国家自然科学基金(51077117)
- 作品数：7 被引量：15H指数：2
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- 基于微球透镜的任选区高分辨光学显微成像新方法研究被引量：7
- 2013年
- 提出和发展了基于毛细管–微球组合探针的任选区、高分辨显微成像新方法.建立了微球显微成像的物理模型,利用成像理论,推导出微球成像的放大倍率;采用3.0,4.4,5.6,7.5,10.0μm等不同直径的SiO2微球,对未经刻录的DVD光盘进行了微球显微成像实验,可以观察到DVD光盘的微纳米结构被明显放大且对比度显著提高,与理论计算结果相符合;采用毛细管微探针操纵微球的方法,实现了基于微球透镜阵列的样品微纳米结构的高分辨显微成像;在此基础上,进一步将毛细管微探针与微球组合,制备出毛细管–微球组合型探针,首次实现了基于微球透镜的样品任意区域高分辨显微成像.
- 王淑莹章海军张冬仙
- 关键词：微球显微成像
- 基于大数值孔径环形光锥照明的超分辨光学显微成像方法研究被引量：3
- 2012年
- 提出和发展了一种基于大数值孔径环形光锥照明的远场超分辨光学显微成像新方法,采用将发光二极管(LED)面光源、窄带滤光和环形光锥照明相结合的特种照明方式,实现超分辨显微成像.建立了大数值孔径环形光锥照明成像的物理模型,根据标量衍射理论,在不同环形光锥照明时,推导出光学显微系统像面衍射斑光强分布的理论计算公式;通过Matlab求解和绘图,得到衍射斑光强的分布图样,从理论上证明这一成像方法可以有效提高光学显微镜的分辨率;建立了相应的显微成像系统,通过实验验证了该方法可有效改善显微镜的成像质量,显著提高分辨率;在中心波长450 nm、环形光锥数值孔径1.125一1.25时,实验获得的分辨率至少优于150 nm,与理论研究结果相符合.从而证明了这一方法的可行性.
- 支绍韬章海军张冬仙
- 关键词：超分辨
- 基于多孔氧化铝和单原子沉积技术的颜色调控方法研究被引量：2
- 2011年
- 本文通过建立多孔氧化铝(porous alumina,PA)的物理模型及理论分析,提出与发展了一种基于PA和单原子沉积(atomic layer deposition,ALD)技术的颜色调控新方法.以实验制备的PA样品为原型,对孔径相同、孔中心距相同但孔深不同的一系列PA模板进行了颜色调控的仿真,揭示了调控色随孔深变化的规律;通过控制在草酸溶液中的阳极氧化时间,实验制备出平均孔径40nm、平均孔中心距100nm、孔深分别为296nm和373nm的两个PA样品;之后采用ALD技术在它们表面均沉积一层膜厚为16.8nm的Fe2O3薄膜;在白光照射下,可观察到这两个经ALD沉积后的PA样品呈现出不同的颜色.实验中得到的实际调控色,与理论仿真结果相符合,从而证明了这一颜色调控方法的可行性.
- 王旭龙琦张冬仙章海军
- 关键词：多孔氧化铝
- 环形定子的激光致表面波机理及可视化探测研究被引量：2
- 2013年
- 开展了用于新型激光驱动马达的环形定子的激光致表面波机理及实验研究.提出一种带有凹槽阵列结构的环形定子新设计,建立了激光在环形定子表面激发表面波的物理模型,揭示了影响表面波幅值的关键因素;采用一种新颖的激光致表面波可视化探测方法,在波长1053 nm,脉宽30 ns,单脉冲能量1 mJ的激光激发下,对表面波在铜质环形定子表面的传播特性进行了可视化探测实验.理论与实验研究表明:当激发光斑的位置紧邻凹槽阵列时,沿着圆环向凹槽方向传播的表面波会被齿状凹槽阵列迅速衰减和吸收,而沿着圆环向远离凹槽方向传播的表面波能够持续传递,从而首次实现了激光致表面波在环形定子上的单向传播;而对没有凹槽阵列结构的圆环进行的对比实验表明,激光致表面波在圆环表面双向传播,最终因相互混叠和串扰等而处于混乱状态.由激光在该种环形定子表面激发出的单向表面波,可望在光致表面波马达及驱动机构中获得应用.
- 李方浩章海军张冬仙
- 关键词：激光驱动
- 优化型多扫描方式原子力显微镜的研制
- 2013年
- 本文提出和发展了一种多扫描方式的新型原子力显微镜(AFM)技术及系统。该系统拥有三个不同的扫描器,以相互组合的方式实现三种不同的扫描方式,由管状压电陶瓷驱动的柔性结构扫描器,采用样品扫描方式,对于小尺寸样品能够提供高分辨率的快速扫描;由叠层式压电陶瓷驱动的扫描器,采用探针扫描方式,提供各类样品的大范围扫描;由步进电机驱动的扫描器,采用样品扫描方式,能够实现大尺寸样品的大范围扫描。三种方式的单幅图像扫描范围可分别达到4μm×4μm、20μm×20μm、40μm×40μm。实验结果表明,借助于上述多扫描方式及独特的结构设计,该AFM不仅具有分辨率高、扫描速度快、重复性好等优化性能,而且能同时实现各类尺寸样品的各种扫描范围的微纳米成像,具有更好的实用性,可望在微纳米技术领域获得广泛应用。
- 陈欢章海军张冬仙
- 关键词：AFM
- 基于双激光束的微型光热驱动器研究
- 2015年
- 实现了一种利用双激光束(双光斑)的微型光热驱动的器(OTMA)。利用准分子激光微加工系统加工制作了膨胀臂宽为100μm、总长为750μm的非对称型OTMA;利用波长650nm的双激光束开展了OTMA的光热驱动实验研究,借助CCD显微视频运动测量系统,测定了光热偏转量与激光功率之间的关系曲线。实验结果表明,OTMA的光热偏转量与激光总功率之间近似成线性关系;当双光斑功率为4 mW时,OTMA获得的光热偏转量达到15.2μm,大于单光斑分别照射时的偏转量之和(13.1μm);同时,当双光斑照射与单光斑照射获得的光热偏转量相同时,双光斑的功率密度仅为单光斑的1/2甚至更小,从而可有效地避免单光斑照射时因局部温升过高而导致OTMA烧结损坏,延长了器件的工作寿命。本文的OTMA结构简单,易于加工,偏转量大,易于操作,并且可以实现无线远距离控制;可望在微纳米技术及微型光机电系统等领域获得广泛应用。
- 韩旭许睿王淑莹章海军
- 激光光路跟踪型原子力显微镜研究被引量：1
- 2015年
- 提出和发展了一种激光光路跟踪型原子力显微镜(AFM)技术及系统。研制了新型AFM探头,设计了与XY扫描器联动的跟踪透镜及扫描跟踪光路,实现激光束对微探针(微悬臂)的XY扫描的实时跟踪;研究设计了独特的反馈跟踪光路,既可实现微悬臂偏转量的精确检测,又可巧妙地消除因微探针的Z向反馈运动造成的干扰噪声。利用研发的AFM系统对多孔氧化铝纳米孔等具有不同横向与纵向结构尺寸的微纳米样品进行了扫描成像,得到了理想的实验结果,表明研发的系统具有优良的XY扫描跟踪特性和Z向反馈跟踪性能。本文研发的AFM系统原理新颖、方法巧妙、扫描成像性能好和分辨率高,克服了常规样品扫描型AFM的局限性,能够以微探针扫描的方式实现不同大小、不同重量的样品的AFM扫描成像,可望在微纳米技术领域获得广泛应用。
- 许睿王英达王旭龙琦章海军
