A miniaturized system for measurement of the refractive index of sub-microliter liquid

This study introduced the research and development of a portable and miniaturized system for the measurement of the refractive index of sub-microliter liquid based on a microfluidic chip. A technical method of double-beam interference, was proposed for use in the measurement. Based on this, by using a laser diode as a light source,changes in the refractive index were calculated by utilizing a complementary metal–oxide–semiconductor to detect the movement of interference fringes of the liquid. Firstly, this study simulated the effects of influencing factors on the interference infringes of two Gaussian beams, such as their spot sizes, distance between two beam spots, and detection range. Secondly, this research introduced the system design and construction of the doublebeam interference method and analyzed the results of refractive index tests on sub-microliter aqueous glucose solutions with different concentrations. The measurement accuracy reached 10~(-4) refractive index units. This system has a compact structure and is rendered portable by using batteries for its power supply. The entire system is designed to be a double Z-shaped structure with a length of about 15 cm, a width of 5 cm, and a height of about 10 cm. It can be used to measure changes in the refractive index of sub-microliter to nanoliter liquids based on the use of a microfluidic chip.     

后向动态光散射系统的像差分析与校正

针对后向动态光散射颗粒测量系统信噪比较低的问题,从光学系统的像差入手,采用Zemax对其进行了仿真和分析,并提出了校正方案。首先介绍了后向动态光散射颗粒测量系统的基本原理和光学系统,从校正像差的角度出发,采用Zemax对后向动态光散射系统进行仿真,并对其像差进行分析。然后根据仿真结果,提出了校正方案,采用Ze-max设计了方案中的参数,得出了理论上的校正结果。最后采用优化好的结果进行后向动态光实验,得到了实验数据。均值误差和重复性误差分别达到了1.52%和1.24%。满足国标均值误差和重复性误差小于2%的要求。     

CI等电子序列离子组态能量Z相关修正的改进

以相对论多体徽扰理论为基础,利用屏蔽理论的思想和方法,引入并改进了与核电荷数Z相关的能量修正函数,计算了CI等电子序列离子(6≤Z≤55)基组态(1s22s22p2)和第一激发态(1s22s22p1)能量.计算过程基于自编的C语言和MATLAB程序,所得结果与实验值符合得很好,大大减小了由于忽略能量高阶项产生的误差,证明此项改进适用于等电子序列离子组态能量的计算.     

四磺化酞菁钴在水溶液中二聚作用力的研究

采用发光光度法研究了四磺化酞菁钴（ＣｏＴＳＰｃ）在水、醇－水（ＭｅＯＨ、ＥｔＯＨ、ＰｒＯＨ）、胶束、微乳液、乙二胺、氨水、氰化钾的水溶液中的二聚现象，测定了ＣｏＴＳＰｃ的二聚常数ＫＤｏＴＳＰｃ与ｅｎ、ＮＨ３、ＣＮ形成配合物的稳定常数Ｋ和生成反应速率常数ｋ。     

光全散射法颗粒测量中的一种自适应非独立模式算法

光全散射颗粒测量法中需求解第一类Ｆｒｅｄｈｏｌｍ积分方程。在不知道被测颗粒的尺寸范围的情况下如何确定积分方程的上下限、即测量范围，迄今仍是个问题。本文针对此问题提出了一种自适应非独立模式算法。该算法可根据双参数颗粒分布函数的分布参数Ｋ自动确定积分的上下限．数值模拟和实验都证实了此算法。     

基于多尺度变换的动态光散射粒径反演范围的自适应调整

 通过多尺度变换实现了反演范围的自适应调整,使其更接近真实范围。分别采用反演范围固定算法与自适应算法对200～600 nm单峰和200～900 nm双峰分布颗粒的模拟相关函数进行了反演,结果表明：自适应算法的结果更接近理论分布,抗干扰能力更强。相对于固定算法,单峰分布颗粒最多可缩小峰值误差4.73%,缩小峰宽误差185 nm。双峰分布颗粒在0～0.001噪声水平时,峰值误差分别小于11.33%,12.45%,峰宽误差分别小于35,160 nm,而固定算法在噪声水平大于0.000 1时,难以得到合理的反演结果。反演范围自适应调整方法能够有效优化粒径反演结果。     

高浓度超细颗粒的后向光子相关光谱测量技术研究

针对光子相关光谱颗粒粒径测量法不能在线测量高浓度超细颗粒的问题,通过分析溶液浓度对光子相关光谱测量法的影响,设计了一种后向散射光路,提出了后向光子相关光谱测量法.实验采用50 nm、100 nm以及500 nm三种标准乳胶球颗粒,在不同的浓度下分别用两种方法进行了测试.结果证明,后向光子相关光谱测量法能有效抑制多重散射的影响,适用于高浓度超细颗粒粒径的在线测量.     

测量葡萄糖浓度的光学低相干干涉法

根据溶液中溶质的浓度变化将引起溶液折射率变化的特性,提出一种利用光学低相干干涉技术通过测量葡萄糖溶液的折射率来确定其浓度的方法。基于迈克尔逊干涉仪,建立了低相干光葡萄糖浓度检测系统,通过调节可移动角镜以产生干涉信号,根据角镜的位移量计算出光程,并进而求出折射率。实验结果表明:在LED光源光谱半高宽度为25nm,可移动角镜的移动步长为微米量级时,利用该方法对折射率的测量精度可以达到10-4数量级以上,对应的可以检测出低于100mg/d L的葡萄糖的浓度变化。过程方便快捷,受外界限制因素小,是一种有效的测量各种液体折射率及浓度的方法。     

反射式静脉成像中静脉纹路的提取

在医学领域中,静脉成像技术被用于辅助静脉注射和静脉疾病的治疗.其中反射式成像的静脉成像装置由于非接触、便携性好的优势,在临床上的静脉定位中具有十分显著的优势.针对反射式成像下的静脉图像中噪声多、静脉特征较弱导致现有的图像处理方法难以准确地提取出图像中的静脉纹路的问题,提出了一种基于卷积神经网络的静脉纹路提取方法(RIV...     

声分辨扫描光声图像的优化处理

利用前期搭建的声分辨光声系统对小鼠耳朵进行扫描成像,获取的光声图像存在部分血管不连续、分辨率较低且边界不够清晰等问题。为了有效提高声分辨光声图像质量,采用连接断点、插值、小波去噪等方法进行预处理;针对插值带来的模糊边界、损失细节等问题提出一种模糊集与分数阶微分小波增强相结合的图像增强方法,设计对比实验,结合信息熵、对比度改善指数和平均梯度等评价指标进行评价。实验结果表明增强后的图像血管连接性好、分辨率更高、高频信息表现更丰富,所提增强方法对光声图像的优化处理有应用潜力。