刘伟 作品数:9 被引量:20 H指数:3 供职机构: 深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室 更多>> 发文基金: 国家自然科学基金 国家重点基础研究发展计划 国家重大科学仪器设备开发专项 更多>> 相关领域: 机械工程 理学 电子电信 自动化与计算机技术 更多>>
基于和频效应和环形光的超分辨红外显微成像方法 被引量:3 2018年 提出了一种结合和频效应和环形光照明的远场超分辨红外显微成像方法。红外光、不同频率的环形和高斯可见光同时共轴激发样品,当红外光频率等于样品分子某一共振频率时,样品分子吸收红外光到达振动激发态,环形和高斯可见光与共振分子作用分别产生无效和有效的和频信号。利用三束光的矢量光场表达式和模型能级系统的速率方程进行数值模拟发现,当总可见光足够强时,可使总和频信号饱和,环形和高斯可见光与共振分子的作用出现竞争,通过提高环形可见光光子流密度超过饱和光子流密度,并降低高斯可见光光子流密度,可有效地抑制环形区域有效和频信号的产生,从而达到压缩PSF的目的,在物镜数值孔径0.6的情况下,通过数值模拟得到有效和频信号PSF半高宽为56 nm。 陈丹妮 李亚晖 刘伟 刘正一关键词:红外吸收 衍射极限 基于全正色散光子晶体光纤的超连续谱光源 被引量:7 2013年 利用预估校正分步傅里叶法数值求解非线性薛定谔方程,模拟超短激光脉冲在全正色散光子晶体光纤中传输时的演化情况,分析了不同脉宽和能量的脉冲对产生的超连续谱的影响.结果表明:无啁啾高斯脉冲在此全正色散光子晶体光纤中传输时,始终保持单个脉冲特性,提高脉冲峰值功率可进一步展宽获得的超连续谱.模拟结果同时表明,利用中心波长为1060 nm,脉宽和能量分别为50 fs,15 nJ的脉冲抽运此光纤,当传输12 cm后便可获得具有较好的光谱连续性和光谱平坦度的超连续谱.进一步模拟结果表明,采用棱镜对对其进行脉冲压缩,可获得脉宽约15 fs,谱宽约700 nm的理想超连续谱光源. 刘双龙 陈丹妮 刘伟 牛憨笨关键词:超连续谱 光子晶体光纤 全正色散 超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中空心光束的形成 被引量:2 2014年 空心光束的质量是超衍射极限相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中决定成像质量的一个至关重要的因素.本文基于菲涅耳衍射理论,分析了螺旋相位片法产生空心光束的物理机理,并且模拟了不同的入射条件对产生的空心光束的影响.模拟结果表明:波长与相位片中心波长匹配且光强呈圆对称分布的高斯光垂直入射到相位片上,当高斯光束中心与相位片中心完全对准时,可获得较理想的空心光束;入射光光强分布的圆对称性以及入射光中心与相位片中心的对准程度都会影响产生的空心光束的强度分布;同时,高斯光束小角度倾斜入射时,空心光的强度分布仍呈圆对称,却在观察面发生一定的位移;此外,入射光中心波长偏离相位片中心波长不大时,对产生的空心光束的强度分布几乎没有影响.上述分析结果对用于超衍射相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中理想空心光束的获取具有重要的指导意义. 刘双龙 刘伟 陈丹妮 牛憨笨关键词:空心光束 基于环形抽运光的红外超分辨显微成像方法 被引量:1 2016年 本文提出一种突破衍射极限的红外显微成像方法,该方法基于抽运-探测模式,采用了环形而非高斯型强度分布的抽运光,由于样品在环形光强度峰值附近区域达到吸收饱和,因此当高斯分布的探测光随后到达样品时,只有环形光的中心区域才能吸收探测光的能量,而且吸收区域随着环形光的强度增加而减小.这意味着,如果以被吸收的探测光能量作为该成像系统的信号,本文提出的方法可以使系统的分辨率超越衍射极限的限制.本文模拟了不同环形光能量下成像系统的空间分辨率,结果表明:当环形光能量为100 n J、探测光能量为0.1 n J时,该方法的理论分辨率在236 nm,比传统红外显微成像系统分辨率提高了约14倍. 刘鸿吉 刘双龙 牛憨笨 陈丹妮 刘伟关键词:红外吸收 超分辨成像 衍射极限 锁相放大器 相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术研究 被引量:6 2016年 基于全量子理论对相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)过程进行了分析,在此基础上搭建了单频CARS显微成像系统,获得了不同尺寸聚苯乙烯微球高对比度的CARS显微图像.为了标定成像系统的空间分辨率,采用逐点扫描方式对直径为110 nm聚苯乙烯微球成像,从而重构出系统的点扩展函数.结果表明:该CARS显微成像系统的横向空间分辨率约为600 nm,而由阿贝衍射极限决定的理论空间分辨率约为300 nm.分析了导致分辨率降低的原因,并提出了解决方案.为实现纳米分辨的CARS显微成像打下了坚实的基础. 刘双龙 刘伟 陈丹妮 屈军乐 牛憨笨关键词:显微成像 分辨率 CARS显微成像系统的空间分辨率标定 2017年 空间分辨率是衡量相干反斯托克斯拉曼散射(coherent anti-stokes Raman scattering,CARS)显微成像系统性能的一个重要指标.选择直径为110 nm的聚苯乙烯微球进行三维成像,根据各个点的位置数据与光谱数据形成的二维数组分别重构了系统x-y平面和x-z平面的点扩展函数,准确测试了自行搭建的CARS显微成像系统的横向空间分辨率约为484 nm,轴向空间分辨率约为3.17μm. 刘伟 刘双龙 陈丹妮 牛憨笨关键词:光学工程 点扩展函数 空间分辨率 拉曼散射 信息光学 混合溶液中CARS过程的非共振信号实验研究 被引量:1 2013年 相干反斯托克斯拉曼散射是一种非线性四波混频效应,但是通过探测共振信号不易进行物质成分的定量光谱分析。本文利用单频相干反斯托克斯拉曼散射光谱分析法,对不同体积比混合的乙醇溶液在远离双光子共振跃迁及其远离溶质与溶剂的特征拉曼共振态位置进行了光谱探测。通过对实验结果进行分析发现,在共振位置2 876cm-1的信号强度随混合溶液中的乙醇的体积比增加而增加,呈二次方关系。而在远离共振态位置的非共振信号强度随混合溶液中乙醇的体积比增加而增加,且呈线性关系,进而说明了非共振信号强度随着分子数浓度N呈线性变化关系。因此,通过探测非共振信号强度与分子数浓度关系可以为混合物中特定成分的定量光谱分析提供一种研究途径。 侯国辉 尹君 荆利青 刘伟 林子扬 牛憨笨关键词:四波混频 时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中光的干涉 2017年 时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射显微成像技术中的泵浦光和探测光采用同一波长,可以很大程度上降低成像系统对光源的要求。采用振幅矢量叠加法理论上计算了波长相同的两束光经由物镜产生的双光束干涉,分析了产生的CARS信号强度波动的原因,并提出通过调整泵浦光与探测光的偏振方向相互垂直的方案消除干涉项,这样可以实现时间分辨CARS消除非共振背景的同时,保证产生的信号稳定。 刘伟 刘双龙 陈丹妮 屈军乐 牛憨笨关键词:偏振 线性探测低浓度物质的高灵敏时间分辨CARS方法 被引量:1 2012年 对时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射(T-CARS)方法详细地进行理论分析,搭建了时间分辨相干反斯托克斯拉曼散射实验系统,从理论和实验上验证了T-CARS信号的强度与溶液浓度的关系。以无水乙醇和蒸馏水的混合溶液作为样品,测得在波数为2 927cm-1(C—H)处的信号强度随溶液浓度的变化关系。结果表明,当溶液浓度大于35%时,T-CARS信号强度与溶液浓度成平方关系;而当溶液浓度小于20%时,T-CARS信号强度与溶液浓度成线性关系,实验结果与理论分析相吻合。该结论纠正了以前人类对CARS过程的错误认识,有助于人类对CARS过程的进一步了解和应用。而在低浓度时的线性关系表明时间分辨CARS可对低浓度样品尤其是生物样品进行分子识别和线性定量探测,这对分析生物样品和其它低浓度物质具有重要的应用价值。 荆利青 尹君 侯国辉 刘伟 林子扬 牛憨笨