全内反射

摘要： 衍射光栅已在波导中得到广泛应用, 能将光束或图像从耦入端传输并在预定位置耦合输出, 不过在应用于诸如增强现实/虚拟现实等大视场角(field of view, FOV)、彩色光源时会存在FOV不匹配、视场缺失、出射不均匀等问题. 故从这些物理问题出发, 推导出衍射波导的FOV上限、视场完整的理论边界公式, 在此基础上再分别针对单色波和复色波进行深入研究. 得出单层衍射波导在常规高折射率n = 1.75条件下, 支持单色波FOV理论上限约48°, 支持复色波颜色系数q = 1.3的FOV理论上限26.4°, 更大FOV就需要配置更高折射率和更小q值. 视场完整性的边界条件表明, 减小长波的最大衍射角和减薄波导厚度就能解决视场缺失的问题, 实用最大衍射角一般不超过75°, 波导层厚度根据FOV大小一般在0.5—1.0 mm之间. 最后提出将各全内反射视场展开为光线追迹图的方法和瞳孔均摊接收各角度光能的分布函数, 就此可求解光栅耦出区的最佳位置, 并利用分布函数的倒数来约束投射光的角分布或者光栅效率的角分布, 以在任意位置都能接收均匀出射视场: 单色波导的均匀性从0.27提高到0.15, 单光栅复色波导中长波均匀性从0.40提高到0.28. 这些研究结果有助于解决衍射波导用于大FOV和复色光的难题.

摘要： 本文给出双轴各向异性介质表面的Goos-H(a)nchen(GH)位移和Imbert-Fedorov(IF)位移.根据电磁波在介质中传播需要遵循的色散方程和在介质分界面上需要遵循的相位匹配条件,得到双轴各向异性介质表面发生全反射的条件.在此基础上根据稳态相位法和能流法得到发生全反射时GH位移和IF位移的表达式.

摘要： G-quadruplex (G4) is a DNA structure which commonly exists in human genome,and it is considered as an important structure in DNA metabolism such as replication,transcription and homologous recombination.The Gquadruplex helicases have been widely investigated these years.Of them,the Bloom (BLM) helicase is most thoroughly studied.However,there are some basic problems that are still unclear.Most of previous studies of G4 are performed by single molecule fluorescence resonance energy transfer technique.The G4 is in a free state in these experiments,which is different from the physiological environment in cells.The traditional magnetic tweezers have a limitation of spatial resolution in a low force circumstance.Thus here we use high resolution magnetic tweezer under the illumination of total internal reflection fluorescence to study the process of BLM resolving G4.Our modification of magnetic tweezer is to separate the measurements of force and distance of magnetic tweezer in order to improve the spatial resolution,which allows us to observe the unfolding process of G4.With a 2-3 pN force we find that the process of BLM unfolding G4 in low ATP concentration is stepwise,and the G4 is mainly in the state between G-quadruplex and G-triplex.We also find that the BLM could interact with G4 for a long time.Our apparatus is also able to obtain the long time observation results compared with the single molecule fluorescence technique.So we perform experiments with a nearly saturated ATP concentration.We find that the BLM has two ways to maintain G4 dissolution in this condition.The BLM could unfold the G4 repetitively in a long period and it could also keep the G4 in unfolding state for a long time after it has opened the G4.Finally,we also perform single molecule fluorescence resonance energy transfer experiment in the same condition,and we find that the 2-3 pN force in magnetic tweezers has a rare influence on the process of BLM interacting with G4.The results of single molecule fluorescence resonance energy transfer experiments are corresponding to the results of magnetic tweezer in the same conditions.All of our experimental results show that ATP dependent BLM has a high affinity with G4 and BLM has a different way to resolve G4 in high ATP concentration.These results could provide new ideas of the mechanism of BLM resolving G4.Our modified magnetic tweezer shows its capacity in G4 single molecule study,and it could be a useful tool in the future single molecule studies.%G-四联体(G-quadruplex,G4)是广泛存在于细胞基因组中的一种DNA结构,在DNA的代谢如复制、转录、同源重组等过程中起重要作用.G4解旋酶近年来受到广泛研究,其中Bloom (BLM)解旋酶的研究已经相当丰富,但仍有一些基本问题不清楚.我们应用全内反射瞬逝场照明磁镊对BLM解旋G4的动力学过程进行了深入研究,观察到了BLM解旋G4的分步过程.相对于单分子荧光共振能量转移技术而言,借助磁镊的长时间观测性能,我们在近饱和三磷酸腺苷(ATP)浓度的实验体系中观察到BLM长时间反复解开G4或者长时间维持G4于打开状态的两种作用方式.最后,使用相同的实验条件做了单分子荧光共振能量转移实验,确定了加载2-3 pN的外力对BLM解旋G4没有显著影响.

摘要： 当前高功率激光装置系统中,国内使用透射式衍射光栅进行光束采样,国外甚至使用光栅聚焦并同时结合谐波分离和采样功能.高功率激光辐照下,除了0级透射打靶光以及目标取样光外,其他级次衍射光的影响也不可忽视,可能造成诸如鬼像聚焦破坏、时间脉宽测量不稳定、近远场测量噪声等问题.尤其是透射衍射光栅内部全反射级次会导致光栅出射一系列规律的衍射花样,造成上述干扰和危害.首先理论上针对透射式光栅(包括取样光栅和聚焦光栅)进行了相应的计算和分析,然后从实验上观察并测量了取样光栅内部全反射级次的现象,并且结合镀减反膜前后的衍射现象进行了讨论,最后分析并给出了如何消除或规避全反射级次和其他冗余级次影响的方法.

摘要： 岩石物理学研究红外线光谱的应用（根据国外发表的资料）利用傅里叶变换研究红外线光谱的物理原理。根据透光性、全内反射和漫反射图解介绍光谱图的记录方法。介绍在矿山岩石物理学研究过程中对岩石样本、黏土质页岩等进行红外线光谱和红外线光谱图特点进行的分析。

摘要： 为了改善用于建筑导光的镀膜反射类型的太阳能聚光器的性能，提出一种由透明实体整体成型的全内反射顺向聚光器，该聚光器具有结构紧凑、无需镀膜的特点。论文介绍了聚光器的结构和聚光传光原理。通过建立三维实体模型，应用光学分析软件模拟分析了聚光器的光学传输率，得出在不同入射光偏角时的传输率变化曲线。结果表明，该聚光器具有较大的跟踪容差性能，当平行入射光线偏角为1.4º时，传输率相对于正入射时下降不到20%；偏角为2.2º时，传输率仍然可以达到正入射时传输效率的60.8%；偏角为3º时，传输率还可达到正入射时传输率的50%，即3º为半传输率对应的偏角。因此，以这种结构为基础模块，结合导光光纤，采用空间多方位排列方式，可组成免跟踪系统的固定导光系统。%In order to improve the performance of the collector with reflective coating that used in building light guide, a forward-reflecting collector that is made from solid transparent material is pro-posed. It is characterized by a compact structure, no reflective coating. The structure and light con-centration and transmitting principle of the collector are introduced. Its 3-D model is made and its optical transmitting rate is simulated by light analysis software. By doing so, the graph of variation of transmitting rate with deflective angle is gained. The result shows that the proposed collector has a good tolerance performance. When parallel incident rays have a deflective angle of 1. 4o, the attenu-ation of the transmitting rate is less than 20% relative to that in normal incidence. In 2. 2oof deflec-tive angle, the transmitting rate remains 60. 8% of that in normal incidence. When in deflective an-gle of 3o, the transmitting rate is still not less 50%. 3o is the deflective angle for half rate. Based on this collector, connected by light fiber and arranged in a multiple direction in the space, a fixed light guide system without tracing system can be made.

摘要： Two types of Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) substrates were prepared by self-assembly of gold nanoparticle (GNP) monolayers film on either bare glass substrates (glass/GNP) or glass substrates with a 30 nm thick gold film (glass/Au/GNP). SERS spectra of dye molecules adsorbed on the two substrates were obtained by total internal reflection (TIR) of an excitation laser beam combined with col ection of the air-side signal. The experimental results demonstrated that the signal enhancement factors of the two SERS substrates greatly depend on the polarization state of the excitation beam. In the case of the glass/GNP substrate, the signal enhancement factor obtained with the s-polarization TIR is two to five times as higher as that observed with the p-polarization TIR, indicating the formation of“hot spots”between adjacent particles in the GNP monolayer. With the glass/Au/GNP substrate, the SERS signal can be excited only by p-polarization TIR at a specific reflection angle, and the air-side SERS signal is almost 30 times that obtained with the glass/GNP substrate. The findings suggest that significant field enhancement is induced by the coupling between propagating surface plasmon resonance (SPR) and the localized SPR within the glass/Au/GNP substrate. Using a linear polarizer, the air-side SERS signal was verified to be non-polarized, containing s and p components of almost equal intensities. Further investigations revealed that the glass/Au/GNP substrate al ows for directional emission of the SERS signal with the p-polarization state.%采用静电自组装技术分别在玻璃基片和30 nm厚的金膜表面固定一层金纳米粒子(GNP)制得两种表面增强拉曼散射(SERS)基底，然后通过棱镜全内反射(TIR)激励和背向收集模式分别测试了两种基底上吸附的染料单分子层SERS光谱。实验结果表明两种SERS基底的拉曼增强效果均高度依赖于入射激光的偏振状态，对于玻璃/纳米金SERS基底， s光全内反射导致的拉曼增强因子是线偏振光(p)光的2-5倍，说明该基底上的“热点”位于纳米金单层膜内相邻粒子之间；对于玻璃/金膜/纳米金SERS基底，只有采用p光在特定的全内反射角下才能激发SERS信号，而且测得的SERS信号比玻璃/纳米金基底增强了近30倍。究其原因是p光在金膜表面共振激发的传播表面等离子体与纳米金局域表面等离子体耦合，进而导致显著场增强。实验结果指出在背向收集模式下，由p光激发的SERS信号是非偏振光，包含强度几乎相等的s和p成分。利用玻璃/金膜/纳米金基底还实现了拉曼光定向发射和收集，测得的SERS信号是p光。

摘要： 南开大学物理科学学院的一个研究组，近日利用全内反射下石墨烯对介质折射率异常敏感的光学现象，实现了超灵敏单细胞实时流动传感。这一成果可以使癌细胞在形成之初即被精确“光测”出来，将为癌症预防提供一条新途径。

摘要： 我国科学家利用全内反射下石墨烯对介质折射率异常敏感的光学现象，实现了超灵敏单细胞实时流动传感。这一成果可以使癌细胞在形成之初即被精确“光测”出来，精度可达数千分之一。这一成果的应用或将为癌症预防提供一条新途径。

摘要： A new microano-fiber polarizer with high extinction ratio has been developed by using birefringent crystal as a substrate.The extinction ratios for the polarized light are measured for fibers with cores of various radii and various refractive indexes.When the refractive index of a microano-fiber is between the ordinary refractive index and the main unordinary refractive index of a birefringent crystal,and the angle between the microano-fiber and the optical axis of the birefringent crystal is big enough,the microano-fiber assembled on the birefringent crystal can beused as a fiber polarizer.The extinction ratio of a microano-fiber is regulated in small range by the diameter of the fiber and the angle between the microanofiber and the optical axis of the birefringent crystal.The maximal extinction ratio is 22.74 dB for a microano-fiber with a diameter of 4.2 μm.%给出了一种以双折射晶体为衬底,实现高消光比的微纳光纤起偏器的方法.利用双折射晶体为衬底,研究了在不同折射率和半径的微纳光纤中传播的光波的偏振特性.当采取的微纳光纤的折射率在双折射晶体的寻常光折射率和非寻常光主折射率之间,且光纤和晶体光轴夹角足够大时,可以实现在微纳光纤中起偏.改变微纳光纤半径以及光纤和双折射晶体光轴之间的夹角可以对消光比进行调控,半径越小,消光比越大；角度越大,消光比越大.对于半径为2.1tμm微纳光纤,最大的消光比为22.74 dB.

摘要： 有机聚合物材料是重要的集成光学材料之一.近年来,通过大量的人力和物力的投入,用于集成光学的有机聚合物材料的研制水平不断提高.与此同时,基于有机聚合物材料,人们也研制了多种集成光学器件.由于有机聚合物材料有着强的电光效应,利用有机聚合物材料可以研制具有低驱动功率的各种光器,如光开关和光衰减器等.本文介绍了利用有机聚合物热光效应所具有的负折射率效应进行全内反射光开关的研制工作及相关理论工作。

摘要： 基于全内反射原理和光生载流子注入效应,采用扩展多模非对称Y分叉全内反射型结构,研制了一种1×2光控全光开关.对于1310nm波长,其开关的消光比可以达到18dB,同时,对光注入开关机理做了简单的探讨.

摘要： 本文结合全反射理论和波导理论,分析传统的Y分叉全内反射高串音的原因,并得到了Y分叉TIR(Total Internal Reflection)光开关特征参数的近似解析表达式,提出了一种有效的改善全内反射光开关的方法,最后提出求解波导宽度W的计算过程,为全内反射光开关的设计提供了简明的理论分析方法.

摘要： 从理论上研究了手征负折射介质(手征介质中的手征参数大于其折射率)表面的反射与透射特性,给出了在不同手征参数下当入射波分别为线极化波(TE和TM)和圆极化波(RCP和LCP)两种入射条件下的归一化反射透射功率与入射角之间的关系曲线,讨论了布儒斯特角和全内反射角特性。由于手征负折射介质中的一个本征波发生了负折射,反射透射波的功率和极化特性不同于一般手征介质.

摘要： 本文建立了利用蛋白质吸附在液-固界面上的同步荧光信号来测定本体蛋白质溶液浓度的新方法.meson-四(4-对磺酸基苯基)卟啉(TPPS)标记的牛血清蛋白(BSA)在界面上的信号强度(同步荧光峰421 nm处)随本体溶液浓度的增加呈线性关系,检测限是94 ng·mL-1.该法用于实际人血清蛋白样品的测定,结果令人满意.

摘要： 本文通过红外光谱全内反射技术ATR对食用精制油和美国产化妆品的面油分别进行测定,结果表明无色透明油状面油和食用精制油二者基本相似,但和乳白色奶油状面油不同;对NIVEA润唇膏和国产马牌润面油的红外光谱测定,结果表明二者基本相同均为矿物油.而对澳大利亚产的绵羊油化妆品和澳大利亚产的绵羊原油的分析结果表明二者有较大区别.

摘要： 这篇文章中,我们将介绍MPOF的导光原理,及几个主要课题在近期取得的进展,例如液体填充光纤、空心光纤、互联应用、有机掺杂及其在传感技术中的应用等.

摘要： 这篇文章中,我们将介绍MPOF的导光原理,及几个主要课题在近期取得的进展,例如液体填充光纤、空心光纤、互联应用、有机掺杂及其在传感技术中的应用等.

摘要： 这篇文章中,我们将介绍MPOF的导光原理,及几个主要课题在近期取得的进展,例如液体填充光纤、空心光纤、互联应用、有机掺杂及其在传感技术中的应用等.

摘要： 提供了一种颜色混合透镜组件。颜色混合透镜组件可以包括同心地布置在光学器件内的中心混合结构。中心混合结构可以被配置成从光接收结构接收电磁辐射的第一部分。中心混合结构可以包括电镀表面。中心混合结构可以包括同心地布置在中心混合结构内的中心反冲结构。中心反冲结构可以被配置成将电磁辐射的第一部分朝向电镀表面反射。中心混合结构可以被配置成将来自电镀表面的电磁辐射的第一部分反射穿过光学器件的出射表面。光学器件可以被配置成将从光接收结构接收的电磁辐射的第二部分反射穿过光学器件的出射表面。

摘要： 提供了一种颜色混合透镜组件。颜色混合透镜组件可以包括布置在光源周围的光学器件和环形反射器。环形反射器可以布置在光学器件内。在这种配置中，环形反射器被配置成将第一部分朝向光学器件的表面反射。光学器件可以被配置成将第一部分反射穿过光学器件的出射平面，以及将电磁辐射的第二部分反射穿过出射平面。替代地，环形反射器可以布置成围绕光学器件。光学器件还可以包括反冲表面，该反冲表面被配置成将电磁辐射的第一部分朝向环形反射器反射。环形反射器可以被配置成将第一部分反射穿过光学器件的出射平面。光学器件可以被配置成将电磁辐射的第二部分反射穿过出射平面。

摘要： 本发明公开了全内反射照明与半全内反射照明双光路荧光显微系统。在激发光的光路上设置与光路呈135°的分光片Ⅰ，使激发光成为2束垂直的透射光和反射光；透射光经反射镜反射后与反射光平行；反射光和透射光的光路上分别依次设有渐变密度中性滤光片、凸透镜Ⅰ、凸透镜Ⅱ和光斑孔径调节器；反射光和透射光再分别通过反射镜调整传输方向成为2束垂直光路；相互垂直的反射光和透射光的光路上均设有凸透镜Ⅲ；反射光和透射光经过凸透镜Ⅲ后均入射至与反射光的光路呈135°的分光片Ⅱ，经分光片Ⅱ分成的2束平行光入射至显微镜激发光入口。本发明可以用于漂白细胞膜区荧光分子，避免细胞膜区荧光分子给细胞内焦平面成像时带来的背景荧光干扰，进一步提高细胞内半全内反射荧光成像的信号背景比。

摘要： 因为入射光在白色状态下通过黑瞳区域，所以传统全内反射图像显示器中的亮度可能降低。将亚波长结构添加到透明前板上的凸形突起的表面可以增加白色状态下的亮度。控制亚波长结构的尺寸、间隔、形状、和折射率可以产生零阶反射和增强的亮度。

摘要： 本发明双变径式椭球面反射镜的全内反射荧光显微成像装置属于光学显微照明领域；该装置采用了由光阑和遮光片调制的环形光，经过椭球面反射镜的反射后，产生了在椭球面反射镜第一焦点处的聚焦的大顶角空心锥光束，进而实现了全内反射荧光成像现象；该装置能够通过移动遮挡片和调节光阑的方法，改变空心光锥顶角的大小，最终改变倏逝场的激发深度，扩展了荧光像的轴向信息，而遮挡片和光阑能够实现并行调节，增强了仪器的适用性，并且该装置提供的0°～360°的环形照明光能够实现无阴影照明，从而减弱图像中的干涉条纹，增加图像的对比度，从而提高成像质量。

摘要： 本发明基于椭球面反射镜的全内反射荧光显微成像装置属于光学显微照明领域；该装置采用了由遮光片调制的环形光，经过照明物镜聚焦后发散，通过椭球面反射镜反射后，光线聚焦在椭球面反射镜第二焦点处，产生了在椭球面第一焦点处的聚焦的大顶角空心锥光束，进而实现了全内反射荧光成像现象；在照明光能量一定的情况下，该装置能够大幅度提高能量利用率，提高照明强度，并且椭球反射镜能够对任意照明方向光线进行反射，产生照明方向0°～360°的照明光线，实现了无阴影照明，并且能够弱化相干光的干涉条纹、增加图像信噪比，使得成像质量得到提高。

摘要： 提供了一种全内反射棱镜单元、全内反射棱镜组件和用于形成线光束的设备。所述全内反射棱镜单元可包括第一棱镜和第二棱镜。所述第一棱镜可包括第一全反射表面和第二全反射表面，所述第一全反射表面使在第一水平方向上入射的光沿着与所述第一水平方向基本垂直的第二水平方向全反射，所述第二全反射表面使从所述第一全反射表面全反射的光沿着所述第一水平方向全反射，以形成第一光束。所述第二棱镜可包括第三全反射表面和第四全反射表面，所述第三全反射表面使所述光沿着与所述第一水平方向基本垂直的第三水平方向全反射，所述第四全反射表面使从所述第三全反射表面全反射的光沿着所述第一水平方向全反射，以形成第二光束。所述第二光束可沿着所述第三水平方向与所述第一光束是不连续的。

摘要： 本发明公开了全内反射照明与半全内反射照明双光路荧光显微系统。在激发光的光路上设置与光路呈135°的分光片Ⅰ，使激发光成为2束垂直的透射光和反射光；透射光经反射镜反射后与反射光平行；反射光和透射光的光路上分别依次设有渐变密度中性滤光片、凸透镜Ⅰ、凸透镜Ⅱ和光斑孔径调节器；反射光和透射光再分别通过反射镜调整传输方向成为2束垂直光路；相互垂直的反射光和透射光的光路上均设有凸透镜Ⅲ；反射光和透射光经过凸透镜Ⅲ后均入射至与反射光的光路呈135°的分光片Ⅱ，经分光片Ⅱ分成的2束平行光入射至显微镜激发光入口。本发明可以用于漂白细胞膜区荧光分子，避免细胞膜区荧光分子给细胞内焦平面成像时带来的背景荧光干扰，进一步提高细胞内半全内反射荧光成像的信号背景比。

摘要： 因为入射光在白色状态下通过黑瞳区域，所以传统全内反射图像显示器中的亮度可能降低。将亚波长结构添加到透明前板上的凸形突起的表面可以增加白色状态下的亮度。控制亚波长结构的尺寸、间隔、形状、和折射率可以产生零阶反射和增强的亮度。

摘要： 本发明双变径式椭球面反射镜的全内反射荧光显微成像装置属于光学显微照明领域；该装置采用了由光阑和遮光片调制的环形光，经过椭球面反射镜的反射后，产生了在椭球面反射镜第一焦点处的聚焦的大顶角空心锥光束，进而实现了全内反射荧光成像现象；该装置能够通过移动遮挡片和调节光阑的方法，改变空心光锥顶角的大小，最终改变倏逝场的激发深度，扩展了荧光像的轴向信息，而遮挡片和光阑能够实现并行调节，增强了仪器的适用性，并且该装置提供的0°～360°的环形照明光能够实现无阴影照明，从而减弱图像中的干涉条纹，增加图像的对比度，从而提高成像质量。