横向塞曼激光器在生物分子检测中的应用研究

首先简述了表面等离子体共振原理、激发表面等离子体共振的条件和产生共振时反射光的相位变化 ,再对横向塞曼激光器的应用进行了分析。接着 ,基于相位检测 ,以横向塞曼激光器为光源 ,建立了生物分子相互作用检测实验装置 ,并以蓖麻毒素和羊抗小鼠抗体为样本进行了实验。实验表明 :检测灵敏度高 ;在整个光路中 ,P光与S光完全重合 ,满足共光路原则 ,对空气折射率和其它各种扰动具有很好的自适应性 ,检测稳定性好 ;激光稳频精度可达 3.5× 10 - 10 ,与光强检测法相比 ,检测可靠性更高。

纵向塞曼激光器的磁场与频差特性

本文研究了纵向塞曼激光器的磁场、频差与腔的损耗的关系,并计算出在腔长和毛细管直径一定的情况下可能获得的最大频差。

纵向塞曼激光器的磁场分析与研究

双频激光器频差大小直接影响双频激光干涉仪测量速度,而纵向磁场是制约纵向塞曼激光器频差的主要因素。通过理论分析双频激光器频差与纵向磁场强度之间的关系,得出磁场最优参数,并选用三种型号激光管进行实验验证。实验表明,磁场强度为0.03T时,双频激光器性能达到最优。

一种基于温度轨迹控制的塞曼稳频激光器预热方法(英文)

提出了一种新的基于预热温度轨迹规划和轨迹跟踪的塞曼稳频激光器预热控制方法。根据纵向塞曼激光器稳频控制过程的特点，规划了预热过程中谐振腔的一阶指数温度轨迹，以在不同温度环境下兼顾预热效率和稳频效果。采用预测函数控制（PFC）算法，通过预测输出的滚动优化和反馈校正，使激光器谐振腔温度精确跟踪规划轨迹上升直至逼近预设温度阈值θset。最后，建立纵向塞曼激光器预热及稳频控制系统，在不同环境温度下对本文预热方法进行实验验证。实验结果表明，在15～25℃内，基于本文控制方法的稳频系统可在16min内完成预热和激光频率锁定，且不同环境温度下的锁定温度变化范围〈0．4℃，相应的中心频率环境温度漂移〈0．25MHz（相对漂移0．5×10^-9）。该方法为提高稳频系统的预热效率和稳频效果提供了一种新的技术途径。

双频塞曼He－Ne激光g^（1）（τ）的时谱特性及其可能应用

本文从塞曼激光器典型的频谱结构出发，导出了双频塞曼ＨｅＮｅ激光时间相干度ｇ（１）（τ）在纵模频率漂移效应作用下的时谱公式，分析了相应的时谱特性和频率调谐特性。

利用微机控制的横向塞曼稳频激光器

一、前言 关于横向塞曼激光器的稳频方法右各种方案。其中采用风扇冷却的方法结构简单，响应快，驱动功率小，因而在国外首先被商品化。但缺点是因采用了风因扇这一机械转动部件，导致寿命较短，且由于有微小的振动及激光管与外界空气直接接触，

基于C8051F020单片机的塞曼稳频激光器控制系统的设计

介绍了C8051F020单片机的主要性能特点及其在塞曼稳频激光器控制系统中的应用。利用单片机A/D,D/A输出功能以及PID算法来实现塞曼激光器的稳频。给出了该控制系统的硬件结构和软件结构。

频率分裂在双频激光器和位移传感器中的两种新应用(英文)

主要介绍了激光频率分裂技术的两种新应用,包括用两种方法克服强模竞争以获得频差可覆盖1-40 MHz的双频激光器,以及将一个双折射双频激光器本身用作一个位移传感器,这种双频激光器可以填补塞曼激光器和双折射激光器之间存在的3-40 MHz频差空白,可以用作激光干涉仪理想的光源,位移传感器结构简单,其分辨率为79 nm,测量范围达到了15 mm,并且可以自校准。

激光生物学

Q631 2002010253激光对生物组织热损伤的计算机模拟=Computer sim-ulation of thermal damage to biological tissue dur-ing laser irradiation[刊,中]/陈安宁,李希靖(中国计量学院机电工程系.浙江,杭州(310034)),吴家辉(杭州市第二人民医院.浙江,杭州(310015))∥光电子·激光.—2001.12(2).

高精度滚转角干涉仪

提出了一种基于横向塞曼激光器的新的滚转角测量系统。该系统在已有技术的基础上 ,将测量放大倍率又扩展了 4倍 ,从而大大提高了滚转角的测量精度。系统以横向塞曼激光器出射的正交线偏振光作为测量光 ,首先经 1 /4波片将线偏振光变成微椭圆偏振光 (即进行微椭偏化 ) ,然后测量光通过作为传感器的 1 / 2波片 ,由直角反射镜将光路折回 ,使测量光再次通过作为传感器的 1 / 2波片。由于直角反射镜提供了合理的坐标变换 ,所以使得测量光在两次通过1 / 2波片时 ,偏振方向的改变被叠加了 ,相当于被测量的滚转角放大了 4倍。最后测量光经检偏器合成 ,再用光电探测器接收。由测量光的相位变化可以求出工作台的滚转角变化。在整周期内 ,测量光的相位变化与滚转角成非线性关系 ,但在特定的角度上会出现线性很好的滚转角测量灵敏度倍增区。采用这种方法 ,测量放大倍率可以达到 2 0 0倍 ,能够实现高精度的滚转角测量。使用分辨率为 0 0 0 3°的相位计 ,滚转角的测量分辨率可达到 0 1″。

外差椭偏纳米薄膜测量技术

提出一种可同时测量膜厚和折射率的新型快速高灵敏度薄膜测量方法——外差椭偏纳米薄膜测量技术，并给出了理论分析与设计、实验结果和误差分析．采用弱磁场塞曼激光器（输出４０ｋＨｚ的拍频信号），用相位直接比较法得到０．１８°分辨率，是迄今结构最简单的新型椭偏仪设计．测量过程高速全自动化，适合于现场连续测量．理论上可达到较高的测量精度．

Uniphase 1007型He-Ne激光管的纵向塞曼稳频研究

本文介绍采用拍频曲线晶振基准法首次在Uniphase 1007型长寿命商品He-Ne激光管上实现了无压电陶瓷调谐元件的塞曼双频稳频,采用可调永磁供磁,达到光频长期漂移5×10^(-9);双频双线偏振分离度1/60;双线偏振正交度89.5°;入锁及锁定情况良好.给出了塞曼双频激光器的调试技术.描述了输出光束偏振状态和纵模数关系的一个物理现象.

塞曼双频激光器的优化设计

对横向塞曼双频激光器理论模型的建立及激光器参数的优化设计进行了研究,建立了连续激光器稳态工作时的激光阈值条件,得到了频率差与磁场、腔长之间的关系。选用激光管腔长为150 mm时,所加磁场应在0.03 T左右,磁场电流为1.3068 A,而管子的损耗为0.032,此时频差为1.3719 MHz。通过对理论数据的计算分析得出,为了提高频率稳定性,应合理选择磁场强度B并选定稳定性和均匀性很好的磁性材料。

光纤传感器中拍频光电流信号的计算

本文计算了利用正交偏振双频激光束的光纤传感器的拍频光电流信号。实验结果与理论计算一致性很好。

采用预测控制进行纵向塞曼幅值热稳频的研究

产生纵向塞曼频率分裂的He—Ne激光器输出左、右旋圆偏振光,其光强差和激光频率呈稳定的调谐曲线。装置利用单片机采集幅值信号,采用预测控制理论进行数字调节,输出PWM(PulseWidth Modulation)信号补偿激光管的温度以实现热稳频控制。为实现对热稳频大滞后、非线性这一复杂系统的高质量控制,提出了预测控制方法,该方法克服了传统PID(Proportional IntegralDifferential)调节中存在的调整工作量大,控制后果不能及时反馈的不足,适用于各种热稳频过程。数字仿真和实验验证预测控制是稳定的,对模型误差的适应能力强。对10s采样周期,估算得系统频率稳定度达6.7×10^(-9)。

石英晶体旋光性对激光纵模分裂的影响

晶体石英置于Ｈｅ－Ｎｅ激光谐振腔中，由于双折射效应，会产生激光频率分裂。本文报道了频率分裂量与光线光轴夹角的非线性关系及对此现象的研究，实验结果表明频率分裂曲线与石英族光性曲线有对应关系，即旋光性是一个影响频率分裂的因素。

一种测量滚转角的新方法

提出了一种基于横向塞曼激光器的滚转角测量系统,实现了大范围、高精度的滚转角测量。系统利用四分之一波片将横向塞曼激光器射出的正交线偏振光轻微椭偏化,检偏器作为滚转角传感器跟随被测件转动,再用光电探测器检测出射光的相位变化,得到检偏器的滚转角变化。这时相位变化与转角成非线性关系,在特定的角度上出现测量转角的灵敏度倍增区。采用这种方法,可以实现大范围的滚转角测量,并且在特定的角度上得到很高的灵敏度。使用分辨率为0.01°的相位计,滚转角的测量分辨率达到0.

一种新型免疫传感器的研究

研究了可用于免疫学、分子医学、分子生物学、临床检验 ,也可用于药物筛选和开发新药的表面等离子体共振免疫传感器。这种传感器以横向塞曼激光器为光源 ,同一光束中包含正交的 P偏振光和 S偏振光 ,完全满足共光路原则。相位检测能避免电路的直流漂移影响 ,提高测量精度。同时 ,在研究了相位变化与金属膜的材料和厚度关系后 ,优化有关设计参数 ,构建了一个实验装置 ,并进行了蓖麻毒素蛋白与其抗体相互作用的动力学研究。实验结果表明 ,这种传感器灵敏度高 。