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Ultrafast multi-target control of tightly focused light fields

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Opto-Electronic Advances 2022年第3期5卷 76-87页

作者： Yanxiang Zhang Xiaofei liu Han Lin Dan Wang Ensi Cao shaoding liu Zhongquan Nie Baohua Jia Key Lab of Advanced Transducers and Intelligent Control System Ministry of Education and Shanxi ProvinceCollege of Physics and OptoelectronicsTaiyuan University of TechnologyTaiyuan 030024China Department of Physics Harbin Institute of TechnologyHarbin 150001China Centre of Translational Atomaterials(CTAM) Faculty of ScienceEngineering and TechnologySwinburne University of TechnologyHawthornVIC 3122Australia

The control of ultrafast optical field is of great interest in developing ultrafast optics as well as the investigation on vari-ous light-matter interactions with ultrashort pulses.However,conventional spatial encoding approaches have only lim-ited steerable targets usually neglecting the temporal effect,thus hindering their broad applications.Here we present a new concept for realizing ultrafast modulation of multi-target focal fields based on the facile combination of time-depend-ent vectorial diffraction theory with fast Fourier transform.This is achieved by focusing femtosecond pulsed light carrying vectorial-vortex by a single objective lens under tight focusing condition.It is uncovered that the ultrafast temporal de-gree of freedom within a configurable temporal duration(~400 fs)plays a pivotal role in determining the rich and exotic features of the focused optical field at one time,namely,bright-dark alternation,periodic rotation,and longitudinal/trans-verse polarization conversion.The underlying control mechanisms have been unveiled.Besides being of academic in-terest in diverse ultrafast spectral regimes,these peculiar behaviors of the space-time evolutionary beams may underpin prolific ultrafast-related applications such as multifunctional integrated optical chip,high-efficiency laser trapping,micro-structure rotation,super-resolution optical microscopy,precise optical measurement,and liveness tracking.

关键词： ultrafast optical field vectorial diffraction theory fast Fourier transform vectorial vortex beam space-time shaping

金膜上CsPbBr_(3)纳米晶超晶格增强双光子发射特性研究

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半导体光电 2024年第3期45卷 442-448页

作者：温永祥虞应刘绍鼎太原理工大学新型传感器与智能控制教育部与山西省重点实验室太原030024

钙钛矿微纳结构双光子荧光在高分辨成像、光电转换等领域应用广泛,其中增强双光子荧光发射强度是提高器件性能的关键。与电介质基底相比,置于贵金属薄膜上的微纳结构由于等离激元的激发作用,能够有效增强线性及非线性光学响应。基于此,... 详细信息

钙钛矿微纳结构双光子荧光在高分辨成像、光电转换等领域应用广泛,其中增强双光子荧光发射强度是提高器件性能的关键。与电介质基底相比,置于贵金属薄膜上的微纳结构由于等离激元的激发作用,能够有效增强线性及非线性光学响应。基于此,提出了在金膜上自组装CsPbBr_(3)纳米晶超晶格结构,与玻璃基底上样品相比,金膜上超晶格结构内部形成了更强的局域场增强。实验结果表明,其线性光致发光强度提高了约100%,而双光子发光强度得到了约16倍的显著提升。进一步通过改变泵浦光偏振方向可见,这种超晶格的双光子发射具有偏振依赖性,偏振角度在0°~360°范围内呈现四重对称性。研究结果表明,金膜上CsPbBr_(3)纳米晶超晶格是一种有效增强双光子发射的体系,这为构建高性能微纳非线性光子器件提供了新的可能性和优化思路。

关键词： CsPbBr_(3)纳米晶超晶格自组装表面等离激元双光子发射光致发光

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荧光共振能量转移光微流激光偏振特性分析

激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 334-340页

作者：赵佳奇张婷婷张天俊王文杰刘绍鼎太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室

将一对可以产生荧光共振能量转移（FRET）的荧光分子分别作为供体染料和受体染料，以法布里-珀罗（F-P）微腔作为光学谐振腔，基于DNA分子的G-四链体结构研究FRET光微流激光的偏振特性。实验上，研究了5种不同K+浓度的DNA（其分子两端... 详细信息

将一对可以产生荧光共振能量转移（FRET）的荧光分子分别作为供体染料和受体染料，以法布里-珀罗（F-P）微腔作为光学谐振腔，基于DNA分子的G-四链体结构研究FRET光微流激光的偏振特性。实验上，研究了5种不同K+浓度的DNA（其分子两端分别标记了一对可以产生FRET的荧光染料）溶液，用线偏振的泵浦光对其进行激发，将受体在平行偏振方向（平行于泵浦光偏振方向）的激光阈值曲线斜率和垂直偏振方向（垂直于泵浦光偏振方向）的激光阈值曲线的斜率的比值作为受体激光偏振度的检测信号。实验结果表明，随着DNA溶液中K+浓度的增加，受体激光的泵浦阈值逐渐降低，能量转换效率逐渐增加，而受体激光的斜率比逐渐变小，即偏振度逐渐降低。

关键词：荧光共振能量转移光微流激光法布里-珀罗微腔激光偏振

离子交联型石蜡基导热增强定型相变材料的制备及其性能

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合成树脂及塑料 2024年第2期41卷 1-6页

作者：赵西坡尹少鼎孙义明卞武勋刘进超冉宝清湖北工业大学材料与化学工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北武汉430068

对石蜡(PA)进行接枝改性、自乳化得到PA乳液。在乳液颗粒形态下将接枝产物分散在乳化层,常温条件下通过乳液颗粒间的空间分布及离子交联,对导热材料形成内锁、铆结,并加Cu粉增强导热制备了PA基导热增强定型相变材料(记作PA@Cu),与定量PA... 详细信息

对石蜡(PA)进行接枝改性、自乳化得到PA乳液。在乳液颗粒形态下将接枝产物分散在乳化层,常温条件下通过乳液颗粒间的空间分布及离子交联,对导热材料形成内锁、铆结,并加Cu粉增强导热制备了PA基导热增强定型相变材料(记作PA@Cu),与定量PA于80℃浸渍吸附20 min,得到吸附PA的PA@Cu(记作PA@Cu-PA),并研究了其元素结构、表观形貌、相变焓、导热性能、热稳定性。结果表明:当Cu粉用量为16 g时,PA@Cu-PA导热系数0.468 W/(m·K),结晶焓-133.27 J/g,在85℃时无明显泄漏,热分解温度384.5℃,储能性能与热稳定性能良好。

关键词：定型相变材料石蜡接枝改性离子交联热稳定性能储能性能

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石蜡固-固相变材料的制备及性能

化工进展 2023年第2期42卷 897-906页

作者：赵西坡卞武勋冉宝清刘进超尹少鼎孙义明湖北工业大学材料与化学工程学院湖北武汉430068 湖北工业大学绿色轻工材料湖北省重点实验室湖北武汉430068

针对石蜡(PA)相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题,利用聚丙烯酸(PAA)羧基的亲水性,易离子化特性,设计了低聚合度PAA接枝石蜡,以自乳化方法制备石蜡乳液,通过常温离子交联,在水介质中、短周期内制备了石蜡固-固相变材料(PA SS-PC... 详细信息

针对石蜡(PA)相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题,利用聚丙烯酸(PAA)羧基的亲水性,易离子化特性,设计了低聚合度PAA接枝石蜡,以自乳化方法制备石蜡乳液,通过常温离子交联,在水介质中、短周期内制备了石蜡固-固相变材料(PA SS-PCMs)。利用扫描电子显微镜对PA乳液及PA SS-PCMs的形貌进行了表征、分析,利用红外光谱仪、X射线衍射仪、偏光显微镜、差示扫描量热仪、热重分析仪对石蜡接枝产物及PA SS-PCMs的分子结构、结晶性能、热稳定性进行了测试和分析。结果表明:该定型方法对不同种类石蜡具有普适性,通过接枝改性、离子交联能得到较高储能效率的石蜡固-固相变材料。研究发现:分两次添加55#石蜡(PA1),前期减少PA1的投入占比,后期添加不参与反应的PA1,能有效提高接枝产物的自乳化能力及相变储能能力。在此基础上,制备了AA∶PA1∶BPO质量比为1.8∶15(10+5)∶0.05的PA1 SSt-PCMs,其结晶温度为45.52℃,结晶焓为-182.28J/g,循环100次后结晶焓损失3.05%,具有较高的储能密度和良好的储热稳定性。

关键词：石蜡接枝改性自乳化固-固相变材料离子交联

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聚丙烯蜡固-固相变材料的制备与工艺优化

化工进展 2023年第1期42卷 336-345页

作者：孙义明冉宝清卞武勋刘进超尹少鼎赵西坡湖北工业大学材料与化学工程学院湖北武汉430068

针对聚丙烯蜡相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题,利用聚丙烯酸(PAA)羧基的亲水性,易离子化特性,设计了低聚合度聚丙烯酸(PAA)接枝聚丙烯蜡,以自乳化方法制备聚丙烯蜡乳液,通过常温离子交联,在水介质中、短周期内制备了聚丙烯蜡... 详细信息

针对聚丙烯蜡相变材料难以乳化分散、离子交联定型的问题,利用聚丙烯酸(PAA)羧基的亲水性,易离子化特性,设计了低聚合度聚丙烯酸(PAA)接枝聚丙烯蜡,以自乳化方法制备聚丙烯蜡乳液,通过常温离子交联,在水介质中、短周期内制备了聚丙烯蜡固-固相变材料(PPW SS-PCMs)。首先利用红外光谱仪、核磁共振波谱仪、扫描电子显微镜分析测试,探讨了丙烯酸的浓度及瞬时浓度对聚丙烯蜡(PPW)接枝产物自乳化能力的影响。然后,利用偏光显微镜、X射线衍射仪、差示扫描量热仪、热重分析仪对PPW接枝产物及PPW SS-PCMs的结晶性能、热稳定性做了测试和分析。结果表明:随着丙烯酸(AA)质量占比升高,定型相变材料的相变焓随AA含量的提升而下降。在一定范围内,通过提高AA瞬时浓度能提高改性PPW的自乳化能力,减少定型组分添加量。当AA、PPW、BPO质量比为0.36∶1∶0.05及滴加速率为9mL/min时,所制备的PPW SS-PCMs的结晶温度为52.46℃,结晶焓为-53.61J/g,储能效率为81.26%,具有较好的热稳定性。

关键词：聚丙烯蜡瞬时浓度自乳化固-固相变材料离子交联

具有莫尔纹结构的PDMS微纳褶皱模板的制备

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微纳电子技术 2022年第9期59卷 945-951页

作者：杨典哲岳鹏廉岚淇赵文娟刘绍鼎太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室太原030024

具有莫尔纹结构的微纳模板对手性结构的自组装制备具有重要的意义。提出了一种制备大面积具有手性莫尔纹结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微纳褶皱模板的方法,该方法操作简单且易于重复。实验中以商用数字化视频光盘(DVD)作为基础模板,在PDM... 详细信息

具有莫尔纹结构的微纳模板对手性结构的自组装制备具有重要的意义。提出了一种制备大面积具有手性莫尔纹结构的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微纳褶皱模板的方法,该方法操作简单且易于重复。实验中以商用数字化视频光盘(DVD)作为基础模板,在PDMS基片上预先复制DVD光栅结构,然后通过氧等离子体的处理,使受到氧化作用的PDMS表面杨氏模量增加,利用软硬膜层间的机械不稳定性诱导新的类光栅褶皱出现,通过调整两种光栅之间的夹角即可形成莫尔纹结构。实验表明在PDMS拉伸比为15%、等离子体功率13 W、气压0.2 mbar(1 bar=10^(5) Pa)、处理时间60 s时,可有效制备莫尔角度覆盖±15°~±90°的莫尔纹模板。该方法可以实现厘米级具有莫尔纹结构微纳模板的制作,并且不需要采用刻蚀等微纳加工手段,有望对人工微纳手性结构的低成本制备提供新的思路。

关键词：莫尔纹微纳模板聚二甲基硅氧烷(PDMS) 光栅手性

半导体量子点中浸润层跃迁与纯失相对Rabi振荡退相干的影响

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光学学报 2009年第5期29卷 1391-1396页

作者：柳闻鹃刘绍鼎李建波郝中华湖南工业大学理学院湖南株洲412008 武汉大学物理科学与技术学院湖北武汉430072

理论上分析了半导体量子点中浸润层跃迁(包括泄漏和俘获两个过程)对Rabi振荡退相干的影响,含浸润层跃迁的粒子数运动方程可以很好地拟合实验结果。同时还对比分析了纯失相(pure dephasing)对Rabi振荡退相干的影响。分析表明,可以用简单... 详细信息

理论上分析了半导体量子点中浸润层跃迁(包括泄漏和俘获两个过程)对Rabi振荡退相干的影响,含浸润层跃迁的粒子数运动方程可以很好地拟合实验结果。同时还对比分析了纯失相(pure dephasing)对Rabi振荡退相干的影响。分析表明,可以用简单的纯失相强度相关衰减因子来等效地分析复杂的多能级跃迁体系的退相干特性。

关键词：半导体量子点 Rabi振荡退相干纯失相

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基于模糊规则参数自整定PID控制器的设计

微计算机信息 2007年第10期23卷 50-51,119页

作者：刘绍鼎樊立萍姜长洪沈阳化工学院信息工程学院沈阳110142

一种基于模糊规则参数自整定PID控制器的设计方法,即以模糊控制来自适应调节比例、积分、微分的作用。并通过MATLAB/SIMULINK仿真,仿真结果表明该传统PID控制器相比较,具有自适控制器与应性强、调节时间短和鲁棒性好的优点。

关键词：模糊规则自整定 PID