细菌视紫红质(简称菌紫质或BR)是一种性能稳定、具有多种特殊功能的纳米生物分子材料。本项目对BR聚合物薄膜在超短激光脉冲作用下表现出的激光诱导蓝膜、光诱导各向异性、永久偏振等新的光学特性进行了实验和理论研究。对野生型、化学修饰型和基因改性型BR聚合物薄膜在超短激光脉冲作用下的光学特性进行了比较。对激光脉冲宽度、脉冲能量、峰值功率密度、波长、偏振状态等参数对BR分子薄膜作用的效果进行了比较。通过分析比较发现,这种具有永久各向异性的蓝膜(或称F态)必须由高峰值功率密度和低平均功率密度的线偏振脉冲激光才能产生。其机理是BR视黄醛与氨基酸之间的化学键在双光子激发下被打断,吸收峰产生蓝移,线偏振激光使这种断裂方向具有一定的取向并可以永久保持,因此产生了永久各向异性的F态。利用BR的F态特性,实验演示了其在飞秒激光高密度光存储,偏振复用,偏振加密,防伪等方面的新应用。此外,还研究了BR薄膜在弱激发光作用下的可逆光致各向异性机理和全息记录特性。对径向偏振光束的光学特性进行了理论研究。本项目共发表SCI论文14篇,其中国外期刊12篇,撰写书籍1章,授权发明专利3项,参加国际会议1人次,培养博士生4名。
英文主题词bacteriorhodopsin (BR); photoinduced nonlinearity; ultrashort pulse laser