Optica:在自由电子激光振荡器中生成具有轨道角动量的X射线技术背景：结构光可以通过空间控制光场的振幅，相位，偏振态实现。携带轨道角动量（OAM）的光，是结构光场中家族中最重要的形态，为广泛的物理现像提供了新的视角，并在各个领域产生了先进的应用。OAM使用螺旋波前exp描述，是方位角，是螺旋度。可见光和红外区的OAM光束在显微操纵、量子信息、光学数据传输等领域已经得到应用。在X射线区，OAM光束可以通过OAM交换直接修改原子状态，并促进研究材料四极跃迁的新方法的开发。OAM的产生需要合适的光学器件和足够明亮的相干光源。当前不足：通常通过将光学元件（如可编程空间光调制器、阶梯式相位板和螺旋菲涅 ...
质相当于平面光栅，当有光波入射到介质内，光的衍射规律遵循普通相位光栅的衍射定律，就会产生拉曼-奈斯衍射。由于声波长λs 比光波长λ大的多，当光波平行通过介质时，由于不受声波波面的影响，所以介质折射率的变化只影响光波的相位，即光波通过介质折射率大的部分时，光波波阵面将延迟，通过介质折射率小的部分时，光波波阵面将超前，由此导致光波波阵面产生了凹凸，由原来的平面变为一个折皱曲面，同时改变了光的传播方向，如下图所示。在介质另一侧，光波波阵面上各子波源的相干作用使光波被分列成一组离散型的衍射光，上述过程即拉曼-纳斯衍射。拉曼-奈斯衍射的结果是光波在远场分为若干级衍射光，各级衍射光对应不同的衍射角和衍射强 ...
器，经过衍射光栅分光，使±1级共4束衍射光通过，用CCD记录干涉条纹。采集到的干涉条纹，经过傅里叶变换，分别提取到强度图和XY方向的相位梯度，并合成为相位图。这样通过一次采集，就得到了该位置处的强度和相位信息，同时也能推算出其他位置处的强度和相位信息。一次拍摄，能同时解出强度和相位。三、优势1、相比于夏克-哈特曼传感器，采样点更多，具有更高的分辨率。2、灵活易用，通过简单的设置就能进行测量。3、消色差，一个传感器就可用于400-1100波长范围内的测量。四、探测波长包括从紫外（150nm）到远红外（8.14um）一系列波长范围五、应用案例激光测试解决方案M2、斯特列尔比、Zernike、束腰位 ...
然后经透射式光栅分光，并经狭缝滤出所需要的单色光，其作为激发光。光谱仪前的TLP滤光片通过选择角度得到拉曼信号。通过测试硅片的拉曼谱如图2b，透射光栅对来自超连续谱激光器的宽激光源具有良好的色散，上述瑞利线可以缩小到15波数。但是在光谱区域仍然存在较强的杂散光，其强度是瑞利线的100倍，掩盖了硅的拉曼信号。这些杂散光来自于激发光源，所以需要进一步净化单色激发。图2常见的带通随着入射角的增大也会出现失真和偏振分裂现象，类似于上述长通（图1a），而图3a所示的两个不同角度下的TBP滤光片，其在60°范围内具有陡峭的边缘极化不敏感性，可根据需要调整角度。图3b则是两片TBP滤光片经过精细调整入射角后 ...
2个全场漂移光栅(0° 至330°，增量为30°）。对每个刺激重复20次试验，视频为试验平均结果。附录：AO高斯和AO贝塞尔焦点扫描2PFM光路(a)位于激发激光器和2PFM之间的贝塞尔模块照片。原始的高斯路径(白虚线)和贝塞尔路径可以通过翻转反射镜切换(b)贝塞尔模块零件清单参考文献：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 ...
止每个波导的光栅输出耦合器从晶片正交抽取光。类似于相控阵雷达，光栅输出耦合器也被称为光学天线。图6、光子集成电路光学相控阵示意图。单个相干激光源被引导到波导内，光被多个光栅耦合器(充当光天线)提取。可以使用相位调制器调整每个天线的相位以创建全息图PIC相控阵技术的优势在于相位调制的频率非常高。电光调制器可达一百GHz。这本质上将数据速率提升到10^10b/s级。使用具有300x300天线的阵列，可以达到全息显示所需的10^15b/s。光子相控阵目前的难点在于晶片(wafer)材料、天线之间的间隙、天线之间的相位精度。PIC的第1选择材料是硅，它不透射可见光。其它在可见光波段有更佳透射性能的材料 ...
00线/mm光栅光谱仪。记录4个积分时间为10s的拉曼光谱，然后取其平均值。这种基本的拉曼设置在后来的许多实验中也被使用。图2不久后的新方案中采用了近红外拉曼光谱仪，该光谱仪在样品穿透和背景信号减弱方面具有优势，可以预测盐水中葡萄糖、乳酸和肌酐的浓度。方案中使用了一束光纤，以便于在不牺牲光谱分辨率的情况下，将更多的光子从样本上的大面积传送到光谱仪的入口狭缝。实验的设置如上图2所示：本实验使用的激发源为200 mW的830氩离子激光泵浦染料激光器。后向散射的光子通过二色分束器被光纤束采集。实验中记录光谱的曝光时间为100秒。图3根据上述实验经验与结果，新的方案提出在收集路径中替换使用抛物面镜，进 ...
被分光仪内的光栅在空间上分隔开。在时域中这些峰通常被认为是同时到达光谱仪。这种方法中拉曼信号通常被荧光辐射污染。通过对发射信号进行时间门控，可以将拉曼信号从荧光背景中分离出来:如果短脉冲光激发分子，拉曼信号在脉冲的脉宽范围内发射，而荧光的寿命更长。根据这个想法可得到无荧光的拉曼光谱。但是仪器变得更复杂，且由于通过门控系统和光谱仪不可避免的损耗，信号的幅值显著降低。此外通过光学元件，特别是光谱仪光栅的传输通常是偏振相关的。新的拉曼信号的采集和分析方法解决了这两个障碍:相对较弱的信号水平和不消失的荧光背景。通过将采集到的拉曼信号送入足够长的光纤中，拉曼峰可以被时间分离。通过将时间门控光电倍增管(P ...
吐量。体全息光栅滤光片具有高吞吐量的窄带宽陷波滤波器如图2。每个VHG滤光片都有一个陷波剖面，设计用于衍射与激光匹配的特定波长，并传输所有其他波长。这些滤波器使得激光波长具有极高的衰减(每个滤波器的波长为>OD 4)，同时保持附近拉曼信号在5波数以上的高传输。图2这导致能在5-200波数快速获取高质量超低频拉曼光谱。这些系统是基于一个稳定波长的激光源，一系列VHG滤波器和单级光谱仪如图3。这种强瑞利衰减和高宽带传输的结合使系统能够同时捕获强烈的低频斯托克斯和反斯托克斯拉曼波段和“指纹区域”过渡，极大地简化了整个系统，降低了尺寸和成本，同时提高了使用拉曼进行化学鉴定和其他应用的灵敏度和可靠 ...
个挑战。光纤光栅是实现锂离子电池测量的有效方法，与电子类相比，使用光导纤维的优点是布置方便、响应速度快、抗电磁干扰、低侵入性和体积小。COMSOL有限元软件中模拟的锂电池组温度梯度图二、光栅监测原理理想情况下的锂离子电池是希望离子能够在电极材料之间可逆地脱出和嵌入，不发生电极片上材料消耗、电解液分解、金属锂的不可逆沉积等情况，然而实际电池中总有许多诸如上述类似的副反应发生，逐渐降低电池的使用性能，导致失效。这个失效的过程无法使用传统的传感器检测，如热电偶或热电阻，尽管对温度的检测可以告诉我们热过程已经被改变，但热电阻无法告诉我们在热过程发生改变前，电池内部的物理或结构状态发生了怎样的变化，即温 ...
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