细菌视紫红质光学非线性及近场光学特性研究

【摘要】： 细菌视紫红质是一种具有优良光学特性的生物光敏蛋白质分子。其研究已有二、三十年的历史，主要是菌紫质结构与功能的两个方面，其在应用上有相当好的发展潜力与前景。本文主要是基于菌紫质的光致变色、非线性等特性开展了有关在信息方面的应用基础研究。 论文概述了菌紫质分子结构、基本特性及其研究发展历史与现状，介绍了其已有和潜在的一些重要应用。阐述了菌紫质分子组成及功能特性，对菌紫质重要光子学特性进行了分析。 开展了菌紫质的非线性光子学特性实验与理论的研究。基于BR的B态与M态之间的光致变色原理，利用多种波长光在BR材料上的相互作用机制，开展了BR光学非线性吸收特性的实验研究，并从理论上对BR的非线性进行了分析。 设计和构造了基于BR光学非线性的开关和几种基本光逻辑门，建立了 实验系统，成功的实现了BR的光开关以及“与”、“或”、“非”等几种基本的逻辑操作，并对其特性进行了分析。 结合菌紫质分子光敏材料的特点，利用近场光学技术开展了BR的近场微区的光致变色等特性的研究。论文中概述了近场光学技术及近场光学显微术系统的特点；介绍了用于BR特性实验的近场光学实验系统，在此系统的基础上结合多波长光纤耦合技术，对BR的近场光学特性及不同读出光光强、激发时间对菌紫质近场光学特性的影响等进行了研究。