蔡亚楠
- 作品数：7 被引量：13H指数：2
- 供职机构：中国科学院西安光学精密机械研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划陕西省自然科学基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信更多>>
- 轴向多光阱微粒捕获与实时直接观测技术被引量：1
- 2018年
- 传统的光镊技术使用单个物镜同时进行光学捕获与显微成像,使得捕获与成像区域被限制在物镜焦平面附近,无法同时观察到沿光轴方向(即Z向)捕获的多个微粒.本文提出一种轴平面(XZ平面)GerchbergSaxton迭代算法来产生沿轴向分布的多光阱阵列,将轴平面成像技术与光镊结合,实现了沿轴向对二氧化硅微球的多光阱同时捕获与实时观测.通过视频分析法测量了多个二氧化硅微球在轴向光镊阵列中的布朗运动,并标定了光阱刚度.本文提出的轴向多光阱微粒捕获与实时观测技术为光学微操纵提供了一个新的观测视角和操纵方法,为生物医学、物理学等相关领域研究提供了一种新的技术手段.
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- 关键词：光镊
- 完美涡旋光拓扑荷的原位测定被引量：1
- 2019年
- 为了实现对完美涡旋光拓扑荷的快速测定,提出了一种同轴干涉测定方法,其基本思路是利用一个空间光调制器同时调制产生完美涡旋光与球面波,调制球面波的发散角使两者发生干涉,利用干涉条纹数来实现拓扑荷数的直接快速测定.理论模拟和实验测定结果表明,利用该方法得到的干涉条纹可以测定完美涡旋光的拓扑荷,包括大小与符号.进一步,利用该方法测量了完美涡旋光阵列与球面波的干涉图样,实现了对每个完美涡旋光的拓扑荷的快速测定.该原位测定方法简单、有效,对于利用完美涡旋光实现轨道角动量控制和信息编码等应用具有参考意义.
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- 关键词：空间光调制器傅里叶变换
- 不同偏振态光镊三维光阱刚度的比较研究被引量：4
- 2019年
- 为了研究激光偏振态对光阱刚度的影响,本文比较了四种不同偏振态光场(方位角偏振光、径向偏振光、线偏振光、圆偏振光)捕获不同尺寸SiO2微粒的三维光阱刚度.研究结果表明:当SiO2微粒的尺寸和激光波长相近时,圆偏振光和线偏振光的三维光阱刚度大于径向偏振光和方位角偏振光的三维光阱刚度;而随着SiO2微粒尺寸的增加,方位角偏振光和径向偏振光的三维光阱刚度大于圆偏振光和线偏振光的三维光阱刚度.此外,实验也表明:使用浸油物镜捕获微粒时,物镜匹配油的折射率和水的折射率不一致引起的球差,会降低系统对物镜数值孔径的利用.通过这些研究工作,可以为不同偏振态光场的测力研究提供一定的指导和参考.
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- 关键词：偏振态折射率球差数值孔径
- 光学微操纵过程的轴平面显微成像技术被引量：1
- 2017年
- 光学俘获技术利用光与物质相互作用产生的光势阱效应来实现对微粒的操控,已经成功应用于生物医学、材料科学等交叉领域.在对微粒进行三维俘获时,传统的宽场光学显微技术只能观测到某一平面内微粒的横向运动,对微粒沿轴向运动的观测受到很大限制.本文将轴平面显微成像技术引入光学微粒操控研究中,利用45?倾斜的反射镜把微粒的轴向运动信息转换到横向平面进行观测,与传统宽场显微成像技术相结合,实现了对二氧化硅小球俘获过程横向和轴向运动的同步观测.该成像方法无需扫描和数据重构,具有实时快速等优点,在新型光束光镊、厚样品三维观测和成像等领域具有潜在的应用价值.
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- 轴向多光阱光镊的直接成像技术研究
- 传统的光镊技术使用单个物镜同时进行光学捕获与显微成像，使得捕获与成像区域被限制在物镜焦平面附近，无法同时观察到沿光轴方向捕获的多个微粒，因此轴向多光阱同时捕获与实时成像仍然是一个挑战。
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- 受激发射损耗显微中空心损耗光的光强分布优化研究被引量：2
- 2017年
- 受激发射损耗显微技术(STED)作为一种远场超分辨显微成像技术,具有几十纳米甚至几纳米的空间分辨率,是细胞生物学等研究领域的重要成像工具。圆环形空心损耗光在物镜焦点附近的光场强度分布对STED空间分辨率起决定性作用。在高数值孔径物镜聚焦下,光场的偏振态会对聚焦光场的强度分布产生显著的影响,此外,显微系统的轴外像差会严重破坏空心损耗光焦斑的中心对称性。基于矢量衍射理论,理论模拟了在高数值孔径物镜聚焦条件下,入射涡旋光的偏振态和光学系统中的彗差和像散对空心损耗光焦场强度分布的影响。实验上使用纯相位型空间光调制器来校准光学系统相差,优化变形的损耗光,利用纳米探针扫描焦点区域,测量了其焦场强度分布。测量结果与由矢量稍微理论观测的结果一致。
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- 关键词：超分辨空间光调制器
- 无衍射特殊光束的产生与三维表征被引量：4
- 2015年
- 无衍射光束(如贝塞尔光束、艾里光束)因具有无衍射、自愈合的特性,在很多领域都有广泛的应用.本文提出使用纯相位型空间光调制器对光场的复振幅进行调控,从而可以产生多种复杂模式的无衍射光束,如强度可独立调控的多个零阶贝塞尔光束,两个高阶贝塞尔光束干涉生成的花瓣状无衍射光束,具有多个主瓣的加速光束等特殊的无衍射光束.通过在待测焦场附近放置一个平面反射镜,使其沿光轴快速扫描光场,并由数字相机同步拍摄反射回来的一系列二维光场强度分布信息,可实现对无衍射光束三维光场强度分布的快速测量和表征.本实验方法和技术可以快速产生各种复杂的特殊光场并获得其精确的三维可视化重建效果,在光学显微、光学俘获、光学微加工等领域有潜在的应用价值.
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- 关键词：无衍射光束
