光学新进展.ppt

1、光学新进展,汇报人：黄北京,简介,光物理学是当代物理学发展中最活跃的领域之一。特别是在激光问世(1960 梅曼），光学的面貌发生了深刻的变化。激光物理、非线性光学、高分辨率光谱学、强光光学、量子光学等学科正日趋成熟，并孕育着光子学、超快光谱学和原子光学等新的分支学科。可以预见，光物理的研究在21世纪将会有若干突破性的进展，并对生命科学、生物学、激光化学等领域的突破，以及光学、光电子、光通讯等高技术产业的发展，起到关键性的先导与推动作用。,光之舞光学发展史,一部由剑桥大学科学史家西蒙谢弗（Simon Schaffer）制作的关于光学历史的纪录片,研究对象与研究内容,1.光学是研究光（电磁波）的行

2、为和性质，以及光和物质相互作用的物理学科。传统的光学只研究可见光，现代光学已扩展到对全波段电磁波的研究。,2.通常把光学分成几何光学、物理光学和量子光学,研究方法,光是一种电磁波，在物理学中，电磁波由电动力学中的麦克斯韦方程组描述；同时，光具有波粒二象性，需要用量子力学表达。,光学新进展,光全息技术先进光学防伪材料与技术激光图像技术与应用,从初音未来谈光全息投影技术,全息3D偶像,设计：Crypton未来媒体,年龄：16岁，身高：5英尺2英寸(约合1.57米),光全息投影技术,（让两个不同空间的人同时出现在一个空间）,远在芝加哥的Jessica与纽约的主持人面对面交流,原理,利用干涉和衍射原理

3、记录并再现物体真实的三维图像,1. 利用干涉原理记录物体光波信息（拍摄）,2.利用衍射原理再现物体光波信息（成像）,应用,1. 全息投影技术应用于高级酒店为入住者指引方向,应用,2.全息投影技术应用于舞台,应用,3.全息投影应用于服务和销售行业,应用,4.应用于展会个性展示,前景,全息投影技术突破了传统声、光、电局限，将美轮美奂的画面带到观众面前，给人一种虚拟与现实并存的双重世界感觉。无疑，未来全息投影技术市场发展潜力将是无可估量的。,Researchers at Heriot-Watt University have developed a patented technology where

4、by a single surface relief diffractive optical element is capable of producing two distinct output patterns under different illumination wavelengths, one in the visible region and one in the non-visible region. It is believed that these elements have the potential to produce a highly secure, anti co

5、unterfeiting optical watermark.,光学防伪技术,Anti-Counterfeiting Optical Watermark,Technology Description,1. This technology provides a surface relief hologram that comprises two patterns, each sensitive to different radiation wavelengths, thereby improving security. 2. Despite this improved security theh

6、ologram can be mass manufactured using known techniques.,Applications,This optical watermark could be used where holograms are currently used. For example: Credit cards Bank notes Video cassettes Passports,Stage of Development,Prototype stage: demonstration prototypes produced and tested.,Type of Co

7、mmercial Opportunity,Heriot-Watt University is looking for parties interested in purchasing a license to this technology,collaboration or forming a joint venture partnership for the future development of the technology inspecific user defined areas.,“阿秒级”光脉冲,2008年6月德国马克斯-普朗克量子光学研究所（MPQ)Eleftherios G

8、oulielmakis等人在Science上发表了最新研究成果：Single-Cycle Nonlinear Optics,原理,1.将2.5飞秒的激发脉冲射向氖气云，受激的氖原子会以极紫外光（EUV）短脉冲的形式释放出能量；2.用受激氖原子释放的电子作“闪光枪”（flashgun），用来照亮初始的2.5飞秒激发脉冲,新的80阿秒闪光对2.5飞秒光脉冲进行成像,2.对原子中电子运动进行成像,1.捕获激光脉冲图像,应用,激光显示,激光显示系统由激光器、调制器、光偏转器和屏幕等组成。系统接收到视频信号后，从信号中分离出红、绿、蓝三色图像信号和帧同步信号。经过处理，三色信号控制三色半导体激光二极管行

9、阵列，使之发出相应强度的光，经合色器调制输出，在帧同步信号的控制下，通过光偏转器，实现光束扫描，射到接收屏上，形成图像。红、绿、蓝激光器是彩色显示的三原色光源，与荧光光源相比，光束质量和效率更高，没有荧光光源产生的绿影和白炽光源产生的黄影，可实现三原色的平衡。,工作原理,激光显示技术,3.直观式（点扫描）电视激光显示,2.激光光阀显示,1.激光阴极射线管LCRT（Laser Cathode Ray Tube）,激光阴极射线管LCRT,激光光阀显示,直观式（点扫描）电视激光显示,发展阶段,当前激光显示正处于大规模产业化的前夜,反激光器,2011年2月Science发表了耶鲁大学道格拉斯斯通（Douglas Stone）和曹辉（Hui Cao）等人的研究成果：Time-Reversed Lasing and Interferometric Control of Absorption,方法,利用110m的硅板作为吸光材料，用两个波长均为998.5nm的激光束互相直接照射对方,发现,当用特定的波长两个的激光束，互相直接照射对方时，就会在吸光材料内相互抵消,展望,1.通过调整材料中的电子空腔和损耗介质，也可以吸收可见光，以及通信纤维中传输的特定频率的光,2.结合激光，形成“光开关”电路,谢谢！,