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[2018年IEEE电气工程与光子学国际会议(EExPolytech) - 俄罗斯圣彼得堡(2018.10.22-2018.10.23)] 2018年IEEE电气工程与光子学国际会议(EExPolytech) - 基于折射现象的流动介质状态监测
摘要: 本文研究了流动介质条件控制中的折射现象,确定了通过光影边界位移实现流动液体状态控制的特性,并展示了实验研究结果。
关键词: 折射、折射率、全内反射、流体流动流
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于光驱动空气塞的双功能光流控平台
摘要: 基于流体-流体界面的光学系统正受到广泛关注,因其相比固态光学元件具有动态可调、可重构和自修复等附加优势,且制备工艺更为简单。此外,该技术兼具成本效益与微型化便利性,为便携式光学及光流体器件的实现开辟了潜在途径。然而,开发具备远程控制多功能特性的单一光流体器件仍是一项挑战。我们展示了一种光流体多功能策略,该器件既能作为光学开关运行,亦可充当可调谐液体透镜。其原理基于对微通道内水介质中受限空气柱的光控体积变化调控:作为光学开关时,空气柱体积变化通过调制全内反射实现功能,仅需0.2°C温差即可达成亚秒级切换(0.6±0.1秒);作为液体透镜时,空气柱尺寸变化作为执行器调控液体弯月面形态——加热或冷却分别形成凸透镜与凹透镜,0.1-0.7°C温差即可实现焦距调谐。该方案具有结构简单、成本低廉、非接触操作且可在室温运行的特点。
关键词: 光学开关,全内反射,液体透镜
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于全内反射的单纳米粒子消光光谱技术
摘要: 我们在此报道了一种反射模式全内反射显微镜(TIRM)技术,用于测量单个介电、等离子体或吸光纳米粒子的消光光谱,并从总光学输出中区分吸收和散射组分。该技术通过用倏逝波照射样品实现——其光程长度与单个纳米粒子尺寸相当,从而使反射率变化(ΔI/I0)显著提升至百分之几十。进一步研究发现,散射和吸收光分别对应单粒子光学图案中的亮暗中心,这使得通过适当的图像处理方法可从消光光谱中区分散射和吸收组分。此外,TIRM的宽场特性使其能在温和光照下同步研究数十个纳米粒子。本研究不仅为理解单粒子尺度的光-物质相互作用提供了有前景的补充工具,还拓展了基于全内反射的光谱与显微技术的应用范围。
关键词: 全内反射、单纳米粒子光谱学、消光光谱学
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于全内反射的单纳米粒子消光光谱技术
摘要: 我们在此报道了一种反射式全内反射显微镜(TIRM)技术,用于测量单个介电、等离子体或吸光纳米粒子的消光光谱,并从总光学输出中区分吸收和散射成分。该技术通过使用与单个纳米粒子尺寸相当的倏逝波照明样品实现,使反射率变化(ΔI/I0)显著提升至百分之几十。进一步研究发现,散射和吸收分别对应单粒子光学图案中的亮暗中心,从而可通过适当的图像处理方法从消光光谱中区分散射和吸收成分。此外,TIRM的宽场特性允许在温和照明条件下同时研究数十个纳米粒子。本研究不仅为理解单粒子水平的光-物质相互作用提供了有前景的补充工具,还拓展了基于全内反射的光谱和显微技术的应用范围。
关键词: 全内反射、单纳米粒子光谱学、消光光谱学
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于微流体控制全内反射的熔融石英飞秒激光刻写非易失性集成光开关
摘要: 我们展示了一种基于飞秒激光在熔融石英基底上刻写而成的非易失性光功率开关,其切换操作通过微流体控制的全内反射实现。该开关由交叉波导和位于波导交叉处的矩形高纵横比微流体通道构成。通道壁处全内反射与透射状态的切换取决于通道内介质的折射指数。飞秒激光刻写技术可实现低损耗光学波导与侧壁光滑的通道共集成,从而制备出低插入损耗、宽带宽且偏振相关损耗小的开关。实测该开关在1550纳米波长下的全内反射损耗约为1.5分贝,填充折射率匹配液时通过通道的传输损耗约为0.5分贝。通过有限时域差分法和光束传播法的详细性能模拟表明:优化几何结构并进一步调整刻写参数可进一步降低损耗。
关键词: 熔融石英,非挥发性,单模波导,全内反射,微流控技术,飞秒激光刻写,集成光学开关
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 相变材料界面的硅光子学
摘要: 相变材料(PCMs)能够调控光的相位[1]、偏振[2]、振幅及颜色[3]。二氧化钒(VO2)、GeSbTe和AgInSbTe等材料可通过折射率变化来改变光特性。虽然现有研究多聚焦于光从低折射率介质(如空气)入射相变材料的情况,但涉及全内反射时存在更多可能性。本文研究了光在致密介质中传播并与相变层相互作用的现象,特别关注含硅界面。这种在硅界面调控光的可能性对硅光子学应用具有重要研究价值。
关键词: 硅光子学、全内反射、二氧化钒、相变材料、偏振
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于LED漫透射照明系统的外科手术灯设计
摘要: 本文专门为口腔手术照明设计了一种手术灯透镜,能在口腔手术过程中提供均匀且广阔的照明视野。该照明系统由支撑结构、一组LED和双自由曲面构成。其中双自由曲面由传统自由曲面、设计的二次全内反射透镜及漫透射板组成,可提升LED的光学性能。当光线持续散射导致瞳孔收缩时,最终会引起眼睛疲劳。增加漫透射的目的在于使出射光线更柔和,从而让眼睛感觉更舒适。针对上述问题,本文提出数值方法作为双自由曲面设计的基础:首先根据透射面特性与LED属性建立数学模型,进而推导出外表面照明分布的非线性方程;通过求解该方程获得自由曲面轮廓,随后将轮廓导入三维建模软件Solidworks进行旋转以生成对应模型。最终仿真结果表明,双自由曲面的光学均匀度可达86.18%。
关键词: 自由曲面、均匀照明、全内反射(TIR)、光学设计、漫透射
更新于2025-09-12 10:27:22
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[2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019年6月23日至27日)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用全内反射相移实现损耗诱导谐振折射率传感
摘要: 折射率测量技术在化学、生物技术或食品工业中具有多种应用。目前已有多种传感器系统可用于分析液体溶液甚至生物组织的折射率。我们提出了一种记录折射率局部分布的新技术,该方法基于全内反射(TIR)产生的相移,并采用有效长度小于3微米的极短法布里-珀罗微腔作为关键元件,以小于100微米的空间分辨率精确测量折射率。
关键词: 法布里-珀罗微腔、全内反射、折射率测量、折射率传感
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用微针改进的化妆品光疗技术
摘要: 皮肤年轻化是美容行业最热门的话题。近年来,光疗法因其显著效果和易用性,在众多皮肤疗法中备受关注。光疗法已广泛应用于抗衰老、抗菌等药妆领域。然而受光线光学特性影响,可见光会被皮肤最外层角质层和表皮反射散射,难以深入真皮层。本文提出一种利用微针改善皮肤光疗法的新方法——将微针作为类似光纤的光传输载体,通过全内反射原理将光线导入皮肤内部。我们通过几何分析及显微测量研究了微针内部的全内反射现象,并采用光学显微镜系统对比测试了有无微针阵列时的透光率。实验将红、绿、蓝三种波长的光源从微针背面照射,结果显示:即使对穿透力较弱的蓝光(短波长),使用微针后透光率也得到显著提升。光疗法与微针技术的结合,将成为皮肤治疗领域强大的医美工具。
关键词: 全内反射、微针、光疗、皮肤再生、透光性
更新于2025-09-10 09:29:36
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[2017年IEEE光子学最新进展研讨会(WRAP) - 海得拉巴(2017.12.18-2017.12.19)] 2017年IEEE光子学最新进展研讨会(WRAP) - 蛾眼减反射涂层对有机发光二极管(OLED)远场强度提取的影响
摘要: 本工作中,采用蛾眼减反射涂层对OLED进行建模,与常规OLED相比,可提取最大远场强度。利用时域有限差分法模拟OLED结构。所提出的结构显示出3.6微伏/米的最大远场强度。
关键词: 蛾眼抗反射器,有机发光二极管,全内反射
更新于2025-09-04 15:30:14