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高精细度光学微腔中原子的偶极俘获

物理学报 2004年第5期53卷 1346-1351页

作者：刘涛张天才王军民彭堃墀量子光学与光量子器件国家重点实验室山西大学光电研究所太原030006

利用梯度光场产生的光学偶极力对原子的作用是实现原子俘获的重要途径 .分析高精细度光学微腔中的偶极阱 ,讨论了由腔内驻波场、侧向和横向约束光构成光学势阱的特性 ,说明在高精细度光学微腔中可以产生尺度为亚微米 ,阱深为mK量级的纯... 详细信息

利用梯度光场产生的光学偶极力对原子的作用是实现原子俘获的重要途径 .分析高精细度光学微腔中的偶极阱 ,讨论了由腔内驻波场、侧向和横向约束光构成光学势阱的特性 ,说明在高精细度光学微腔中可以产生尺度为亚微米 ,阱深为mK量级的纯光学阱 ,并获得单原子与光场的强耦合作用 .还讨论了激光线宽对微腔中偶极阱阱深的影响 .

关键词：偶极俘获光学微腔单原子量子电动力学梯度光场驻波场光学势阱

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光镊研究与产业现状

激光与光电子学进展 2009年第6期46卷 13-15页

作者：谢婧单位不详

操纵和控制单个原子一直是物理学家追求的目标。光镊是利用光与物质间动量的传递的力学效应而形成的三维梯度光学势阱，是一种可以对活细胞和其他微小物体进行无损伤和非接触性操控的工具。它是建立在光辐射压原理的基础上的。

关键词：产业现状光镊物理学家光学势阱力学效应非接触性微小物体无损伤

基片衍射时原子速率对激光汇聚铬原子沉积的影响

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激光技术 2013年第4期37卷 421-424页

作者：张宝武支理想张文涛贾梦翔中国计量学院计量测试工程学院杭州310018 桂林电子科技大学电子工程学院桂林541004

为了研究基片衍射对激光汇聚原子沉积的影响,基于标量光学衍射理论,采用数值计算对比分析了基片衍射与否两种情况下,铬原子波包几率密度分布(表征了沉积条纹)特征值随原子波包速率的变化。结果表明,当原子波包横向速率保持不变、而纵向... 详细信息

为了研究基片衍射对激光汇聚原子沉积的影响,基于标量光学衍射理论,采用数值计算对比分析了基片衍射与否两种情况下,铬原子波包几率密度分布(表征了沉积条纹)特征值随原子波包速率的变化。结果表明,当原子波包横向速率保持不变、而纵向最可几速率在考察范围内变化时,基片衍射会使波包几率分布的最大值平均约有14.9%的增加量,而半峰全宽平均约有14.3%的减小量;当原子波包纵向最可几速率保持不变、而横向速率在考察范围内变化时,基片衍射会使波包几率密度分布的最大值平均约有14.5%的增加量,而半峰全宽平均约有16.9%的减小量。该研究成果为实验提供了有益的理论指导。

关键词：激光技术基片衍射原子波包光学势阱

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近十年来光镊研究的进展

科学通报 1997年第20期42卷 2129-2133页

作者：李银妹操传顺崔国强中国科学技术大学物理系合肥230026

光镊是建立在光的辐射压原理的基础之上的.光压概念的提出源于Newton时代.然而,它的实际应用却是在激光诞生以后才得以实现的.人们首先利用光压原理进行原子俘获等物理学研究.1970年,美国Bell电话实验室的一位学者Ashkin用一束TEM_(00)G... 详细信息

光镊是建立在光的辐射压原理的基础之上的.光压概念的提出源于Newton时代.然而,它的实际应用却是在激光诞生以后才得以实现的.人们首先利用光压原理进行原子俘获等物理学研究.1970年,美国Bell电话实验室的一位学者Ashkin用一束TEM_(00)Gauss光束在垂直于光传播方向上束缚了水中乳胶微粒.这一实验的成功将辐射压的应用从原子量级扩展到了微米范围,奠定了光镊的研究基础.之后,Ashkin又设计了双光束光学势阱,初步实现了光镊的雏形.1986年Ashkin把单束激光引入高数值孔径物镜形成了三维光学势附。

关键词：光镊生物学应用辐射压光学势阱

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飞秒激光光镊的理论研究

光子学报 2002年第Z2期31卷 28-32页

作者：邢歧荣毛方林栗岩锋柴路王清月天津大学精仪学院超快激光研究室天津300072 光电信息技术科学教育部重点实验室

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。

关键词：飞秒激光激光光镊单光束梯度力势阱数值计算光源粒子受力分析光学势阱

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光镊理论模型研究进展

华侨大学学报（自然科学版） 2016年第5期37卷 615-621页

作者：王娟任洪亮周业鹏华侨大学信息科学与工程学院福建厦门361021

根据微粒尺度与入射光波长间的关系,给出几何光学模型和电磁模型.详细描述几何光学法、时域有限差分法(FDTD)、有限元法(FEM)、广义洛伦兹-米理论(GLMT)和瑞利散射方法等计算光镊捕获力的理论,并列出T矩阵法、离散偶极子近似法(DDA)、... 详细信息

根据微粒尺度与入射光波长间的关系,给出几何光学模型和电磁模型.详细描述几何光学法、时域有限差分法(FDTD)、有限元法(FEM)、广义洛伦兹-米理论(GLMT)和瑞利散射方法等计算光镊捕获力的理论,并列出T矩阵法、离散偶极子近似法(DDA)、矩量法(MOM)及耦合偶极子法(CDM)等多种数值计算方法.研究表明:在光镊技术中,这些方法可用于不同性质的光束及微粒的研究,其研究方法与过程均有所不同.

关键词：光镊光学势阱几何光学模型电磁模型瑞利散射理论捕获力

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光控势阱中激子极化激元的室温凝聚及操控

光控势阱中激子极化激元的室温凝聚及操控

作者：张鑫涵华中科技大学

学位级别：硕士

激子极化激元是由激子与光子之间的强耦合效应而形成的一种准粒子,由于其独特的半光半物质特性,激子极化激元能产生诸如室温玻色-爱因斯坦凝聚、量子化涡旋、超流等一系列新奇现象。如何实现对激子极化激元能态的调控并进而操控其光电性... 详细信息

激子极化激元是由激子与光子之间的强耦合效应而形成的一种准粒子,由于其独特的半光半物质特性,激子极化激元能产生诸如室温玻色-爱因斯坦凝聚、量子化涡旋、超流等一系列新奇现象。如何实现对激子极化激元能态的调控并进而操控其光电性质,是激子极化激元基础物理研究及器件开发方面的前沿课题。本论文主要研究激子极化激元在光控势阱中的室温凝聚效应及其能态操控问题,具体内容包括:(一)利用激子极化激元内在的激子成分,通过非共振激发的方法,实现了激子极化激元动态势垒的光学注入。(二)利用全光学方法,在一维ZnO回音壁微腔中产生了可动态调控的抛物线型势阱,并通过共焦显微角分辨光谱技术及实空间成像方法,详细研究了激子极化激元在抛物线型光学势阱中的室温凝聚效应及能态操控问题。(三)采用拉曼光谱方法,研究了纵光学(LO)声子与激子极化激元谐振子态之间的相互作用。并通过三能级耦合速率方程,模拟了抛物线光学势阱中激子极化激元谐振子模式之间的竞争行为,取得了和实验相一致的结果。(四)通过将动态光学势阱与缺陷引起的静态势场相结合的方法,在一维ZnO微腔中成功注入了抛物线型与方型两种动态势阱,实现了对激子极化激元势阱型态的实时调控。本论文的工作验证了室温条件下对激子极化激元进行全光操控的可行性及有效性,相关成果预期将对激子极化激元基础物理及基于激子极化激元的高性能全光器件开发作出积极贡献。

关键词：激子极化激元光学势阱能态调控玻色-爱因斯坦凝聚

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光镊应用于介观体系粒子的理论研究

光镊应用于介观体系粒子的理论研究

作者：魏勇燕山大学

学位级别：硕士

光镊技术是以激光微束的光阱效应为基础的,于二十世纪七十年代开始研究。高度聚焦的激光微束所形成的梯度力可以弹性地捕获从几纳米到几十微米的生物或其他大分子微粒、细胞器等,由于光镊可实现生物活体样品的非实体接触无损伤操纵,光... 详细信息

光镊技术是以激光微束的光阱效应为基础的,于二十世纪七十年代开始研究。高度聚焦的激光微束所形成的梯度力可以弹性地捕获从几纳米到几十微米的生物或其他大分子微粒、细胞器等,由于光镊可实现生物活体样品的非实体接触无损伤操纵,光镊技术已成为当前生物物理学中新方法和新仪器的研究热点之一。论文较系统的研究了介观体系粒子所受光阱力的情况。使用德拜积分公式作为有效的表达方式,对光阱中介观体系粒子所受到的力进行了定量计算和数值仿真分析,并与现有的几何光学理论模型作了详细的比较。论文首先阐述了光镊技术的基本原理和捕陷粒子的条件;其次在光阱力的定量计算方面,论文把激光束看作是平面电磁波的重叠,建立起德拜形式的积分表达式,并结合散射理论,对介观体系中的电介质粒子所受到的光阱力进行了定量计算;再次,在实验参数条件下对粒子所受光阱力进行了数值仿真,根据数值仿真结果,讨论了微粒的相对大小、光束的束腰半径、激光功率以及激光波长等主要系统参数与光阱力的关系。并通过与已有的理论的数值结果比较,论证了这个理论对任意球状介质粒子的适用性;最后归纳和总结了纳米光镊技术的发展,详细的叙述了一些先进组合技术在改进光镊装置构造、操作精度以及校准方面的应用,在此基础上提出了一些构想和建议。

关键词：光学势阱光镊光阱力散射纳米生物学组合技术

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飞秒激光细胞显微操作系统的实验研究

飞秒激光细胞显微操作系统的实验研究

作者：王锴天津大学

学位级别：硕士

本论文旨在建立飞秒激光细胞显微操作系统并利用该系统进行有关实验研究,主要包括以下几方面工作: 一以自行搭建的高重复率飞秒激光器为光源,成功建立一套飞秒激光细胞显微操作系统。该系统以Olympus IX71型生物倒置显微镜... 详细信息

本论文旨在建立飞秒激光细胞显微操作系统并利用该系统进行有关实验研究,主要包括以下几方面工作: 一以自行搭建的高重复率飞秒激光器为光源,成功建立一套飞秒激光细胞显微操作系统。该系统以Olympus IX71型生物倒置显微镜为主体,将其中一个成像检测通道改造成飞秒激光光源的输入通道,并配备我们改装的高精度二维微位移载物台（最小步长为0.2微米）和CCD图像记录与监控系统。二利用该系统实现了对人体血红细胞、雨生红球藻细胞和红发夫酵母细胞的稳定捕获。三比较了飞秒激光光镊和连续激光光镊的捕获能力;实验发现,较长时间捕获细胞后,两种光镊对细胞表现出不同的捕获能力。四利用染色法研究了飞秒激光光镊和连续激光光镊对被捕获细胞活性的影响。五在原有系统的基础上加入自行搭建的三维移动细胞分离装置,实现了单细胞的分离。六对显微镜进行了改装,增加了光信号的探测装置而不影响原来的实时监测功能;在显微镜外部搭建了“泵浦-探测”光路,飞秒激光经过泵浦探测光路进入显微镜,得到了一些初步的实验结果,为下一步利用该系统探测生物超快过程打下基础。七论文最后描述对前期工作的改进计划,并对后续工作进行展望,以期为下一步的工作打下良好的基础。

关键词：飞秒激光光学势阱光镊 Q值显微操作细胞融合