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金属纳米球-纳米圆盘结构中表面等离激元共振模式的电磁场增强研究
被引量：
1
1
作者
李梦君
方晖
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期1098-1103,共6页
表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学。位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射...
表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学。位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射光中磁场的相互作用的研究则相对较少。该研究在前期已有的研究基础之上模拟计算了金属纳米球-纳米圆盘结构间隙处的近表面电、磁场增强,研究结果表明该结构在单束紧聚焦径向偏振光束的激发下,金属纳米圆盘产生局域表面等离激元呼吸模式和上下表面处的电偶极矩模式,该模式使圆盘中心纵向表面电场得到增强。由于金属纳米圆盘与金属纳米球的局域表面等离激元电偶极矩的耦合共振相互作用,可以形成纵向电场得到有效增强的局域表面等离激元共振间隙模式。通过数值模拟计算研究,证明该金属纳米结构间隙模式的纵向电场分量相对于径向偏振入射光的有效激发横向电场分量即近表面电场的增强因子高达250倍;而近表面磁场的增强因子高达170倍。为了更清晰地展现出这种新型金属纳米结构的光谱特性以及近表面电、磁场分布特征,还展示出了该金属纳米结构的近表面电场增强分布、近表面磁场振幅分布以及近表面电、磁场共振波长的对比分析,计算结果表明所提出的金属纳米球-纳米圆盘结构具有明显的局域近表面电、磁场增强优势以及较宽的频谱波段。由于本文提出的金属纳米结构具有电、磁场增强优势,希望计算结果能应用到更多的研究领域当中,尤其是生物医学等领域,为人们抗击疫情提供一点点参考和帮助。
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关键词
微纳光学
金属纳米球-纳米圆盘
表面等离激元共振
电磁场增强
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职称材料
模拟退火算法色差校正的傅里叶叠层显微彩色成像技术
被引量：
2
2
作者
吴航宇
王铭群
+1 位作者
卢鑫
方晖
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期10-21,共12页
提出一种基于模拟退火算法的自动聚焦方法,可以分别重建三种照明色光的高分辨率图像,从而实现高分辨率彩色图像的构建。模拟仿真和分辨率靶及生物切片样品实验结果均表明,即使色差较严重的显微系统,利用该方法也能准确地获得高分辨率彩...
提出一种基于模拟退火算法的自动聚焦方法,可以分别重建三种照明色光的高分辨率图像,从而实现高分辨率彩色图像的构建。模拟仿真和分辨率靶及生物切片样品实验结果均表明,即使色差较严重的显微系统,利用该方法也能准确地获得高分辨率彩色图像,极大降低了对显微镜的性能要求,扩展了傅里叶叠层彩色成像的适用范围。
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关键词
光电信息科学与工程
傅里叶叠层彩色成像
相位恢复
自动聚焦
模拟退火
色差校正
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职称材料
偏振光复用的液晶体光栅波导AR近眼显示系统
被引量：
1
3
作者
林子健
姚立胜
+7 位作者
金华健
邱健滨
叶芸
徐胜
严群
郭太良
张万隆
陈恩果
《液晶与显示》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期646-655,共10页
光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势。出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼。然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均。特别是当使用液...
光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势。出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼。然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均。特别是当使用液晶制备而成的偏振体全息光栅作为耦合元件时,由于光栅仅对一种圆偏振光敏感,与之正交的圆偏振光会被直接透射,导致波导系统的能量利用率并不高。针对这一挑战,本文提出了一种实现左旋和右旋圆偏振光复用的偏振体全息光栅光波导AR显示光学系统,同时实现了大出瞳尺寸和良好入眼均匀性。在理论设计和仿真方面,首先通过k空间理论设计了大视场角下的光栅结构,再以微型发光二极管(Micro-LED,μLED)作为微显示屏,设计了一套与之匹配的投影镜头,并对整个波导系统进行了成像仿真。在实验部分,制备了中心波长为532 nm、出瞳尺寸为45 mm×25 mm的偏振体全息光栅波导。实验结果显示,该波导系统在基板折射率为1.51下的对角线视场角达到了预期的32.86°。相比于仅响应单一圆偏振光的方案,采用九点法测得的均匀性提升了48.8%,整体均匀性提升了34.1%,波导组合器的光学效率也实现了1.2倍的提升。本文工作为偏振体全息光栅波导的设计提供了宝贵的指导和参考。
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关键词
增强现实
液晶偏振体光栅
微型发光二极管显示
波导
衍射光栅
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职称材料
题名
金属纳米球-纳米圆盘结构中表面等离激元共振模式的电磁场增强研究
被引量：
1
1
作者
李梦君
方晖
机构
唐山师范
学
院物理科
学
与技术
学
院
深圳大学
微
纳
光电子学
研究院
/
纳米
光子
学
研究
中心
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期1098-1103,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划项目(2015CB352004)
唐山市科学技术研究与发展计划项目(20130220b)
唐山师范学院科学研究基金项目(2019A07)资助。
文摘
表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学。位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射光中磁场的相互作用的研究则相对较少。该研究在前期已有的研究基础之上模拟计算了金属纳米球-纳米圆盘结构间隙处的近表面电、磁场增强,研究结果表明该结构在单束紧聚焦径向偏振光束的激发下,金属纳米圆盘产生局域表面等离激元呼吸模式和上下表面处的电偶极矩模式,该模式使圆盘中心纵向表面电场得到增强。由于金属纳米圆盘与金属纳米球的局域表面等离激元电偶极矩的耦合共振相互作用,可以形成纵向电场得到有效增强的局域表面等离激元共振间隙模式。通过数值模拟计算研究,证明该金属纳米结构间隙模式的纵向电场分量相对于径向偏振入射光的有效激发横向电场分量即近表面电场的增强因子高达250倍;而近表面磁场的增强因子高达170倍。为了更清晰地展现出这种新型金属纳米结构的光谱特性以及近表面电、磁场分布特征,还展示出了该金属纳米结构的近表面电场增强分布、近表面磁场振幅分布以及近表面电、磁场共振波长的对比分析,计算结果表明所提出的金属纳米球-纳米圆盘结构具有明显的局域近表面电、磁场增强优势以及较宽的频谱波段。由于本文提出的金属纳米结构具有电、磁场增强优势,希望计算结果能应用到更多的研究领域当中,尤其是生物医学等领域,为人们抗击疫情提供一点点参考和帮助。
关键词
微纳光学
金属纳米球-纳米圆盘
表面等离激元共振
电磁场增强
Keywords
Micro-nano optics
Metal nanosphere-nanodisc
Surface plasmon resonance
Electromagnetic field enhancement
分类号
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
模拟退火算法色差校正的傅里叶叠层显微彩色成像技术
被引量：
2
2
作者
吴航宇
王铭群
卢鑫
方晖
机构
深圳大学
物理与
光电
工程
学
院
深圳大学微纳光电子学研究院纳米光子学研究中心
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期10-21,共12页
基金
国家自然科学基金(No.11774256)
广东省自然科学基金(No.2018B03031104)。
文摘
提出一种基于模拟退火算法的自动聚焦方法,可以分别重建三种照明色光的高分辨率图像,从而实现高分辨率彩色图像的构建。模拟仿真和分辨率靶及生物切片样品实验结果均表明,即使色差较严重的显微系统,利用该方法也能准确地获得高分辨率彩色图像,极大降低了对显微镜的性能要求,扩展了傅里叶叠层彩色成像的适用范围。
关键词
光电信息科学与工程
傅里叶叠层彩色成像
相位恢复
自动聚焦
模拟退火
色差校正
Keywords
Optoelectronic information science and engineering
Fourier ptychographic microscopy color imaging
Phase retrieval
Auto-focusing
Simulated annealing
Chromatic aberration correction
分类号
O436 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
偏振光复用的液晶体光栅波导AR近眼显示系统
被引量：
1
3
作者
林子健
姚立胜
金华健
邱健滨
叶芸
徐胜
严群
郭太良
张万隆
陈恩果
机构
福州
大学
物理与信息工程
学
院平板显示技术国家地方联合工程实验室
中国福建
光电
信息科
学
与技术创新实验室(闽都创新实验室)
深圳大学微纳光电子学研究院纳米光子学研究中心
出处
《液晶与显示》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期646-655,共10页
基金
国家自然科学基金(No.62175032)
闽都创新实验室自主部署项目(No.2020ZZ111)。
文摘
光波导组合器在增强现实显示的出瞳扩展和外观薄化方面颇具优势。出瞳扩展技术是通过在耦出区域诱导多次衍射,将光线引导至人眼。然而,这种多次衍射可能导致出瞳亮度在沿光路径的空间分布上逐渐减弱,从而造成亮度不均。特别是当使用液晶制备而成的偏振体全息光栅作为耦合元件时,由于光栅仅对一种圆偏振光敏感,与之正交的圆偏振光会被直接透射,导致波导系统的能量利用率并不高。针对这一挑战,本文提出了一种实现左旋和右旋圆偏振光复用的偏振体全息光栅光波导AR显示光学系统,同时实现了大出瞳尺寸和良好入眼均匀性。在理论设计和仿真方面,首先通过k空间理论设计了大视场角下的光栅结构,再以微型发光二极管(Micro-LED,μLED)作为微显示屏,设计了一套与之匹配的投影镜头,并对整个波导系统进行了成像仿真。在实验部分,制备了中心波长为532 nm、出瞳尺寸为45 mm×25 mm的偏振体全息光栅波导。实验结果显示,该波导系统在基板折射率为1.51下的对角线视场角达到了预期的32.86°。相比于仅响应单一圆偏振光的方案,采用九点法测得的均匀性提升了48.8%,整体均匀性提升了34.1%,波导组合器的光学效率也实现了1.2倍的提升。本文工作为偏振体全息光栅波导的设计提供了宝贵的指导和参考。
关键词
增强现实
液晶偏振体光栅
微型发光二极管显示
波导
衍射光栅
Keywords
augment reality
liquid crystal polarization volume grating
micro-LED displays
waveguide
diffraction grating
分类号
TN252 [电子电信—物理电子学]
O436 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
金属纳米球-纳米圆盘结构中表面等离激元共振模式的电磁场增强研究
李梦君
方晖
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
模拟退火算法色差校正的傅里叶叠层显微彩色成像技术
吴航宇
王铭群
卢鑫
方晖
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
2
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职称材料
3
偏振光复用的液晶体光栅波导AR近眼显示系统
林子健
姚立胜
金华健
邱健滨
叶芸
徐胜
严群
郭太良
张万隆
陈恩果
《液晶与显示》
CAS
CSCD
北大核心
2024
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