光现象资源箱 型号：QWG1208   实验清单： 光在空气中直线传播实验 面镜成像观察实验         透镜成像观察实验 影子观察实验

含电路板、散装元器件、制作说明书等

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原理介绍： 光在与微粒的相互作用中，会将自身携带的动量传递给微粒，对微粒施加力的作用。在光镊中，处在激光中的粒子所受的力有两种：一部分是电磁场分布不均匀导致的梯度力，梯度力将微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子与粒子相互作用导致的散射。针对不同大小的粒子，大致可以分为三类： 一、微粒的尺度远大于激光波长，可以采用几何光学近似模型，光线在微粒经过折射反射，将动量传递至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波长相近，这种情况下可以通过电磁场麦克斯韦方程组求解； 三、微粒尺度远小于激光波长，微粒在光场中被激发为偶极子，受到偶极子与强聚焦光场的相互作用力； 相关内容： 动手调节光路，利用光镊捕捉并操控小球； 基于空间光调制器的光镊系统，通过研究不同算法从而得到加载在空间光调制器上的全息图、更加深入地研究特殊模式光束在光学微操纵中的应用、拓展光镊与其他学科交叉的应用前景以及对光场偏振态、相位、振幅的联合调制等等。 应用领域： 作为非侵入型的力学操控系统，光镊可以应用于细胞生物学、气溶胶科学、物理化学等交叉学科的基础研究，包括细胞微环境的改变、形变拉伸、微粒力学参数的测量等等。将全息光镊与图像识别结合，可以做到自动捕获粒子和分拣， 将全息光镊与光学显微镜相结合，可以量化细胞、分子的动力学特性，在细胞生物学中有巨大的研究空间； 方案介绍： 光路图：   上图为本方案全息光镊装置的光路示意图。首先激光经过扩束后，直径与空间光调制器有效区域的短边直径相等，扩束后的激光依次通过线偏振片、半波片和非偏振分光棱镜。用半波片旋转线偏光角度，使之工作在相位模式下，空间光调制器的入射角控制在在 5°以内。 经过空间光调制器反射的光经过由两个傅里叶透镜组成的缩束系统，该系统能改变光斑尺寸确保光束直径与显微物镜的入瞳直径匹配。对于外围光强较弱的高斯光束，利用此缩束系统将激光直径稍大于显微物镜入瞳直径。 经过缩束系统的激光经过 45°直角反射镜，二向色镜将激光透射进入显微物镜，同时让照明光源透过，从而使 CMOS 相机采集到样品像。空间光调制器位于第一个傅里叶透镜的焦距处，全息图与物镜入瞳是共轭像面，所以全息图经过显微物镜做傅里叶变换后在显微物镜焦平面即样品面上再现期望的光场分布。   特点： 此方案采用的开普勒式缩束系统透镜间的焦平面与样品面是共轭的，在透镜焦平面加入高通滤波器或在空间光调制器上叠加闪耀光栅后，后续光学元件按照一级像排列，从而移去零级光的影响。 加载全息图后 X-Y 位置可实时调整，快速叠加不同焦距菲涅尔相位图、闪耀光栅相位图等； 空间光调制器可供多种语言调用（labview、C、Python 等）；可编程实现不同数目、不同排列的光阱阵列；   配置标准：   序号 配置 规格 序号 配置 规格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 显微物镜 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空间光调制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波长470nm 功率760mw 3 CMOS相机 1280*1024 60FPS 6 相机筒镜 f=200mm 等系列其他配置

钛白粉作为白色颜料之王广泛应用于油漆、涂料（水性）、塑料、造纸等不同应用领域 中。该项目为了提高钛白应用性能，在后处理表面工艺技术进行多年的研究，申请了多个钛 白粉领域相关的专利。研究控制钛白粉包覆膜的致密度、厚度等不同质量的包覆膜，提高钛 白粉在油漆、涂料（水性或油性）、塑料（色母粒）、造纸等领域中应用性能，提高分散性， 遮盖力等应用指标。 项目负责人的研究经历，1996年开始在清华大学化学工程系博士论文题目是“氯化法金 红石钛白粉后处理工艺和机理研究”。该项目是清华大学与锦州氯化法钛白粉企业合作，项 目内容是金红石钛白粉后处理包膜工艺条件和机理研究。 发表了与钛白粉领域相关文章十多篇，申请钛白粉包膜专利十余项。

项目成果/简介:钛白粉作为白色颜料之王广泛应用于油漆、涂料（水性）、塑料、造纸等不同应用领域 中。该项目为了提高钛白应用性能，在后处理表面工艺技术进行多年的研究，申请了多个钛 白粉领域相关的专利。研究控制钛白粉包覆膜的致密度、厚度等不同质量的包覆膜，提高钛 白粉在油漆、涂料（水性或油性）、塑料（色母粒）、造纸等领域中应用性能，提高分散性， 遮盖力等应用指标。

本项目以国家重大专项、"863"和"973"项目等为基础，多年来深入研究妇科恶性肿瘤发生发展相关的重要分子机制，并以此研究为基础，探索和发展在妇科恶性肿瘤治疗方面可能的新思路、新途径及新策略，并取得了创新性成绩。 1、妇科恶性肿瘤发生发展相关基因的筛选、鉴定、功能与临床预后研究： 应用SEREX、差异蛋白质组学和免疫蛋白质组学等方法鉴定与妇科恶性肿瘤发生发展相关的新基因或功能未知基因。采用多种卵巢癌动物模型对上述多个功能未知和新基因进行了功能研究，揭示了它们在妇科恶性肿瘤发生发展中的作用。 2、妇科恶性肿瘤干预治疗研究 针对卵巢癌细胞开展了新型主动免疫治疗研究。将主动免疫治疗与阻断肿瘤内血管生成、淋巴管生成等抗肿瘤间质治疗相结合，为肿瘤疫苗及抗肿瘤间质治疗研究提供了新思路。针对在肿瘤中高表达，与肿瘤发生、发展、转移、预后等密切相关的基因为靶点，构建了一系列针对单靶点和双靶点的RNA干扰治疗载体，对卵巢癌等多种移植瘤开展RNA干扰基因治疗研究，筛选出了有明显抗肿瘤活性的新型基因治疗候选药物。 这些代表性研究成果共表相关论文40余篇，这些开创性的研究已经作为他人进一步研究的基础, 并得到其他研究者所发表论文的证实。

本项目揭示了磁性纳米结构中电子自旋极化效应的新机理和新规律，通过构建新型纳米结构和器件实现了自旋电子极化的产生、传输的可调控性。加深了对自旋特性和基本物理现象的理解，也解决了自旋电流产生、传输、控制和应用方面的多个关键科学问题，为下一代自旋电子学器件提供了重要的技术支撑。近5 年来在Phys Rev B，Appl. Phys. Lett.等国际主流期刊上发表SCI 论文76 篇。申请国家发明专利22 项，已授权专利7 项。其中10 代表性论著被SCI 他引288次。多项研究成果受到了学术界的高度关注

该成果先后获江苏省农业科技成果转化奖一等奖和国家科技进步二等奖。该技术建立了不同生态区不同类型专用小麦量质协调栽培技术体系和籽粒品质指标预测生态模型；制定了指标化、标准化、数字化的专用小麦量质协调栽培技术规范，形成了多种形式的产业化技术服务模式。