基于QLF原理的龋齿探测方法中光学参量变化分析

通过建立完整的病变牙齿模型和龋齿病变程度判据,利用蒙特卡罗仿真算法编程,完整模拟了牙齿组织中荧光的激发和传输过程,探讨了牙齿组织病变程度引起的光学参量变化与QLF荧光分布的关系.同时,利用Tracepro软件的荧光仿真功能验证了该过程的合理性.结果表明：随着龋齿部分病变程度增大,散射系数增大,吸收系数和荧光量子效率减小,健康组织和病变组织荧光分布差异增大.     

牙齿组织自体荧光光场仿真分析

利用有限元数值方法对扩散方程进行求解,将激发光场作为荧光传输扩散方程的光源,获得了二维牙齿模型内部自体荧光光场的分布。讨论了牙釉质和牙本质不同散射系数时牙齿上表面的荧光能量分布。发现牙齿上表面荧光能量随牙釉质散射系数的增大而降低,随牙本质散射系数的增大而增大。并对牙釉质和牙本质的散射系数的改变量对荧光能量的影响进行了定量分析,结果表明βe=2.62,βd=0.0502,牙釉质散射系数的改变对荧光能量的影响远远大于牙本质。利用Monte Carlo随机统计方法对牙齿组织自体荧光进行仿真,发现与有限元结果吻合较好,验证了有限元求解组织体荧光光场分布的正确性。     

基于荧光特征光谱的龋齿诊断新技术

通过研究激光与牙齿组织相互作用机理及组织再发射光谱与组织光学特性之间的关系,提出了一种将后向散射光,反射光以及自体感生荧光三者相结合的新型荧光光谱龋齿诊断方法.激光与龋齿相互作用过程中,不仅产生反射光,还会产生自体荧光和后向散射光,而这些后向散射光和自体荧光含有有关龋齿组分、结构、空间构象等的大量信息.为了获得三种信息和龋损状态的关系,实验建立了离体龋齿的组织光谱诊断装置,该装置以频率与细菌特征频率相近的He-Ne激光为激励源,激光器的功率为(2.0±0.1) mW,在不采用滤光片的情况下获得了104个离体样本的荧光光谱,以瑞利散射为特征光谱的标准化参数,定义了表征组织形态变化的反斯托克斯散射归一化系数C1和表征牙组织病理变化的斯托克斯荧光归一化系数C2,结合两者对离体龋齿的龋损状态进行表征.实验结果表明,该方法克服了现有的激光龋齿诊断方法的不足,能够准确表征离体龋齿的龋损状态,并且对早期的白点龋,填充的牙齿和牙结石的诊断更敏感.     

牙齿龋齿损伤可见-近红外光谱偏振检测研究

针对不同龋齿损伤程度有效表征问题,探究一种光谱偏振无损低耗的检测方法,作为对常规检测方法如化学分析法、表面轮廓测定法、显微放射照相术的有益补充。牙齿龋齿损伤由脱矿溶解牙釉质与牙本质的钙与磷酸盐造成,牙齿组织表面微观结构发生了不同程度的变化,结构的变化导致其对光波散射特性与相位改变呈现不同程度的差异。基于偏振光谱对观测样本表面微观结构敏感的特征,不同龋齿损伤样本其表面微观结构变化与偏振信息强烈关联,提出一种光谱偏振有效表征牙齿龋齿损伤度的方法。分别选取450,550,670和860 nm四个不同观测光谱研究波段,选择六个不同龋坏程度的实验样本,选取偏振度参量描述不同牙齿样本的光谱偏振特性。实验结果表明,同一观测光谱波段随着牙齿龋坏程度的加深其偏振度表征参量呈现增加趋势,同时,对于同一观测样本450 nm光谱波段的偏振特性强于其他波段,呈现观测光谱波段与其偏振特性负相关关系。为进一步定量刻画偏振光谱与牙齿龋坏损伤等级的表征关系,构建光谱偏振特征参量与不同损伤等级牙齿样本的指数关联数学模型,通过数学模型解译其内在耦合关联。为有效验证构建模型的稳健性,对模型仿真预测结果与实测数据进行定量化验证,选取和方差（SSE）、模型确定系数（R-square）、均方根（RMSE）等评价因子对构建的模型进行定量评判。结果表明,四个不同光谱波段的模型确定系数均接近于1,和方差与均方根数值均较小,且450nm观测光谱波段接近于0,定量评价结果验证了构建模型的稳健性与有效性,构建模型可有效解译不同龋齿样本与光谱偏振特征的耦合关联。该研究内容有效扩展了牙齿龋齿检测方式,揭示了光谱偏振可有效表征龋齿损伤,发展了一种无损低耗的新型偏振光谱检测技术手段。     

牙齿组织光学穿透深度有限元仿真分析

利用有限元方法对光在二维牙齿双层有限尺寸模型中传输的扩散方程进行求解,获取了光能在组织体内部的分布情况,并对牙釉质和牙本质在不同光学参量模型下的光学穿透深度进行仿真分析.结果发现,穿透深度随牙釉质散射系数的增大而减小,随牙本质的散射系数增大而增大.但牙釉质的穿透深度随散射系数的变化率(βe=0.00797)要远远大于牙本质(βd=0.000828).采用MonteCarlo随机统计方法验证了本文有限元求解扩散方程的正确性.     

光谱技术检测鲜红斑痣病变程度的MC模拟

在分析鲜红斑痣病理的基础上,根据病变程度改变真皮上层血液层的厚度,并建立相应的光学模型,确定其组织光学参数.通过Monte Carlo模拟,得出：鲜红斑痣皮肤反射光谱与荧光光谱均可反映鲜红斑痣皮肤病变程度,特别是血管直径的变化;当血管直径增大时,鲜红斑痣皮肤反射光谱反射率与荧光光谱强度均明显下降.研究表明反射光谱和荧光光谱可能应用于判断或分析鲜红斑痣皮肤的病变程度,从而为鲜红斑痣的临床治疗方案及治疗效果提供参考.     

牙齿组织光学穿透深度有限元仿真分析

利用有限元方法对光在二维牙齿双层有限尺寸模型中传输的扩散方程进行求解,获取了光能在组织体内部的分布情况,并对牙釉质和牙本质在不同光学参量模型下的光学穿透深度进行仿真分析.结果发现,穿透深度随牙釉质散射系数的增大而减小,随牙本质的散射系数增大而增大.但牙釉质的穿透深度随散射系数的变化率（βe=0.007 97）要远远大于牙本质（βd=0.000 828）.采用Monte Carlo随机统计方法验证了本文有限元求解扩散方程的正确性.     

牙齿组织光热动态特性仿真与试验研究

调制激光作用牙齿组织发生散射形成光子密度波, 而由于光热效应产生热波, 基于一维介质辐射传输漫射近似方程与一维热传导方程建立了调制激光作用牙齿组织半透明混合介质的一维热波数学模型. 利用该模型仿真分析了牙齿龋损特性参数(牙釉质龋损层光吸收系数、散射系数、热扩散系数及龋损深度)对光热辐射动态响应特性的影响与规律. 利用红外探测器(HgCdTe, 2–12 μm)记录808 nm半导体激光激发牙齿组织产生的热波信号, 由锁相放大器计算热波信号的幅值与相位. 通过频率扫描试验获得了牙齿组织的光热动态响应, 利用多参数最佳统计拟合方法得到了牙齿组织特性参数. 结果表明光热辐射测量对牙齿组织不均匀性和龋损特性均具有较高敏感性与特异性.     

单颗粒稀土微/纳晶体上转换荧光行为的光谱学探究

利用激光共聚焦显微镜系统研究了系列单颗粒NaYF_4:Yb/Er微晶的上转换荧光强度、空间分布和动力学过程.结果表明:荧光强度和动力学过程不但依赖于样品的长径比,而且依赖于样品的具体制备途径.荧光强度和红色荧光寿命随样品长径比的增大而增大,在具有相同长径比的NaYF_4:Yb/Er微米棒中,相比于调柠檬酸的量,调控pH制备的样品展示了更优异的上转换荧光特性.更有趣的是:不同样品的荧光图案展示了异向空间分布,暗示了其在编码和显示等领域的应用优势.荧光特性依赖于样品长径比和制备过程的物理机理被进一步研究和揭示:在微米晶体内,荧光强度主要依赖于样品的晶格内Na~+缺陷的数量.该研究为高效上转换荧光材料的合成积累了数据,而NaYF_4:Yb/Er微晶中红色荧光寿命对晶格缺陷更加敏感的特性也可能使其成为晶格结晶度的探针.     

离体龋齿的光热锁相成像检测试验

牙齿龋损是人类一种广泛存在的口腔疾病,如何能够尽早的发现早期龋齿,对患者牙齿龋损的预防与治疗具有重要意义。介绍了基于光热效应的光热锁相热成像技术,光热锁相热成像技术具有无损伤、高效率及探测面积大等优势被广泛应用于各类材料的无损检测。基于光热锁相热成像技术原理对人为模拟龋损的人类离体牙齿组织进行成像检测试验研究。首先开展了对不同模拟龋损位置离体牙齿的光热锁相成像试验,采用防酸指甲油对牙齿组织测试面进行开窗受控龋损(开窗大小为5 mm×5 mm),其中模拟龋损部位分别选择在牙齿组织的邻接面及牙颌面。试验结果显示,牙齿组织模拟龋损位置热波幅值增大,相位滞后增大且光热锁相成像的幅值图与相位图与X射线成像相比对模拟龋损部位表现出高敏感及高特异性;光热锁相成像技术对邻接面龋损比牙颌面龋损具有较高特异性。其次开展了对平滑面牙齿组织样本的多天(0,1,2,4及6 d)模拟龋损光热锁相成像跟踪试验研究,牙齿组织龋损程度采用X射线方法进行量化。试验结果表明,当龋损时间小于6 d时,X射线方法无法对龋损位置进行有效识别,而采用光热锁相热成像技术检测模拟龋损1 d的牙齿组织时,幅值差为3.82,相位差为10.57°,证明光热锁相热成像方法对牙齿组织龋损具有较高敏感性。提取的光热锁相成像幅值与相位与龋损时间具有良好的相关性。     

Fluctuations in number of photons in region of unstable behavior in process of intracavity generation of second harmonic

Quantum fluctuations of the number of photons of the fundamental mode and of the second harmonic in the process of intracavity generation of the second harmonic in the unstable region of the system are studied. The distribution functions of the number of photons of interacting modes are calculated in the positive P-representation. The functions of the joint distribution of the number of photons of the fundamental mode and the number of photons in the second harmonic are also studied.     

皮革中甲醛含量测量不确定度评估

依据GB/T 19941-2005标准,测定了皮革中的甲醛含量,对测量结果的不确定度来源进行了分析和评定,并计算出合成不确定度和有效自由度,最后根据JJF1059规范要求给出了甲醛测量不确定度表达式.     

一种在弱酸性介质中有电化学发光性能的鲁米诺衍生物

报道了一种鲁米诺的衍生物-3-(1-乙酰丙酮偶氮)苯二甲酰肼在酸性介质中的电化学发光行为,该化合物与鲁米诺类似,发生两步电化学氧化反应,但其氧化电位较鲁米诺低约0.5V,在氧化铟锡玻璃电极上具有良好的电化学发光性能,有效地避免了氧化铟锡玻璃电极本身的发光干扰.不仅在碱性介质中具有较高的电化学发光效率,而且在酸性介质中也产生较稳定的电化学发光,在1.0×10-6mol/L以上浓度,电化学发光强度与浓度有良好的线性关系.     

Correlation in calculations of density of states in thin films

The density of electronic states and its spatial distribution in thin films are considered including the electron correlations in the coherent phase approximation applied to the intra-atomic interaction. This new approach allows us to derive the line shape for electronic levels which is important from the point of view of the convergency for the density function in the case of systems with restricted dimensions. Detailed calculations are performed for 4s copper film functions with the fcc lattice and various crystallographic orientations of the surfaces.The authors are very grateful to Professor L. Valenta (Prague) for his kind interest in this paper and to Dr. J. Mizia (Cracow) for helpful discussions. We would like to express our gratitude to Professor M. Wonicki and Mrs M. Firszt (Toru) for their help in obtaining the computer program procedure for two-particle interaction integrals calculations.The paper has been done in the framework of the Problem M.R I-11.     

Deflection of IR-radiation in n-InSb in the presence of temperature-electrical instability in a magnetic field

The formation of an S-shaped volt-ampere characteristic (VAC) during the heating of a specimen of n-type indium antimonide by a dc electric current in the presence of an external magnetic field is considered. In the calculation of the VAC the temperature dependences of the band gap width, the carrier density, the mobility, and the heat conductivity are taken into account. The angle of deflection of IR-radiation in indium antimonide is calculated using the density distribution over the cross section of the specimen derived from the integration of heat conductivity equation. The experimental and theoretical dependences of the deflection angle on the current are in agreement in order of magnitude and indicate that it is possible to use the temperature instability for the construction of laser radiation deflectors in the IR range.Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 11, pp. 35–40, November, 1984.The authors are grateful to V. L. Bonch-Bruevich and I. P. Zvyagin for useful discussion and valuable critical remarks.     

Inhibition of corrosion of aluminium in presence of fluorescein in basic medium

The influence of Fluorescein in conjunction with calcium oxide on the corrosion of Aluminium in 1.0 N NaOH was studied by galvanostatic studies and weight loss studies. It has been found that the inhibition of corrosion of aluminium increased with the increasing concentration of the inhibitor. The maximum inhibition efficiency of fluorescein alone was found to be 30.80%. However, the addition of calcium oxide increased the maximum inhibition efficiency to 53.71%. The corrosion process was found to be under the anodic control, in the presence or in the absence of inhibitor. The inhibition was found to be mixed type. Paper presented at the 2nd International Conference on Ionic Devices, Anna University, Chennai, Inida, Nov. 28–30, 2003.     

Emergence of differences in potential in wood as a result of natural changes in temperature

The emergence of differences in potential in a natural macromolecular heterogeneous structure (wood) upon natural changes in temperature with allowance for humidity is considered. It is shown that the magnitude of the emerging difference in potential in the wood is proportional to the change in temperature and grows along with the humidity of the wood.