飞秒激光加工微纳光学器件

光学器件正在向着小型化、集成化以及柔性可变形等方向发展,基于集成微纳光学器件的光学系统以其较低的功耗、快速的响应时间以及高信息容量等优势脱颖而出。然而目前的高精度微纳加工手段如聚焦离子束(focused ion beam,FIB)刻蚀、半导体光刻等工艺复杂,且缺乏灵活性。飞秒激光作为一种非接触、高精度、高脉冲强度的“冷”加工工具在微纳加工方面受到格外青睐。本文首先阐述了飞秒激光加工微纳光学器件的背景及相关机理,然后讨论了提高飞秒激光加工分辨率的各种方法,接着综述了基于飞秒激光的多种先进加工手段,其后总结了近年来飞秒激光加工微透镜、光栅、光波导以及光子晶体方面的代表性研究进展。最后,本文概括了飞秒激光加工微纳光学器件研究领域所面临的挑战以及未来发展方向。

长江干线虚拟航标发布方式的探索

随着通信导航技术在长江航道的发展和应用,已给越来越多的航运船舶提供了先进的信息沟通和导航服务。针对传统实体航标占用可航行水域、设标周期长和难以维护的短板,结合长江干线实际情况,充分发挥虚拟航标的特点,探索电子航道图虚拟航标和AIS虚拟航标的发布方式,并进行发布实验,以验证船舶通过连续桥区的安全性和提升了航道尺度利用率。两种虚拟航标的发布方式能有效的弥补各自的局限性,达到优势互补,为虚拟航标在长江干线航道的推广提供保障。

基于布朗运动的多分散系动态光散射信号模拟

为了深入了解多分散体系下动态光散射信号特性及相应反演算法的改进优化,基于溶液中三维布朗运动和相干光学理论,提出一种动态光散射数值模拟方法,并推导多分散体系中总散射光强及归一化自相关函数的数值表达式;分别模拟单分散颗粒体系及含2种不同粒径组分的双分散颗粒体系的动态光散射光强信号,同时计算相应的归一化自相关函数曲线;研究颗粒数与总采样时间对相关曲线的影响。结果表明,模拟光强信号的自相关函数曲线与实验测得及理论曲线能很好地吻合,证明了该模拟方法的正确性。

虚拟航标在长江干线的应用研究

随着无线通讯、信息数字化等技术的快速发展,基于AIS、电子航道图的虚拟航标技术取得了一定的突破性进展.目前国内外实验应用的虚拟航标绝大部分都在沿海地区,我国内河虚拟航标仍处于探索研究阶段.长江干线素有"黄金水道"之称,是内河发展虚拟航标的关键.本文在此背景下,对虚拟航标在长江干线上的发展需求进行了相应的分析,并提出了虚拟航标在长江干线上的应用所面临的问题及解决方案,从而为综合、系统、全面地开展长江干线虚拟航标的研究、充分发挥长江干线各类航标助航效能、保障船舶航行安全提供科学的支撑.

双分散纳米颗粒系不同光强贡献比例下的动态光散射特性研究

系统研究了103 nm/225 nm、103 nm/388 nm两种双分散颗粒系在不同光强贡献比例下的动态光散射特性,包括平均粒径、分散度poly、自相关函数及其斜率变化与光强贡献的关系.发现双指数法和最小二乘法反演平均粒径比较接近理论值,累积量法反演的平均粒径整体偏小;在大颗粒光强贡献较大时,poly的变化受小颗粒光强的影响较大,反之当小颗粒的光强贡献较大时,poly的变化受大颗粒光强的影响相对较小;在本文研究的条件下,光强贡献比和自相关函数斜率最小值对应的延迟时间具有较好的线性关系;指出在光强贡献比改变时,poly与自相关函数曲线斜率的最小值有相同的变化趋势.研究结果对双分散颗粒系动态光散射特性的精确测量及测量系统的优化有参考价值.

超润滑表面液滴在温度及力场作用下的钉扎/滑动行为及内在机制

近年来,刺激响应型液体注入式超润滑多孔表面(SLIPS)在微流体操控领域受到广泛关注。然而,大多数报道的刺激响应型SLIPS都是在室温或相对高温下实现液滴操控,难以满足更广泛的应用场景。本文利用飞秒激光正交扫描方法制备了一种双重响应超润滑表面(DRSS)。通过温度场和力场的共同作用,实现了微液滴在DRSS上滑动/钉扎行为的动态控制。系统研究了润滑油注入量、沟槽深度和间距等实验参数对液滴临界滑动体积的影响规律,揭示了液滴钉扎/滑动动力学机制。这种双物理场调控下的超润滑表面液滴操控方法有望用于芯片实验室、微流体反应器等相关领域。