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光現(xiàn)象資源箱 型號(hào)：QWG1208 ? 實(shí)驗(yàn)清單： 光在空氣中直線(xiàn)傳播實(shí)驗(yàn) 面鏡成像觀(guān)察實(shí)驗(yàn) ? ? ? ? 透鏡成像觀(guān)察實(shí)驗(yàn) 影子觀(guān)察實(shí)驗(yàn)

含電路板、散裝元器件、制作說(shuō)明書(shū)等

含電路板、散裝元器件、制作說(shuō)明書(shū)等

原理介紹： 光在與微粒的相互作用中，會(huì)將自身攜帶的動(dòng)量傳遞給微粒，對(duì)微粒施加力的作用。在光鑷中，處在激光中的粒子所受的力有兩種：一部分是電磁場(chǎng)分布不均勻?qū)е碌奶荻攘Γ荻攘⑽⒘Ｎ蚬廒宓闹行模灰徊糠质枪庾优c粒子相互作用導(dǎo)致的散射。針對(duì)不同大小的粒子，大致可以分為三類(lèi)： 一、微粒的尺度遠(yuǎn)大于激光波長(zhǎng)，可以采用幾何光學(xué)近似模型，光線(xiàn)在微粒經(jīng)過(guò)折射反射，將動(dòng)量傳遞至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波長(zhǎng)相近，這種情況下可以通過(guò)電磁場(chǎng)麥克斯韋方程組求解； 三、微粒尺度遠(yuǎn)小于激光波長(zhǎng)，微粒在光場(chǎng)中被激發(fā)為偶極子，受到偶極子與強(qiáng)聚焦光場(chǎng)的相互作用力； 相關(guān)內(nèi)容： 動(dòng)手調(diào)節(jié)光路，利用光鑷捕捉并操控小球； 基于空間光調(diào)制器的光鑷系統(tǒng)，通過(guò)研究不同算法從而得到加載在空間光調(diào)制器上的全息圖、更加深入地研究特殊模式光束在光學(xué)微操縱中的應(yīng)用、拓展光鑷與其他學(xué)科交叉的應(yīng)用前景以及對(duì)光場(chǎng)偏振態(tài)、相位、振幅的聯(lián)合調(diào)制等等。 應(yīng)用領(lǐng)域： 作為非侵入型的力學(xué)操控系統(tǒng)，光鑷可以應(yīng)用于細(xì)胞生物學(xué)、氣溶膠科學(xué)、物理化學(xué)等交叉學(xué)科的基礎(chǔ)研究，包括細(xì)胞微環(huán)境的改變、形變拉伸、微粒力學(xué)參數(shù)的測(cè)量等等。將全息光鑷與圖像識(shí)別結(jié)合，可以做到自動(dòng)捕獲粒子和分揀， 將全息光鑷與光學(xué)顯微鏡相結(jié)合，可以量化細(xì)胞、分子的動(dòng)力學(xué)特性，在細(xì)胞生物學(xué)中有巨大的研究空間； 方案介紹： 光路圖：   上圖為本方案全息光鑷裝置的光路示意圖。首先激光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束后，直徑與空間光調(diào)制器有效區(qū)域的短邊直徑相等，擴(kuò)束后的激光依次通過(guò)線(xiàn)偏振片、半波片和非偏振分光棱鏡。用半波片旋轉(zhuǎn)線(xiàn)偏光角度，使之工作在相位模式下，空間光調(diào)制器的入射角控制在在 5°以?xún)?nèi)。 經(jīng)過(guò)空間光調(diào)制器反射的光經(jīng)過(guò)由兩個(gè)傅里葉透鏡組成的縮束系統(tǒng)，該系統(tǒng)能改變光斑尺寸確保光束直徑與顯微物鏡的入瞳直徑匹配。對(duì)于外圍光強(qiáng)較弱的高斯光束，利用此縮束系統(tǒng)將激光直徑稍大于顯微物鏡入瞳直徑。 經(jīng)過(guò)縮束系統(tǒng)的激光經(jīng)過(guò) 45°直角反射鏡，二向色鏡將激光透射進(jìn)入顯微物鏡，同時(shí)讓照明光源透過(guò)，從而使 CMOS 相機(jī)采集到樣品像。空間光調(diào)制器位于第一個(gè)傅里葉透鏡的焦距處，全息圖與物鏡入瞳是共軛像面，所以全息圖經(jīng)過(guò)顯微物鏡做傅里葉變換后在顯微物鏡焦平面即樣品面上再現(xiàn)期望的光場(chǎng)分布。   特點(diǎn)： 此方案采用的開(kāi)普勒式縮束系統(tǒng)透鏡間的焦平面與樣品面是共軛的，在透鏡焦平面加入高通濾波器或在空間光調(diào)制器上疊加閃耀光柵后，后續(xù)光學(xué)元件按照一級(jí)像排列，從而移去零級(jí)光的影響。 加載全息圖后 X-Y 位置可實(shí)時(shí)調(diào)整，快速疊加不同焦距菲涅爾相位圖、閃耀光柵相位圖等； 空間光調(diào)制器可供多種語(yǔ)言調(diào)用（labview、C、Python 等）；可編程實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目、不同排列的光阱陣列；   配置標(biāo)準(zhǔn)：   序號(hào) 配置 規(guī)格 序號(hào) 配置 規(guī)格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 顯微物鏡 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空間光調(diào)制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波長(zhǎng)470nm 功率760mw 3 CMOS相機(jī) 1280*1024 60FPS 6 相機(jī)筒鏡 f=200mm 等系列其他配置

研究太赫茲寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中基于小波包變換的正交多載波 調(diào)制、峰均比抑制、信道編碼以及利用壓縮感知和凸優(yōu)化的新型信道 估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)。構(gòu)建太赫茲寬帶無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)基帶處理實(shí)驗(yàn)平臺(tái)， 用 FPGA 硬件驗(yàn)證具有上述關(guān)鍵技術(shù)的基帶系統(tǒng)，并對(duì)其性能做出評(píng) 估。探索出一種更加適合于太赫茲通信系統(tǒng)的新理論和新方法，不僅 為具有全新通信方式和頻譜管理模式的太赫茲無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)提供新 的解決方案，也能為其它寬帶高速無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)提供有效的方法。

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于超材料的太赫茲單譜信號(hào)探測(cè)器，包括自下而上依次設(shè)置的襯底層、N 型砷化鎵層、二氧化硅層與超材料層、歐姆電極和肖特基電極；其中超材料層為具有周期性微納米結(jié)構(gòu)的金屬開(kāi)環(huán)共振單元陣列，金屬開(kāi)環(huán)共振單元陣列包含了一種圖形及其特征尺寸參數(shù)，該圖形對(duì)于太赫茲電磁波具有完全吸收特性，通過(guò)改變金屬開(kāi)環(huán)共振單元的結(jié)構(gòu)和尺寸參數(shù)可以調(diào)控對(duì)應(yīng)的電磁波吸收頻段，通過(guò)改變 N 型砷化鎵的耗盡層寬度可以調(diào)控超材料層中金屬開(kāi)環(huán)

首次使用炔烴作為卡賓前體完成了一例不對(duì)稱(chēng)Si-H鍵插入反應(yīng)，高效構(gòu)筑了一類(lèi)新型手性有機(jī)硅化合物。該反應(yīng)使用手性羧酸雙銠催化劑，首先促進(jìn)羰基-烯-炔底物發(fā)生分子內(nèi)環(huán)化現(xiàn)場(chǎng)生成雙芳基金屬卡賓，該金屬卡賓中間體進(jìn)而對(duì)硅烷的Si-H鍵發(fā)生高對(duì)映選擇性的插入反應(yīng)，給出相應(yīng)的手性有機(jī)硅化合物。該反應(yīng)的條件溫和，底物適用范圍廣，大部分產(chǎn)物的ee值都能達(dá)到90%以上。所得的手性烯丙基硅產(chǎn)物能夠進(jìn)一步轉(zhuǎn)化，例如發(fā)生烯丙基乙酰化反應(yīng)，對(duì)映選擇性能夠得到很好的保持，因此在有機(jī)合成中具有一定的應(yīng)用潛力。動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明，反應(yīng)對(duì)雙銠催化劑、硅烷展現(xiàn)出一級(jí)動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，對(duì)底物則表現(xiàn)出零級(jí)動(dòng)力學(xué)特征，說(shuō)明銠卡賓對(duì)Si-H鍵的插入步驟是反應(yīng)的決速步，這與動(dòng)力學(xué)同位素實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（KIE=1.5）相一致。本研究表明炔烴作為卡賓前體同樣可以發(fā)生高對(duì)映選擇性的Si-H鍵插入反應(yīng)，結(jié)合炔烴化學(xué)在從簡(jiǎn)單原料構(gòu)筑復(fù)雜產(chǎn)物上的優(yōu)勢(shì)，為結(jié)構(gòu)多樣性有機(jī)硅化合物的合成提供了新的方向。

傳統(tǒng)的CCD、CMOS硅基成像器件都不能響應(yīng)紫外波段的光信號(hào)，這是因?yàn)樽贤獠ǘ蔚墓獠ㄔ诙嗑Ч柚写┩干疃群苄。?lt;2nm）。但是近年來(lái)隨著紫外探測(cè)技術(shù)的日趨發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越需要對(duì)紫外波段進(jìn)行更深的探測(cè)分析與認(rèn)識(shí)。紫外探測(cè)技術(shù)是繼激光探測(cè)技術(shù)和紅外探測(cè)技術(shù)之后發(fā)展起來(lái)的又一軍民兩用光電探測(cè)技術(shù)。幾十年來(lái)，紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件。硅基成像器件如CCD、CMOS是應(yīng)用最廣泛的光電探測(cè)器件。當(dāng)前最先進(jìn)的光譜儀器大都采用了CCD或CMOS作為探測(cè)器件，這是因?yàn)镃CD、CMOS具有靈敏度強(qiáng)、噪聲低、成像質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。但由于紫外波段的光波在多晶硅中穿透深度很小（<2nm），CCD、CMOS等在紫外波段響應(yīng)都很弱。成像器件的這種紫外弱響應(yīng)限制了其在先進(jìn)光譜儀器及其他領(lǐng)域紫外波段探測(cè)的使用。 在技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家,寬光譜響應(yīng)范圍、高分辨率、高靈敏度探測(cè)器CCD已經(jīng)廣泛應(yīng)用于高檔光譜儀器中。上世紀(jì)中葉美國(guó)Varian公司開(kāi)發(fā)的Varian700 ICP-AES所使用的寬光譜CCD檢測(cè)器分辨率達(dá)0.01nm,光波長(zhǎng)在600nm和300nm時(shí)QE分別達(dá)到了84%和50%；美國(guó)熱電公司開(kāi)發(fā)的CAP600 系列ICP所用探測(cè)器光譜響應(yīng)范圍更是達(dá)到165～1000nm，在200nm時(shí)的分辨率達(dá)到0.005nm.法國(guó)Johinyvon的全譜直讀ICP，其所用的CCD探測(cè)器像素分辨率達(dá)0.0035nm,紫外響應(yīng)拓展到120nm的遠(yuǎn)紫外波段。德國(guó)斯派克分析儀器公司的全譜直讀電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀一維色散和22個(gè)CCD檢測(cè)器設(shè)計(jì)，其光譜響應(yīng)范圍為120－800nm。德國(guó)耶拿JENA 連續(xù)光源原子吸收光譜儀contrAA采用高分辨率的中階梯光柵和紫外高靈敏度的一維CCD探測(cè)器，分辨率達(dá)0.002nm,光譜響應(yīng)范圍為189—900 nm。總而言之，發(fā)達(dá)國(guó)家在寬光譜響應(yīng)和高分辨率高靈敏度探測(cè)器件的研制領(lǐng)域已取得相當(dāng)?shù)某删汀Ｖ饕夹g(shù)指標(biāo)和創(chuàng)新點(diǎn)（1）  我們?cè)趪?guó)內(nèi)首次提出紫外增強(qiáng)的硅基成像器件，并在不改變傳統(tǒng)硅基成像探測(cè)器件的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，利用鍍膜的方法增強(qiáng)成像探測(cè)器件CCD、CMOS的紫外響應(yīng)，使其光譜響應(yīng)范圍拓寬到190—1100nm，實(shí)現(xiàn)對(duì)190nm以上紫外光的探測(cè)。（2）  提高成像探測(cè)器的紫外波段靈敏度，達(dá)到0.1V/lex.s。（3）  增強(qiáng)成像探測(cè)器件的紫外響應(yīng)的同時(shí)，盡量不削弱探測(cè)器件對(duì)可見(jiàn)波段的響應(yīng)。（4）  選用適合的無(wú)機(jī)材料，克服有機(jī)材料使用壽命短的缺陷。 紫外探測(cè)技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用于光譜分析、軍事、空間天文、環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)用生物學(xué)等諸多領(lǐng)域，對(duì)現(xiàn)代科研、國(guó)防和人民生活都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。特別是在先進(jìn)光譜儀器方面，國(guó)內(nèi)急迫需要響應(yīng)波段拓展到紫外的硅基成像器件，該設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)CCD、CMOS結(jié)合，能滿(mǎn)足寬光譜光譜儀器所需的紫外響應(yīng)探測(cè)器的需要。能提高光譜儀器光譜響應(yīng)范圍，在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和物質(zhì)分析和檢測(cè)中具有很廣的市場(chǎng)前景。 該設(shè)計(jì)樣品能取代傳統(tǒng)CCD、CMOS，應(yīng)用于大型寬光譜光譜儀器上，作為光譜儀的探測(cè)器件。將傳統(tǒng)光譜儀器的光譜檢測(cè)范圍拓寬到190—1100nm. 實(shí)現(xiàn)紫外探測(cè)和紫外分析。具有較強(qiáng)的市場(chǎng)推廣應(yīng)用價(jià)值。