氩离子激光显微照射对细胞损伤的研究

利用YW-1型氩离子激光显微仪对PTK_1、PTK_2和人红血球细胞进行显微照射,最小有效损伤光斑仅0.5微米。细胞化学分析表明,在不用任何活性染料敏化细胞的情况下,激光照射能够破坏核仁内的DNA和RNA。     

HPD加激光对细胞周期中不同时期Hela细胞的杀伤作用的比较

血卟啉衍生物(HPD)因其独特的自发荧先和光毒作用以及能选择性地潴留于癌细胞中,而被作为光敏药物应用于癌症的临床诊断和治疗,至今已发展成肿瘤光动力学治疗这一新领域。大量临床治疗的结果表明,HPD-光动力学疗法具有定位准确、对肿瘤杀伤力强、同时对周围组织损伤小的优点。 人们已知辐射、高热和某些化疗药物等的作用皆受细胞周期的影响。Christensen等研究了体外培养的NHIK 3025细胞在细胞周期不同时期对血卟啉光敏作用的敏感性差异,发现各时期细胞对光敏作用的敏感性差异很大,王代树等也对MG3-803胃癌细胞进行了类     

环形光对光阱有效捕获力的提高

定义了光阱的有效捕获力 ,然后在几何光学范围内计算了环形光束形成的光阱———空心光阱的有效捕获力 ,并把空心光阱与实心光阱产生的光阱有效捕获力作了比较。数值计算结果得到空心光阱的有效捕获力大大提高 ,光阱的稳定性也随之提高 ;而且空心光阱对捕获对象的热损伤效应相应减小。     

用于激光原子囚禁的二极管激光器的稳频和移频

用饱和吸收光谱法对二极管激光器进行了稳频,使得激光器的等效线宽小于1～MHz,并利用声光调制器使激光的频移量得到控制,能满足激光冷却与囚禁原子对激光频率稳定性和频移量的要求,实现了Rb原子的激光囚禁。     

利用飞秒激光光镊捕获生物细胞

采用自行搭建的飞秒激光光镊,实现了对人体血红细胞（RBC）的稳定捕获。使用的光源为自行搭建的掺钛蓝宝石克尔透镜锁模激光器,输出中心波长810nm、脉冲宽度40fs和重复频率为100MHz的飞秒激光脉冲。通过实验比较了飞秒激光光镊和连续（CW）激光光镊的捕获能力,依据实验数据,比较了两者的Q值。实验结果显示,飞秒激光光镊对于捕获生物细胞同样有效,将光镊技术和飞秒激光特性相结合用于生物学研究领域会有很好的应用前景。     

激光陀螺辐射捕获效应的理论研究

辐射捕获是影响激光陀螺性能的重要色散效应.针对以往研究方法的缺陷,提出新的修正方案.基于对辐射捕获物理过程的严格考察,提出了二频陀螺的修正公式,解决了Aronowitz理论公式的缺陷;基于对四模激光器模耦合作用的严格考察,提出了四频陀螺的修正公式,符合物理本质.这对激光陀螺的理论研究有参考价值.     

T矩阵在光阱分析中的应用

光镊技术被广泛应用于许多生物领域。光镊本身结构简单,用单光束就可以捕获单个粒子,但对光阱力的精确计算却存在一定的难度。可以用一些近似的方法如几何光学或瑞利假设分析光阱力,但这些方法仅能在特定限制条件下适用。文中把电磁散射理论作为一种通用的方法来解决光阱力的计算问题。论述了如何使用T矩阵方法进行光阱力计算。计算结果为实验系统参量的选择提供了理论依据。     

磁光阱中铯冷原子碰撞损失率系数的测量

利用磁光阱(MOT)技术获得了铯冷原子。通过观测磁光阱在装载过程中冷原子云荧光强度的变化,测量了不同俘获光功率下铯冷原子的碰撞损失率系数。在单个阱中完成了对碰撞损失率系数的测量。同时研究发现铯冷原子的碰撞损失率系数依赖于俘获光功率并随其增加而增大,该实验结果与Gallagher-Pritchard理论模型给出的结果一致,验证了辐射逃逸和精细结构交换碰撞是造成磁光阱中原子损失的主要原因,对于进一步提高磁光阱的俘获效率有重要意义。     

椭球状粒子在单束激光势阱中的受力分析

推导出椭球状粒子在单束激光势阱中的受力公式，并通过数值计算得出椭球状粒子被单束激光势阱俘获的条件。     

粒子在单束激光势阱中的束缚力

本文在几何光学近似下,考虑到强聚焦高斯光束的结构,导出了TEM_(oo)高斯光束对透明球状粒子作用力的计算公式,数值计算给出了单束激光阱存在的条件,并讨论了光吸收的影响。     

四频差动激光陀螺辐射捕获效应的理论研究

为了研究四频差动激光陀螺误差因素，辐射捕获效应需要考虑。从激光器辐射捕获物理机制出发，引入s因子表征烧孔被部分填充，结合自洽方程组推出新的修正公式，解决了Aronowitz修正方法与实验相矛盾之处。同时基于四模激光器模型，从能级跃迁的物理本质出发，考虑了模间精细耦合作用特点，得到了四频差动激光陀螺的辐射捕获效应修正公式，并做了双同位素情形下的修正。这对激光陀螺的理论研究有参考价值。     

基于表面等离子体激发的光学操控技术

基于表面等离子体激发的光学操控技术由于其所需激光能量低、装置简单,近来引起了广泛关注。采用Kretschmann棱镜耦合法对金膜表面等离子体场进行激发,实现了对直径为10.8μm的聚苯乙烯粒子的有效操控。通过引入一微孔阵列对入射激光光斑图样进行调制,实现了聚苯乙烯微粒在金膜表面的阵列式分布。实验中使用的光源为输出功率20mW的氦氖激光器,所需要的能量密度仅为传统激光光镊能量密度的几十分之一。由于该装置成本低、操控灵活且较低的激光能量密度可以防止对活体细胞的破坏,因此,可在医疗领域中的活体细胞及DNA操控等方面得到应用。     

光镊对血红细胞横向光阱力的研究

在强聚焦激光光场中,以射线光学(ray-optics)计算模型为基础,对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受激光微束横向(沿y轴方向)光阱力进行了计算。并且在给定参数条件下,进行了数值仿真,根据仿真结果,讨论了光束束腰半径、激光波长与光阱品质特性的关系。并对血红细胞进行了实验研究,得出了横向光阱力与微粒中心偏离光轴距离的关系曲线,实验结果和理论相一致。     

激光微束对球状介质粒子光阱力的计算与仿真分析

基于几何光学原理，以射线光学计算模型为基础，对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受轴向光阱力进行了计算。在给定参量条件下，进行了数值仿真，并根据仿真结果，讨论了光束束腰半径、相对折射率、激光波长及功率等系统主要参量与光阱品质特性的关系。这些参量都是由显微镜和其他一些光学部件的特性所决定的。针对不同介质粒子合理选择上述参量，以得到较大光阱力和光阱刚度。这些仿真结果为各仪器参量的选择提供了理论依据。     

一种分布反馈注入放大半导体激光器的研制

研制了一种小型大功率半导体激光器系统。将分布反馈半导体激光器输出的小功率光注入到锥形芯片放大器后实现功率放大,得到功率大于700 mW,波长连续可调谐范围大于1 nm的输出激光。该激光器系统不但结构紧凑、输出功率稳定,而且操作方便。该系统可在激光冷却与囚禁、超冷量子气体、量子信息、原子频标及相关空间实验研究中得到应用。     

空心新型光阱的实验研究

介绍了用锥镜法和取高级衍射光斑法来实现空心光阱的实验方法。用实验定性地证明了空心光阱轴向捕获力高于实心光阱。用图像分析法比较了空心光阱与实心光阱近中心横向光阱刚度 (光焦点附近小范围内的光阱横向刚性程度 ) ,表明同等条件下空心光阱的近中心横向光阱刚度弱于实心光阱。用流体力学法测量光阱的逃逸阱力随光功率的变化 ,表明同等条件下空心光阱的逃逸阱力大于实心光阱 ,因此空心光阱操纵微粒具有更高的稳定性。同时指出了空心光阱具有更低的热损伤 ,在低倍物镜下空心光阱具有更高的实用价值 ,以及空心光阱适于更加高精度的实验操作     

单光束光镊横向光阱力的计算与仿真分析

在非均匀光场中，本文基于几何光学原理，以射线光学计算模型为基础，对几何尺寸远大于光波长的米氏球状粒子所受激光微束横向（沿Y轴方向）光阱力进行了计算。并且在给定参数条件下，进行了数值仿真，根据仿真结果，讨论了光束束腰半径、相对折射率、激光波长及功率光镊系统中的主要参数与光阱品质特性的关系。     

拖曳法测量微粒光阱力和光阱刚度的实验研究

采用聚焦激光束拖曳扩散悬浮在液体中透明的电介质小球,对3种半径范围从0.5μm到22.0μm的微粒进行了最大横向光阱力的测量,得到了PN量级的光阱力。对于其中尺寸较大的聚甲基丙烯酸甲脂(PM-MA)小球,测量了不同拖曳速度下球心偏离光阱中心的位移Δx,计算了该条件下的光阱刚度。对光阱外缘区也进行了光阱力测量,并得出光阱力随Δx的变化关系以及光阱力的作用范围。对同一实验条件下不同半径酵母菌的最大光阱力及光阱刚度的比较测量发现,随着酵母菌半径变大,在液体中匀速运动的临界速度变小,受到的最大光阱力变大,但光阱刚度降低。     

光镊光阱力计算方法的研究

介绍了一种光镊光阱力的计算方法,并对微粒在已知参数条件下所受的光阱力进行了仿真,深入分析了光阱力和与之相关的光束束腰半径、相对折射率、激光功率等系统参数的关系,对不同参数条件下的光阱力进行了讨论,从而验证了系统参数对光阱力的重要影响,此外还对电磁学模型的光阱力计算进行了阐述。     

光镊光阱力计算方法的研究

介绍了一种光镊光阱力的计算方法，并对微粒在已知参数条件下所受的光阱力进行了仿真，深入分析了光阱力和与之相关的光束束腰半径、相对折射率、激光功率等系统参数的关系，对不同参数条件下的光阱力进行了讨论，从而验证了系统参数对光阱力的重要影响，此外还对电磁学模型的光阱力计算进行了阐述。