导读:本文包含了光学捕获论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:光学捕获,表面等离激元,表面等离激元调控,叁角板阵列
光学捕获论文文献综述
李浪[1]（2019）在《基于银纳米叁角板表面等离激元效应的光学捕获》一文中研究指出金属纳米颗粒的表面等离激元是金属表面自由电子与入射光子发生共振耦合并吸收光子从而产生的电子集体振荡现象。金属纳米颗粒激发的表面等离激元场往往会局域在界面几十纳米范围内,从而产生很强的局域电磁场。这种纳米尺度范围内的电磁场增强效应会产生极强的电场梯度力,将其应用到光镊领域可显着提高光镊捕获精度及稳定性。相对于传统各向同性纳米粒子,纳米叁角板的各向异性结构提供了更强的局域电磁场效应与可调的局域表面等离激元效应,故本文将构建不同的银纳米叁角板结构,研究基于其表面等离激元的光学俘获特性。本文通过构建银纳米叁角板单体及多聚体模型,选择线偏振平面光入射,研究了不同结构银纳米叁角板叁维空间电磁场分布、微球在电磁场不同位置处的光力分布及光势阱分布。对于叁角板单体,通过改变入射光偏振方向,实现了叁角板表面等离激元电场分布的调控;同时通过改变叁角板顶角曲率,证明了叁角板结构相对于圆盘结构具有更强的局域电场特性,且在叁角板单体产生的表面等离激元场中实现了对微球的稳定捕获。对于叁角板多聚体,通过表面等离激元的耦合效应,实现了局域电场强度的进一步增强;同时通过改变叁角板顶角之间的间距,证明了多聚体顶角间距越小,其耦合效应越强,产生的局域电场强度也越强,捕获微球的稳定性也越好。利用叁角板构建了特殊微纳阵列结构,通过选择圆偏振平面光与圆偏振涡旋光入射,分别研究了叁角板四聚体及圆阵列结构表面等离激元的电场及相位分布。通过圆偏振平面光的入射,实现了阵列中心涡旋场的分布;同时在圆偏振涡旋光入射时,实现了阵列中心电场聚焦,该研究可以为进一步增强表面等离激元光学捕获提供思路。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
张敏,刘超,刘志海,张羽[2]（2019）在《基于光学捕获原理的光波粒二象性演示实验装置》一文中研究指出首次将光纤光镊技术应用于光的波粒二象性演示实验,实现了光波动性与粒子性的同时演示.基于光学捕获技术,实现了对微粒的叁维空间捕获、定位和移动,演示了光的粒子性.基于光束干涉测量技术,实现了对光纤端和捕获粒子表面反射光束干涉信号的记录和检测,演示了光的波动性.该实验装置具有成本低、体积小、集成度较高的优点.(本文来源于《应用科学学报》期刊2019年02期）
徐华锋,崔巍,张洲[3]（2018）在《基于4π聚焦系统提高光学捕获稳定性》一文中研究指出光镊技术是利用高度聚焦的激光束所形成的梯度力势阱对微纳粒子进行捕获和操控的技术,在生物、物理、化学和医学等领域有着非常广泛的应用。基于4π聚焦系统,理论研究了径向偏振高斯光束的紧聚焦特性及其对金属微粒的辐射力,并与传统的单透镜聚焦系统结果进行比较;还详细讨论了不同离焦和离轴距离对光阱刚度的影响。研究结果表明,与传统的单透镜聚焦系统相比,4π聚焦系统通过选择合适的光学参量,可以获得具有叁维球形结构的聚焦光斑,显着增大了横向和纵向的梯度力,从而显着增强光镊系统捕获金属微粒的稳定性。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2018年10期）
裘一妹[4]（2018）在《基于法诺增强超表面的次波长纳米粒子光学捕获》一文中研究指出在生命科学的许多领域,如单分子生物物理学、癌症检测及药物开发等,对生物分子的操控、传感、捕获是非常重要的技术手段。由于受到衍射极限的影响,传统光学捕获手段很难捕获纳米尺寸的物体,为解决这一问题,研究者们提出了各种不同的技术手段。其中将等离子光学应用到光学捕获中具有格外重要的意义,这种方法稳定性高、效率高、反应时间短,并且对被捕获物体无侵入性。然而,由于等离子纳米结构热效应产生的吸收损耗,如何在低功率入射的情况下保证稳定光学捕获成为亟待解决的问题。本文在应用等离子纳米结构的基础上,创新性地通过超表面的不对称性引入法诺共振,产生的高阶模共振导致了增强的近场光力,非对称结构比对称结构产生的光力增强了23倍,在低入射功率的条件下实现了次波长纳米尺寸粒子的单势阱捕获。本文基于巴比涅原理设计了对称、非对称开口环空腔,通过有限时域差分法进行仿真,在线偏振光垂直照射下,结构的不对称性导致了法诺共振效应的产生,从反射谱可以看出对称结构的共振模式P_1分裂形成非对称结构的两种四阶模式P_2和P_3,导致了品质因数Q的增大,两种模式均为结合模式的磁共振,同时还在空腔开口环内引发了分裂的局域电磁场增强。应用麦克斯韦张量法分析光力,通过积分发现当整个系统置于水环境中时,聚苯乙烯粒子在非对称开口环结构表面受到增强的光力作用。在巴比涅非对称开口环表面,入射光波长为2020nm时,最小28.7 mW/μm~2的入射功率可以实现对半径20nm聚苯乙烯粒子的稳定光学捕获,势阱位于上半环空腔处,在垂直方向上光力始终指向结构表面。对于不同尺寸的粒子来说,粒子半径越大,距离结构表面越近,所受到的光力越大。本文设计的巴比涅非对称开口环加工工艺简单,工作在近红外波段,创新性地利用超表面产生的法诺共振增强近场纳米粒子受到的光力,且入射光功率低,可以在生物领域广泛的应用于操控、捕获纳米尺寸粒子。同时,光学捕获的位置可以通过改变结构尺寸或光源入射波长来调节,而且这种法诺共振增强的光力对波长、粒子尺寸敏感,因此,巴比涅非对称开口环空腔还可以用来筛选分类不同尺寸的粒子。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-06-30）
邢静,彭天亮[5]（2018）在《光电成像目标光学特性和捕获率研究》一文中研究指出针对复杂环境光电跟踪成像系统的目标跟踪性能不稳定问题,根据目标自身成像辐射特性和目标运动特点,建立跟踪成像系统目标特性模型,利用光度学知识建立光电成像系统内部噪声影响的对比度阈值函数,依据目标探测距离、目标尺寸、环境照度以及成像面阵CCD自身特性,建立光电成像系统目标跟踪捕获率的计算模型。通过计算与分析,给出不同背景照度、不同的曝光量、光照度等因素条件下的系统捕获率,不同目标对比度和不同距离的目标探测概率、辨认概率和识别概率之间的关系,验证了所建立的捕获率计算函数是科学的。(本文来源于《国外电子测量技术》期刊2018年06期）
张洲[6]（2016）在《光束的聚焦整形技术与光学捕获特性的理论研究》一文中研究指出随着激光技术的广泛应用,光束的紧聚焦特性、聚焦整形技术以及聚焦光场对微纳粒子捕获特性的理论与实验研究逐渐成为了光学领域中的“热门”课题。如何充分挖掘激光技术潜能,有效利用其新效应,对于光场空间结构的有效设计与调控就显得格外的重要。通过对光场偏振态、位相和振幅的空间结构设计,人们可以轻松地实现对叁维聚焦光场的有效调控,获得形如“光针”、“光链”、“光学笼子”、“平顶型光场”等许多新颖的聚焦光场。这些具有特殊空间结构和奇特性质的新型聚焦光场对诸如信息技术、生物医疗、精密测量、材料加工、航空航天乃至国防安全等领域都具有十分重要的应用价值。此外,由聚焦整形技术所赋予的焦场可操控性好和针对性强等特性,使得激光技术在微纳粒子捕获与操纵方面也具有明显的优势。例如,通过偏振调控所产生的暗中空“光学笼子”能有效地捕获折射率小或吸光性强的粒子。因此,对光场紧聚焦特性以及聚焦整形技术的研究意义重大!现如今,虽然人们对光场聚焦整形技术的研究已取得了一定的成果,但由于该研究起步较晚并且相关技术仍不成熟,因此还存在很多科学上和技术上的难题尚未解决。鉴于此,本论文以光束的聚焦整形技术以及聚焦光场对微纳粒子的捕获特性为研究目的,对不同光束的紧聚焦特性、聚焦整形技术以及其光学捕获特性展开了详细的理论研究,主要研究内容分别如下：(1)针对径向偏振中空正弦高斯光束的紧聚焦特性以及光学捕获特性展开了理论研究。基于理查德沃尔夫矢量衍射理论和瑞利散射模型,理论研究了径向偏振中空正弦高斯(HSG)光束在不同光阶数下的叁维聚焦光场分布：详细分析了金属瑞利粒子在焦点附近不同位置处所受光场辐射力的空间大小分布；通过改变捕获条件的相关参数(光阶数、粒子离光轴距离、粒子离焦面距离),详细讨论各个参数变化对光阱刚度大小的影响；研究结果表明高阶的径向偏振HSG光束可以大幅度地提高金属瑞利粒子在横向上的捕获稳定性,并拓宽其在轴向上的捕获范围。最后,本文还详细分析了HSG光束对金属瑞利粒子捕获的稳定性。(2)针对部分相干圆偏振涡旋光束的紧聚焦特性以及聚焦整形技术展开了理论研究。基于理查德沃尔夫矢量衍射理论和光学相干原理,创造性地提出了采用部分相干圆偏振涡旋光束与二元衍射元件(DOE)相结合的叁维光场聚焦整形技术。研究发现通过恰当地调节入射光、透镜以及DOE的相关参数,可以实现对聚焦光场在叁维空间上的有效整形。模拟结果表明部分相干圆偏振涡旋光束可以产生很多具有奇特空间结构的叁维焦场,例如“光针”、“光链”、“光学暗通道”、以及“光学笼子”等。此外,相比于普通的“光学笼子”,通过采用本方法所产生的“光学笼子”具有一个可控的“开关”。即通过改变入射光的相干长度,该“光学笼子”的开关可以很容易地被“打开”或“关闭”。这一研究发现或许将为进一步增强光镊的捕获与操纵能力提供一个新的思路。(3)针对4π紧聚焦系统中的径向偏振光的紧聚焦特性以及光学捕获特性展开了理论研究。基于理查德沃尔夫矢量衍射理论和瑞利散射模型,两束相对传输的径向偏振光在4π紧聚焦系统下对金属瑞利粒子的辐射力进行了详细分析。研究发现相比于传统的单透镜光镊系统,4π紧聚焦系统的最大优点便在于它能够极大地提升粒子在横向上和轴向上所受的梯度力和光阱刚度。与此同时,由于在4π紧聚焦系统中两束相对传输的入射光在焦点处光强的相反相位叠加,粒子在焦点附近所受的散射力和吸收力也将受到极大地抑制,并最终导致了粒子在焦面上所受的轴向力只包含轴向梯度力。最后,本文还详细分析了捕获粒子的离焦距离和离轴距离对其所受的捕获力与光阱刚度的影响。(本文来源于《安徽大学》期刊2016-05-01）
袁泽嵘[7]（2016）在《基于纳米天线阵列结构的光学捕获和输运技术研究》一文中研究指出光镊是在生物实验室中经常被用到的一种工具,它被广泛应用于捕获和操控生物细胞、胶状材料等微小粒子。但受制于光的衍射极限,传统意义上的光镊难以操控尺寸比光波长小的纳米尺度的粒子。而基于金属表面等离子体效应的光学操控方法,得益于其电子共振产生的强大的梯度场,可以用于实现纳米尺度微粒的稳定的光学捕获。在此基础上,通过对微纳等离子金属结构的独特设计,可以在一定范围内实现对纳米尺寸粒子的稳定输运。本论文设计了一种包含四对长度递增的金天线的微纳阵列结构,可以通过改变入射光的波长,使每一对天线交替达到共振状态,继而使得纳米尺度的粒子能够在相邻天线的共振场之间实现一定距离内的稳定输运。本论文的工作主要包括以下两个方面：(1)设计了包含四对长度递增的金纳米天线的阵列结构,使得这四对金纳米天线有不同的等离子体共振波长。通过有限元方法仿真发现,四对天线之间存在着相互耦合和抑制的作用,在共振波长处表现的尤为明显,这样的光学特性使得此结构适合应用于粒子输运。(2)在已设计结构的基础上,对于粒径为90nm的粒子,利用有限元方法仿真计算,结合麦克斯韦应力张量法,计算其在各个位置处的受力情况,判断其运动轨迹,描述粒子能够被稳定输运的范围。通过对束缚势阱的计算,证明粒子可以克服布朗运动的影响,实现一定范围内的稳定输运。(本文来源于《东南大学》期刊2016-04-07）
谢娇[8]（2016）在《金纳米多聚体表面等离激元光学捕获》一文中研究指出金属纳米结构的表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是电子的集体激发,类似于波的振荡行为。利用其在金属表面产生局域电磁场增强和突破衍射极限的性质可将其应用到光学捕获上,可称为表面等离子体光学捕获。基于局域表面等离激元的光学捕获大大促进了光学捕获的发展,使光学捕获从微米尺度跨越到了纳米尺度。金属纳米结构的局域表面等离激元电磁场增强在极大程度上依赖于金属的纳米结构和入射光波,进一步影响其在光学捕获上的应用。本文主要研究了不同的金属纳米结构产生的不同的表面等离激元局域电磁场增强,以及不同的金属纳米结构对光学捕获的影响,金属纳米结构主要包括金四边形四聚体、金五边形四聚体、金六边形四聚体以及金叁角形四聚体和金叁角风车结构。同时还进一步研究了不同的入射光波长和不同的偏振光对表面等离基元局域电磁场增强的和光学捕获的影响。本文中采用的主要研究方式为有限时域差分的方法(finite-difference time-domain(FDTD)method),通过数值模拟准确计算金属表面及四周空间的电磁场分布、透射谱、反射谱、吸收谱等,通过进一步数据分析即可得到与光学捕获相关的光力光势等结果。通过数值模拟得到的金属表面电磁场分布和相应的光力显示金属纳米多聚体的边数对微小介质球的捕获效率有着明显的影响,其中四边形四聚体的局域表面等离基元共振增强最为明显,对微小介质球的捕获能力相对于五边形四聚体和六边形四聚体更强。介质球的直径大小也影响着其在不同的金属纳米结构中被捕获的情况。最终实现一定波长在一定位置对一定的小球进行选择性的捕获,可进一步应用于对溶液中的微小纳米球的操控。还可以通过改变入射光的偏振方向来改变叁角形纳米四聚体的捕获位置。也可以利用非左右对称性较大的叁角形风车结构对左右旋圆偏振光的响应来操控粒子。相对于传统的光学捕获,表面等离基元光学捕获突破了衍射极限,利用不同的金属纳米结构实现对微小粒子的选择性操控,在物理化学和生物医药中有着重大的意义。(本文来源于《重庆大学》期刊2016-04-01）
梁言生,姚保利,马百恒,雷铭,严绍辉[9]（2016）在《基于纯相位液晶空间光调制器的全息光学捕获与微操纵》一文中研究指出在经典Gerchberg-Saxton(GS)算法的基础上,提出一种改进的快速叁维GS算法获取目标场的全息图(CGH)并用于全息光镊系统中,从理论和实验上充分证明了该算法的快速性和有效性。实验搭建了一套基于纯相位液晶空间光调制器(SLM)的全息光镊系统,实现了对酵母菌细胞和二氧化硅小球等微粒的多光阱、多平面叁维稳定捕获和动态操纵。实验上还产生了具有强度梯度的线状光阱和光学涡旋光阱,实现了对微粒的运输和旋转操纵。这种可以对微粒实现多光阱、多平面动态叁维操纵的全息光镊系统为生物、胶体物理等研究提供了一种新的微操纵工具。(本文来源于《光学学报》期刊2016年03期）
王密,郑兴辉,程宇峰,陈晓[10]（2016）在《火星探测巡航段与捕获段光学自主导航方案与关键技术》一文中研究指出火星探测是国家深空探测重大专项的重要组成部分,无线电导航受通讯延时与天体遮挡等问题的影响,在导航精度和实时性方面存在问题。光学自主导航作为对地面无线电导航的重要辅助,是火星探测任务顺利完成的重要技术支撑。针对火星探测任务,设计了火星探测巡航段与捕获段的导航方案,并对两个阶段中光学自主导航的关键技术进行了总结与研究,为进一步利用深空天体摄影测量的理论与方法深入开展火星探测光学自主导航关键技术的研究提供参考。(本文来源于《武汉大学学报(信息科学版)》期刊2016年04期）
光学捕获论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
首次将光纤光镊技术应用于光的波粒二象性演示实验,实现了光波动性与粒子性的同时演示.基于光学捕获技术,实现了对微粒的叁维空间捕获、定位和移动,演示了光的粒子性.基于光束干涉测量技术,实现了对光纤端和捕获粒子表面反射光束干涉信号的记录和检测,演示了光的波动性.该实验装置具有成本低、体积小、集成度较高的优点.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光学捕获论文参考文献
[1].李浪.基于银纳米叁角板表面等离激元效应的光学捕获[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].张敏,刘超,刘志海,张羽.基于光学捕获原理的光波粒二象性演示实验装置[J].应用科学学报.2019
[3].徐华锋,崔巍,张洲.基于4π聚焦系统提高光学捕获稳定性[J].激光与光电子学进展.2018
[4].裘一妹.基于法诺增强超表面的次波长纳米粒子光学捕获[D].大连理工大学.2018
[5].邢静,彭天亮.光电成像目标光学特性和捕获率研究[J].国外电子测量技术.2018
[6].张洲.光束的聚焦整形技术与光学捕获特性的理论研究[D].安徽大学.2016
[7].袁泽嵘.基于纳米天线阵列结构的光学捕获和输运技术研究[D].东南大学.2016
[8].谢娇.金纳米多聚体表面等离激元光学捕获[D].重庆大学.2016
[9].梁言生,姚保利,马百恒,雷铭,严绍辉.基于纯相位液晶空间光调制器的全息光学捕获与微操纵[J].光学学报.2016
[10].王密,郑兴辉,程宇峰,陈晓.火星探测巡航段与捕获段光学自主导航方案与关键技术[J].武汉大学学报(信息科学版).2016