摘要：利用对称性进了两维快速傅里叶变换（ＦＦＴ），以这种改进的快速傅里叶变换模拟相干光的费涅耳衍射，设计出傅里叶型Ｋｉｎｏｆｏｒｍ和等效于透镜的 Ｋｉｎｏｆｏｒｍ合二为一的费涅耳型 Ｋｉｎｏｆｏｒｍ．从对称性的思路出发将一维快速傅里叶变换的对应项应用到两维快速傅里叶变换中，避免一般所采用的分别对矩阵的行和列做一维快速傅里叶变换的做法，观察到计算时间的明显缩短．将此改进的两维ＦＦＴ算法应用于 Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ－Ｓａｘｔｅｎ迭代算法［２］，设计的 Ｋｉｎｏｆｏｒｍ的精度相对于文献［１］的结果提高了一个数量级．给出了Ｋｉｎｏｆｏｒｍ及其费涅耳衍射光强分布的计算机模拟结果．

摘要：利用倾斜放置于光镊光路中的旋转玻片对激光束进行斩波可以实现分时复用多光阱。详细讨论了光镊光路中引入玻片后,光阱位置的变化随玻片位置、厚度以及倾斜角度等因素的变化关系。设计了可以加载不同厚度玻片的8孔转盘,通过直流电机带动转盘旋转实现玻片对激光束的机械斩波,进而获得分时复用多光阱。利用分时复用多光阱实现了两个、三个不同大小聚苯乙烯小球的稳定捕获,通过改变玻片倾角可以改变光阱之间的距离,实现对捕获小球距离的控制。给出了分时复用多光阱的初步结果,从实验上证实了方法的可行性。

摘要：设计出以可编程控制器、伺服电机放大器、伺服电机和编码器为主要部件的可编程机械斩光器,并将其与多光镊系统相耦合,构建了胶体微粒间相互作用势测量系统。利用该系统测量聚苯乙烯球悬浮液中两个小球之间的静电相互作用势,其结果与胶体稳定理论符合,验证了系统的可靠性。该斩光器具有良好的易用性、兼容性和可移植性。并且该系统能在可控的物理化学条件下从粒子层次直接测量胶体粒子间不同类型的相互作用势,为深入研究胶体的微观机制提供了一种有效的测量手段和技术平台。

摘要：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。

摘要：利用激光的力学效应设计三维的光学陷阱,在显微镜下能成功地捕获和操纵活的生物体.这种激光光钳技术可为细胞学研究提供一种新的有效的实验手段.

摘要：光镊技术发明30年来,在生命科学领域中的应用取得了开创性成果,促进了生物物理学的发展。2018年光镊发明人***获得了诺贝尔物理学奖,再次激发了社会对光镊技术的关注。光镊能够主动操控微观粒子如细胞,还能对操控力进行定量测量,在生物医学领域有其独特的用处。从生物应用视角来讨论光镊技术,希望通过重温光镊技术的特点和功能,为生物学家遴选科学问题和样品设计做铺垫。介绍生物学家能方便掌握的单光镊操控应用实例,致力于普及和推进已有的研究成果。重点讨论物理生物交叉研究的特点,分析光镊技术研究单细胞、单分子中涉及的技术瓶颈。结合实验室的工作介绍光镊技术的研究进展和仪器应用现状,展望该领域未来发展方向和前景。

摘要：像差会影响光镊对粒子的捕获效果.全息阵列光镊中,像差不仅来自光学元件,由特定算法设计的光阱相位片也会在光路中引入像差.本文通过液晶空间光调制器加载泽尼克多项式相位图,对全息阵列光镊中由光栅透镜组型算法引起的像差进行校正.结果显示:利用三阶泽尼克多项式可有效消除光路中由光栅透镜组型算法引起的慧差,使得捕获2μm聚苯乙烯小球的阵列光阱刚度提高了约40%;对比不同项的像差校正结果发现,全息阵列光镊中由算法引起的慧差与光学元件引起的像差一样,也会对阵列光阱的捕获效果产生较大影响;同时根据一阶像差校正结果可得光栅透镜组型算法对于—阶泽尼克像差具有鲁棒性.实验结果表明,对全息阵列光镊中由算法引起的像差进行校正,对于提高光阱的捕获效果和深化对算法特性的认识都具有重要意义.

摘要：设计了一种角向分布的相位片,利用离子束刻蚀技术加工成0和π二级的相位片.利用角向衍射理论对相位片的衍射场分析表明,衍射场为拓扑指数相反的两束拉盖尔-高斯光束的叠加场.用直径为4mm的近平行光照射相位片,获得径向指数为零,拓扑荷相反的叠加拉盖尔-高斯光场.采用较大孔径的光束入射时,仍为拓扑荷相反的两束光的叠加,但径向指数会发生变化.

摘要：脱离了传统商业显微镜系统,成功研制一套具有单光束梯度力阱核心功能的微型光镊仪器,同时实现了对微粒的三维捕获和pN力的测量。系统采用无穷远光学成像设计、半导体激光光源和LED照明、千分尺三维操控平台,形成全封闭光路,一体化工艺设计的整机系统。操纵稳定,结构紧凑,可定量测量,抗干扰能力强,使用调节方便。仪器体积小巧,制造成本低,便于光力学效应的认知教育,也可用于微米微粒的操作探测等科学研究和应用,有利于专业光镊仪器的市场推广。

摘要：阐述了光与物体相互作用时自旋角动量的传递与扭力矩原理.基于光镊光致旋转原理,利用能够悬浮单个粒子的光镊技术并采用具有双折射特性的CaCO3晶体粒子,设计了微粒在不同偏振光场中的旋转运动实验内容,研究光与双折射晶体粒子相互作用产生的光致旋转效应,观察和测量由自旋角动量引起粒子的扭转力矩的大小、方向以及旋转速度等力学效应.