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基于自组装密排金纳米球微球壳的米散射特性

光学学报 2024年第14期44卷 326-335页

作者：宋明霞虞应刘绍鼎太原理工大学电子信息与光学工程学院山西商太原030024

通过乳化自组装方法制备了由密排金纳米球所构成的微球壳结构,实验测量及数值计算的单颗粒散射光谱表明,微球壳结构的光学响应与等效高折射率电介质球壳类似,能够产生电偶极及磁偶极共振模式。当两者的相互作用满足Kerker条件时,可形成... 详细信息

通过乳化自组装方法制备了由密排金纳米球所构成的微球壳结构,实验测量及数值计算的单颗粒散射光谱表明,微球壳结构的光学响应与等效高折射率电介质球壳类似,能够产生电偶极及磁偶极共振模式。当两者的相互作用满足Kerker条件时,可形成定向的前向散射,从而有效抑制背向散射。同时,由于金纳米颗粒之间的等离激元耦合作用,微球壳的壳层内部相对电介质结构能够产生更大的局域场增强。此外,通过测试和计算结果的对比可见,随着微球壳尺寸的增大,其壳层厚度有逐渐增大的趋势,同时如环形电偶极、电四极、磁四极等高阶米散射贡献也可有效被激发。上述结果表明这种金纳米球所构成的微球壳是一种具有丰富米散射特性的结构,在增强光学非线性和光学成像等领域具有潜在的应用前景。

关键词：米散射金纳米球乳化自组装等效介质理论表面等离激元

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

铝掺杂调控CsPbBr_(3)量子点尺寸实现单光子发射

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光学学报 2024年第16期44卷 347-356页

作者：吕鑫李国辉郭婷刘绍鼎孙虹崔艳霞温荣太原理工大学电子信息与光学工程学院山西太原030024 太原理工大学物理学院山西太原030024

采用热注入法合成了具有不同Al^(3+)离子掺杂浓度的铯铅溴(CsPbBr_(3))量子点,并系统地研究了它们的光学特性和材料特性。研究结果表明,Al^(3+)离子掺杂不仅能够有效调控CsPbBr_(3)量子点的发光强度与发光波长,还增强了CsPbBr_(3)量子... 详细信息

采用热注入法合成了具有不同Al^(3+)离子掺杂浓度的铯铅溴(CsPbBr_(3))量子点,并系统地研究了它们的光学特性和材料特性。研究结果表明,Al^(3+)离子掺杂不仅能够有效调控CsPbBr_(3)量子点的发光强度与发光波长,还增强了CsPbBr_(3)量子点中的Pb—Br键的相互作用,从而显著提高了量子点的环境稳定性。此外,Al^(3+)离子的半径远小于Pb^(2+)离子,导致Al^(3+)离子掺杂能够有效引起CsPbBr_(3)量子点晶格收缩,进而减小了量子点的尺寸并提高了尺寸均一性。CsPbBr_(3)量子点尺寸的减小增强了其量子限域效应,使得量子点的单光子发射性能得到了显著提高。本研究为优化钙钛矿量子点单光子源性能提供了新思路,也促进了新兴钙钛矿单光子源领域的发展。

关键词：钙钛矿量子点热注入法离子掺杂单光子

大面积自组装金纳米颗粒超晶格薄膜的制备及光学特性研究

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光电工程 2024年第6期51卷 12-20页

作者：黄信史作盐宋明霞虞应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山西太原030024 太原理工大学电子信息与光学工程学院山西太原030024

自组装贵金属纳米颗粒超晶格等离激元与光场的耦合能够激发极化激元模式,在增强光谱及传感等领域具有重要的应用前景。然而目前自组装方法制备超晶格薄膜层数较难控制,同时样品尺寸较小,限制了相关应用的发展。本文基于润湿增强的界面... 详细信息

自组装贵金属纳米颗粒超晶格等离激元与光场的耦合能够激发极化激元模式,在增强光谱及传感等领域具有重要的应用前景。然而目前自组装方法制备超晶格薄膜层数较难控制,同时样品尺寸较小,限制了相关应用的发展。本文基于润湿增强的界面自组装方法可快速、大面积制备单层密排纳米颗粒薄膜的特性,采用逐层堆叠方法制备了具有不同层数的大面积、均匀分布的金纳米颗粒超晶格薄膜样品。实验及计算透/反射光谱表明,所制备超晶格样品能够有效激发极化激元模式,同时高阶极化激元模式随着超晶格层数的增加也可被有效激发。此外,通过调整纳米颗粒尺寸也可有效调制极化激元模式的共振峰位。这些研究为制备大面积高质量纳米颗粒超晶格薄膜提供了一种有效的方案,有望用于高性能微纳光子器件的设计。

关键词：金纳米颗粒纳米颗粒超晶格时域有限差分法极化激元模式

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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 322-328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山西太原030024

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... 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

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 ***,conventional spatial encoding approaches have only lim-ited steerable targets usually neglecting the temporal effect,thus hindering their broad *** 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 *** is achieved by focusing femtosecond pulsed light carrying vectorial-vortex by a single objective lens under tight focusing *** 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 *** underlying control mechanisms have been *** 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

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

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