三个阶段,即迟滞阶段。降解阶段和平稳阶段。