基于圆环达曼光栅整形的环形光抽运的Nd…YAG声光调Q涡旋光激光器

研究了圆环达曼光栅(CDG)整形的环形光抽运的声光调Q Nd…YAG激光器。该激光器的腔体由激光晶体、声光调制器以及平面输出耦合镜组成。所用抽运源为光纤耦合808nm半导体激光器,其发射光经过CDG发生一级衍射,产生的环形光场强度分布用于端面抽运Nd…YAG激光晶体。实验获得了高光束质量、线偏振、且具有螺旋相位的主动调Q脉冲光输出。当吸收抽运功率为5.6 W、声光调制器工作频率为5kHz时,激光脉冲的平均功率为470mW,峰值功率达到588 W,脉冲宽度为160ns。

基于圆环达曼光栅的长焦深光学相干层析成像系统

圆环达曼光栅(CDG)产生的贝塞尔光束照明可以扩展光学相干层析成像(OCT)系统的焦深,使得系统在较大成像深度范围均保持高的横向分辨率。但CDG一级衍射环的分裂效应会导致贝塞尔光束轴向能量分布出现凹陷,削弱了焦深扩展的效果。本研究团队在分析CDG衍射原理的基础上,优化设计了无一级衍射环分裂效应的CDG,并通过仿真证明了该CDG产生的贝塞尔光束不存在轴向能量凹陷,具有更好的焦深扩展效果;然后将优化设计的CDG应用于搭建的OCT系统中,采用该系统对聚苯乙烯微球琼脂凝胶、白胶带等样品进行成像。结果表明,该OCT系统可以在1.8 mm的焦深范围内获得优于3.9μm的横向分辨率,有效扩展了系统焦深。

新型微结构光栅的基础研究

采用微电子工艺技术和衍射光学技术相结合 ,可以设计加工出新型的微结构光栅 ,实现以往传统光栅很难实现的新功能。本文报道了我们课题组在新型微结构光栅基础研究方面取得的最新研究成果。我们首次设计并加工出了 4种新型微结构光栅 :六角阵列泰伯效应光栅、色分离光栅、双层计算机全息图和圆环达曼光栅。

用于微针经皮给药成像的扫频OCT系统

微针经皮给药结合了注射和经皮给药两者的优势,可提高大分子药物的经皮吸收量,对皮肤几乎无损害,因此具有良好的应用前景。然而,此技术仍处于发展阶段,需要利用成像手段对微针刺入皮肤的深度、药物颗粒的吸收/释放行为等进行研究。利用圆环达曼光栅产生的贝塞尔光束照射样品,搭建了一套扫频光学相干层析成像(OCT)系统。该系统能够在更长的焦深范围内保持高的横向分辨率,实测系统的有效焦深为1.68 mm,共焦位置附近的横向分辨率为3.61μm,满足微针经皮给药的成像要求。利用搭建的系统对可溶性微针刺入皮肤前后进行成像,能够清晰地看到微针的边缘、刺入深度和在皮肤上留下的微通道,并观察到了微针在皮肤内的溶解过程。