傳統的光鑷技術僅用來捕捉少量細胞或納米顆粒,激光誘導組裝能夠在大的空間范圍內精確控制和移動粒子,并實現功能化地操縱微納米材料。目前有關激光誘導產生氣泡,進而形成自組裝的研究仍然十分新穎,尤其缺少有關利用半導體自組裝產生微納米光學結構的動態過程和對其中光熱相互作用的機理分析。同時,這項技術能夠通過替換基底材料運用于其它用途,如無標簽檢測、微尺度導電圖樣制造、復雜結構排布等,這將有望給科研工作者構造光子、光電子器件等提供一種“自下而上”的新策略。
匡登峰課題組基于激光誘導自組裝技術,深入研究了乙醇溶液中的二硒化鉬納米球在菲涅耳圓孔衍射的入射光場照射下激光誘導組裝技術在半導體加工、增材制造、光刻等領域中有著廣泛的應用,不同于,按照光場分布產生同心環狀微納米光學結構的動態過程,并闡明了光阱效應、光熱效應和張力效應協同增強捕獲剛度和擴寬捕獲域的內在機理。這一“自下而上”的新策略能夠實現微納米光學結構的低成本、可控成型,有望應用于微光子和光子器件。
采用簡易溶劑熱法合成二硒化鉬(MoSe2)納米球,其作為過渡金屬二硫族化合物之一,具有窄帶隙、大的電子遷移率和高的光響應等新奇的特點。研究了激光誘導組裝二硒化鉬納米球的動態過程,分析了整個過程中氣泡、微結構的直徑變化及增長速率。利用三維有限時域差分法(3D-FDTD)對光阱捕獲平面的電場強度分布進行了仿真,得到了光阱能量場分布與二硒化鉬納米球組裝微結構的對應關系。通過激光誘導自組裝光學成像系統,在光阱捕獲面中實現了二硒化鉬納米球按照菲涅耳圓孔衍射入射光場排布的同心環狀微光學結構,這種結構具有4.87倍的光強度放大和聚焦效應。對氣泡產生原因、激光功率影響和微結構的形成機理等進行了論證分析,光阱效應、光熱效應和張力效應在激光誘導組裝二硒化鉬納米球產生微納米光學結構的過程中起到了關鍵作用。
匡登峰,教授、博士生導師。主要研究方向為信息處理、亞波長光學和微納尺度光場調控及其應用。
2005年初獲得天津大學精儀學院工學博士學位。2005-2007年,南開大學信息技術科學學院現代光學研究所博士后。2009年和2013-2014年法國國家科學中心光學所高級訪問學者。獲得“2013年度金國藩青年學子獎學金”。2017-2018年美國加州大學洛杉磯分校高級訪問學者。2021-2022年掛職廈門火炬高新區管委會黨工委委員。
一直從事微納米光學、微納米加工和測試的研究工作。已在微納米光學、空間光學等光學信息處理領域取得了多項創新性成果。已作為項目負責人完成和正在承擔國家級和省部級等各類科研項目10多項。已作為第一和通訊作者在Photonics Research、Optics Letters、Applied Physics Letters等國際知名期刊和會議上發表了學術論文60余篇,已多次被國內外知名課題組正面評價和引用。已獲得國家發明專利12項,正在申請國家發明專利40多項?,F任中國光學學會空間光學專委會委員、廣東省光電技術協會專家委員會副會長、天津市圖象圖形學學會常務理事。
聯系方式:13820868981;dfkuang@nankai.edu.cn
宋麗培,主要研究方向為照明光場調控下的光學成像,尤其以醫療成像應用領域為主。
先后于天津大學精密儀器與光電子信息工程學院、南開大學現代光學研究所及英國倫敦帝國學院(Imperial College London,UK)醫學院(Department of Surgery and Cancer)及生物醫學工程研究所(Institute of Biomedical Engineering)獲得學士、碩士及博士學位。曾在倫敦帝國學院做Research Assistant、Queen Mary University London做博士后研究。承擔及參與國家自然科學基金項目、科技部重點研發項目、省部級項目及多項企業合作橫向項目,并與Imperial College London、山西大學量子光學國家重點實驗室以及Queen Mary University London光學成像實驗室合作開展研究。已在Biomedical Optics Express, Optics letters等期刊及國際頂尖會議發表多篇文章。