Optica:在自由電子激光振蕩器中生成具有軌道角動量的X射線技術(shù)背景：結(jié)構(gòu)光可以通過空間控制光場的振幅，相位，偏振態(tài)實現(xiàn)。攜帶軌道角動量（OAM）的光，是結(jié)構(gòu)光場中家族中最重要的形態(tài)，為廣泛的物理現(xiàn)像提供了新的視角，并在各個領(lǐng)域產(chǎn)生了先進的應(yīng)用。OAM使用螺旋波前exp描述，是方位角，是螺旋度。可見光和紅外區(qū)的OAM光束在顯微操縱、量子信息、光學數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I(lǐng)域已經(jīng)得到應(yīng)用。在X射線區(qū)，OAM光束可以通過OAM交換直接修改原子狀態(tài)，并促進研究材料四極躍遷的新方法的開發(fā)。OAM的產(chǎn)生需要合適的光學器件和足夠明亮的相干光源。當前不足：通常通過將光學元件（如可編程空間光調(diào)制器、階梯式相位板和螺旋菲涅 ...

質(zhì)相當于平面光柵，當有光波入射到介質(zhì)內(nèi)，光的衍射規(guī)律遵循普通相位光柵的衍射定律，就會產(chǎn)生拉曼-奈斯衍射。由于聲波長λs 比光波長λ大的多，當光波平行通過介質(zhì)時，由于不受聲波波面的影響，所以介質(zhì)折射率的變化只影響光波的相位，即光波通過介質(zhì)折射率大的部分時，光波波陣面將延遲，通過介質(zhì)折射率小的部分時，光波波陣面將超前，由此導致光波波陣面產(chǎn)生了凹凸，由原來的平面變?yōu)橐粋€折皺曲面，同時改變了光的傳播方向，如下圖所示。在介質(zhì)另一側(cè)，光波波陣面上各子波源的相干作用使光波被分列成一組離散型的衍射光，上述過程即拉曼-納斯衍射。拉曼-奈斯衍射的結(jié)果是光波在遠場分為若干級衍射光，各級衍射光對應(yīng)不同的衍射角和衍射強 ...

器，經(jīng)過衍射光柵分光，使±1級共4束衍射光通過，用CCD記錄干涉條紋。采集到的干涉條紋，經(jīng)過傅里葉變換，分別提取到強度圖和XY方向的相位梯度，并合成為相位圖。這樣通過一次采集，就得到了該位置處的強度和相位信息，同時也能推算出其他位置處的強度和相位信息。一次拍攝，能同時解出強度和相位。三、優(yōu)勢1、相比于夏克-哈特曼傳感器，采樣點更多，具有更高的分辨率。2、靈活易用，通過簡單的設(shè)置就能進行測量。3、消色差，一個傳感器就可用于400-1100波長范圍內(nèi)的測量。四、探測波長包括從紫外（150nm）到遠紅外（8.14um）一系列波長范圍五、應(yīng)用案例激光測試解決方案M2、斯特列爾比、Zernike、束腰位 ...

然后經(jīng)透射式光柵分光，并經(jīng)狹縫濾出所需要的單色光，其作為激發(fā)光。光譜儀前的TLP濾光片通過選擇角度得到拉曼信號。通過測試硅片的拉曼譜如圖2b，透射光柵對來自超連續(xù)譜激光器的寬激光源具有良好的色散，上述瑞利線可以縮小到15波數(shù)。但是在光譜區(qū)域仍然存在較強的雜散光，其強度是瑞利線的100倍，掩蓋了硅的拉曼信號。這些雜散光來自于激發(fā)光源，所以需要進一步凈化單色激發(fā)。圖2常見的帶通隨著入射角的增大也會出現(xiàn)失真和偏振分裂現(xiàn)象，類似于上述長通（圖1a），而圖3a所示的兩個不同角度下的TBP濾光片，其在60°范圍內(nèi)具有陡峭的邊緣極化不敏感性，可根據(jù)需要調(diào)整角度。圖3b則是兩片TBP濾光片經(jīng)過精細調(diào)整入射角后 ...

2個全場漂移光柵(0° 至330°，增量為30°）。對每個刺激重復20次試驗，視頻為試驗平均結(jié)果。附錄：AO高斯和AO貝塞爾焦點掃描2PFM光路(a)位于激發(fā)激光器和2PFM之間的貝塞爾模塊照片。原始的高斯路徑(白虛線)和貝塞爾路徑可以通過翻轉(zhuǎn)反射鏡切換(b)貝塞爾模塊零件清單參考文獻：Chen, W., Natan, R.G., Yang, Y. et al. In vivo volumetric imaging of calcium and glutamate activity at synapses with high spatiotemporal resolution. Nat Com ...

止每個波導的光柵輸出耦合器從晶片正交抽取光。類似于相控陣雷達，光柵輸出耦合器也被稱為光學天線。圖6、光子集成電路光學相控陣示意圖。單個相干激光源被引導到波導內(nèi)，光被多個光柵耦合器(充當光天線)提取。可以使用相位調(diào)制器調(diào)整每個天線的相位以創(chuàng)建全息圖PIC相控陣技術(shù)的優(yōu)勢在于相位調(diào)制的頻率非常高。電光調(diào)制器可達一百GHz。這本質(zhì)上將數(shù)據(jù)速率提升到10^10b/s級。使用具有300x300天線的陣列，可以達到全息顯示所需的10^15b/s。光子相控陣目前的難點在于晶片(wafer)材料、天線之間的間隙、天線之間的相位精度。PIC的第1選擇材料是硅，它不透射可見光。其它在可見光波段有更佳透射性能的材料 ...

00線/mm光柵光譜儀。記錄4個積分時間為10s的拉曼光譜，然后取其平均值。這種基本的拉曼設(shè)置在后來的許多實驗中也被使用。圖2不久后的新方案中采用了近紅外拉曼光譜儀，該光譜儀在樣品穿透和背景信號減弱方面具有優(yōu)勢，可以預測鹽水中葡萄糖、乳酸和肌酐的濃度。方案中使用了一束光纖，以便于在不犧牲光譜分辨率的情況下，將更多的光子從樣本上的大面積傳送到光譜儀的入口狹縫。實驗的設(shè)置如上圖2所示：本實驗使用的激發(fā)源為200 mW的830氬離子激光泵浦染料激光器。后向散射的光子通過二色分束器被光纖束采集。實驗中記錄光譜的曝光時間為100秒。圖3根據(jù)上述實驗經(jīng)驗與結(jié)果，新的方案提出在收集路徑中替換使用拋物面鏡，進 ...

被分光儀內(nèi)的光柵在空間上分隔開。在時域中這些峰通常被認為是同時到達光譜儀。這種方法中拉曼信號通常被熒光輻射污染。通過對發(fā)射信號進行時間門控，可以將拉曼信號從熒光背景中分離出來:如果短脈沖光激發(fā)分子，拉曼信號在脈沖的脈寬范圍內(nèi)發(fā)射，而熒光的壽命更長。根據(jù)這個想法可得到無熒光的拉曼光譜。但是儀器變得更復雜，且由于通過門控系統(tǒng)和光譜儀不可避免的損耗，信號的幅值顯著降低。此外通過光學元件，特別是光譜儀光柵的傳輸通常是偏振相關(guān)的。新的拉曼信號的采集和分析方法解決了這兩個障礙:相對較弱的信號水平和不消失的熒光背景。通過將采集到的拉曼信號送入足夠長的光纖中，拉曼峰可以被時間分離。通過將時間門控光電倍增管(P ...

吐量。體全息光柵濾光片具有高吞吐量的窄帶寬陷波濾波器如圖2。每個VHG濾光片都有一個陷波剖面，設(shè)計用于衍射與激光匹配的特定波長，并傳輸所有其他波長。這些濾波器使得激光波長具有極高的衰減(每個濾波器的波長為>OD 4)，同時保持附近拉曼信號在5波數(shù)以上的高傳輸。圖2這導致能在5-200波數(shù)快速獲取高質(zhì)量超低頻拉曼光譜。這些系統(tǒng)是基于一個穩(wěn)定波長的激光源，一系列VHG濾波器和單級光譜儀如圖3。這種強瑞利衰減和高寬帶傳輸?shù)慕Y(jié)合使系統(tǒng)能夠同時捕獲強烈的低頻斯托克斯和反斯托克斯拉曼波段和“指紋區(qū)域”過渡，極大地簡化了整個系統(tǒng)，降低了尺寸和成本，同時提高了使用拉曼進行化學鑒定和其他應(yīng)用的靈敏度和可靠 ...

個挑戰(zhàn)。光纖光柵是實現(xiàn)鋰離子電池測量的有效方法，與電子類相比，使用光導纖維的優(yōu)點是布置方便、響應(yīng)速度快、抗電磁干擾、低侵入性和體積小。COMSOL有限元軟件中模擬的鋰電池組溫度梯度圖二、光柵監(jiān)測原理理想情況下的鋰離子電池是希望離子能夠在電極材料之間可逆地脫出和嵌入，不發(fā)生電極片上材料消耗、電解液分解、金屬鋰的不可逆沉積等情況，然而實際電池中總有許多諸如上述類似的副反應(yīng)發(fā)生，逐漸降低電池的使用性能，導致失效。這個失效的過程無法使用傳統(tǒng)的傳感器檢測，如熱電偶或熱電阻，盡管對溫度的檢測可以告訴我們熱過程已經(jīng)被改變，但熱電阻無法告訴我們在熱過程發(fā)生改變前，電池內(nèi)部的物理或結(jié)構(gòu)狀態(tài)發(fā)生了怎樣的變化，即溫 ...