国产中红外光纤的研制及其应用研究

中红外光纤与红外光谱仪联用能够用于原位、远距离和在体的无创检测。对国产中红外光纤进行改装 ,对光纤的导光性能和用于测定进行研究。采用新的设计 ,研制出单根裸光纤可减少能量损耗 ,使得光谱信噪比提高。对水、乙醇体系以及肿瘤样品进行了光谱测定 ,得到了比较好的结果 ,表明国产光纤可以用于一般样品及生物样品的检测。     

中红外光纤技术用于腮腺肿瘤诊断的研究

采用傅里叶变换红外光谱法与中红外光导纤维联用技术对１１例肿瘤，７例正常腮腺和１例舍格伦综合症的红外光谱进行了对比研究。结果发现正常腮腺和舍格伦综合症的红外光谱很相似，而与肿瘤的光谱存在着明显差别，同时也观察到良性与恶性肿瘤的光谱在若干波段处也有所不同．     

肿瘤临床诊断的红外光谱新方法

报道了作者近年来利用红外光谱法检测肿瘤组织的阶段性研究进展。在比较研究了不同红外光谱方法的基础上,发现衰减全反射红外光谱法的检测结果与病理检验结果符合很好。该方法可直接测量冰冻和手术切除的新鲜离体肿瘤组织,测试简便,符合快速诊断的要求。另外,作者将中红外光纤和衰减全反射光谱测量方法相结合,实现了手术过程中原位、在体和实时检测肿瘤组织。累计研究了包括腮腺、颌下腺、食道、胃、肠、肝、胆囊、肾、乳腺、肺、甲状腺等十几种肿瘤和相应的正常组织。与病理诊断结果进行对照,红外光谱法诊断符合率在90％以上,表明该方法的普适性和准确性。     

用于气体痕量检测的中红外空心布拉格光纤

布拉格光纤是一种一维光子晶体带隙导引光纤.针对布拉格光纤在气体痕量检测领域的应用,设计了传输波段中心波长位于中红外波段的半导体玻璃/有机聚合物基空心布拉格光纤.通过预制棒熔拉法,制备出了中红外空心布拉格光纤的样品.传输谱和弯曲特性测试表明布拉格光纤样品具有两个明显的传输波段,体现了带隙导光的特征.低阶传输波段的中心波长为4.4μm.     

傅里叶红外光谱法用于体表检测涎腺多形性腺瘤的研究

应用中红外光纤法检测了20例涎腺多形性腺瘤患者腺体部位的体表皮肤,对得到的红外光谱进行分析比较,发现多形性腺瘤、多形性腺瘤癌变及正常腺体体表皮肤红外光谱的主要特征吸收峰存在差异,可以从各特征吸收峰的峰位、峰形及不同谱峰的强度比的变化来初步判定肿瘤的性质。根据红外光谱判断其中2例已经发生癌变,与病理结果一致。从红外光谱的特征来看,多形性腺瘤是正常涎腺组织向多形性腺瘤癌变转变的中间过程。     

生物酶活力的原位红外光谱测定

红外（IR）光谱近年来逐渐展示了它在生物医学领域中的应用,它不但能很好地用于体外酶催化活力分析和酶抑制剂的筛选,尤其可对活细胞进行原位酶活力测定和抑制剂筛选。IR光谱技术可用于生物酶活力的直接检的基本原理是基于单位时间内,反应物或者产物在IR光谱中特征吸收峰的峰位或强度的变化量来反映生物酶的催化效率。本文综述了利用IR光谱技术,对体外部分酶活力值进行分析和测定、以及对酶抑制剂的抑制效应进行评估和筛选;进而将该技术扩展至以活体细胞作为检测模型、开展细胞内生物酶活力值的测定及其抑制剂的筛选。同时,我们也对新近提出的在细胞原位测定酶活力的IR 方法及研究理念作了概述,生理条件下开展对生物酶活性无标记直接检测提供了新方法,并对该技术领域存在的问题及今后的发展趋势作出了展望。     

中红外超连续谱在氟化物光纤中的产生

为获得高功率全光纤中红外超连续谱,采用自制的掺Er锁模光纤激光器作为种子源,激光经过两级放大至1.67 W,泵浦氟化物光纤,获得光谱覆盖1000~2400 nm的超连续光谱;光谱宽度随着泵浦功率的增加而展宽,当输出功率达到1.21 W时,转换效率为72%,并且产生的超连续谱被强烈的调制,在多个波长点处谱功率密度调制到0 mW/nm,但调制波长与泵浦功率无关。     

肿瘤组织傅里叶变换红外光谱诊断方法的比较研究

在前期的肿瘤组织红外光谱诊断方法研究中,采用水平衰减全反射(ATR)红外光谱诊断法在多种肿瘤组织样品中取得了与病理诊断很好符合的实验结果;针对文献报道中多采用的显微红外光谱法,文章对同一肿瘤组织样品应用两种方法采集红外光谱,比较测量条件及光谱诊断结果,研究结果表明ATR法主要测量了整块组织的光谱信息,避免了组织结构不均一,微区采样扫描取点少对光谱诊断结果的影响,获得的光谱可以为临床应用提供判断依据。     

中红外光纤激光技术研究进展与展望

中红外激光在通信、遥感、安检和光电对抗等许多领域中都有重要的应用价值,一直以来都是激光领域研究的热点。中红外激光的产生方法有很多,其中光纤中红外激光器具有结构紧凑、光束质量好和转换效率高等特点,故被认为最有希望实现便携、稳定、高效和高功率的中红外激光输出。随着软玻璃光纤制备工艺水平的提升,中红外光纤激光技术获得了快速发展,输出功率水平也得到了很大提升。然而,受限于稀土离子种类、软玻璃光纤制备工艺和软玻璃光纤化学稳定性,基于软玻璃光纤的中红外激光器在功率进一步提升和波长拓展方面存在技术瓶颈,近年出现的中红外光纤气体激光器为此提供了有效的解决方案。详细综述了中红外光纤激光技术的研究现状,包括基于气体填充空芯光纤的新型中红外光纤激光器,并简要展望了中红外光纤激光技术的发展趋势。     

红外光谱用于大肠肿瘤诊断的初步研究

探索红外光谱诊断大肠肿瘤性质的可行性。联合使用衰减全反射探头与傅里叶变换红外光谱仪测定新鲜离体大肠18个癌组织和10个良性腺瘤的红外光谱,将两组光谱的峰位及相对峰强等指标进行比较。与良性腺瘤相比,大肠癌的红外光谱具有如下特征:(1)与脂类相关的谱带2 925和1 740cm-1峰强比I2 925/I1 460(p=0.018)和I1 740/I1 460(p=0.009)明显降低,表明癌组织的脂类相对含量降低;(2)与蛋白质相关峰强比值I3 375/I1 460(p=0.012)和I1 550/I1 460(p=0.041)明显升高,表明蛋白质相对含量明显升高;(3)与核酸相关的1 080cm-1处峰位发生明显的蓝移(p=0.039),峰强比I1 080/I1 460明显升高(p=0.036),说明癌组织中核酸相对脂类含量明显增加;(4)谱带1 305cm-1处峰位发生明显的红移(p=0.041),其指认有待进一步研究。初步研究结果表明,傅里叶变换红外光谱分析可能成为一种快速鉴别大肠肿瘤性质的新方法。     

光导纤维拉曼光谱技术及其在化学中的应用

本文综述了光导纤维拉曼光谱法的研究近况,主要介绍其实验技术及其应用于化学中常规拉曼光谱、表面增强拉曼光谱和近红外富里叶变换拉曼光谱等领域的工作,讨论了该领域存在问题和应用前景.     

SIMCA法在中红外癌症检测技术中的应用

人体肿瘤的中红外光谱法早期检测是生物医学领域的前沿课题之一。研究了中红外FTIR光谱技术与化学计量方法 (模式识别技术 )相结合对人体恶性肿瘤进行检测的方法 ,并讨论了如何通过采用光谱预处理方法以及波长范围的选择来提高模式识别技术 (SIMCA法 )分类判别效果。研究了 6 3个胃癌病人的癌变组织和癌旁正常组织光谱 ,选择有代表性的 4 0个样品作为训练集 ,剩余的 2 3个样品作为预测集 ,该方法的准确率为 91%。这一研究结果表明傅里叶变换红外光谱法与化学计量学方法相结合可以对良、恶性组织进行鉴别诊断 ,有希望发展成为一种肿瘤快速诊断的新方法。     

KNN方法在癌症中红外光谱检测中的应用

红外光谱主要是研究分子中以化学键联结的原子之间的振动光谱,它能够在分子水平上揭示正常组织和癌组织之间存在的差异。文章利用化学计量学中的有关知识通过计算机自动对未知样本光谱进行判别分析。首先应用平滑处理,基线校正(SNV方法),奇异值剔除(RHM方法)等算法对光谱数据进行预处理,然后采用K-最近邻法(简称KNN法)实现未知样本的自动判别,提高了癌症红外光谱检测的准确度。文章对63例胃组织样品进行了傅里叶变换红外光谱判别分析,与病理检验结果比较,准确度达到91.7%。     

My Forty-Year Adventure in the Wonderful World of Fiber Optics!

In the first part of this presentation, I review the key technology developments of the last century up to the present. These developments are what led us to the communication and information revolution. This is followed by a discussion of how the use of optical fibers brought about the fusion of these two elements and the resultant proliferation of smart phones and social networks. In the second part, I recollect some of my work in fiber optics over a period of forty years in the context of those key developments. In particular, I stress what it takes for a company small in comparison to the giants in the field to capture niche markets. I also discuss the criteria that are needed to justify the application of a new technology like optical fibers to existing communication and sensing systems, and make it cost effective. I end this presentation with a few personal considerations regarding technology developments and innovation.     

一种血流变参数在体实时探测方法

介绍了一种新的在体实时监测血流变参数的光学方法——光散射法。设计了一种实用的同轴多光纤探针装置。在装置中间,其中一根光纤用于传输入射激光,周围多根光纤与中心光纤等间隔,用于接收血液中的散射光。用扫描法布里-珀罗干涉仪产生散射光谱。结果表明,用该装置测得了含成分的液体、实血和不同血液成分的光散射光谱。     

光纤光栅梳状滤波器及其在新型可选波长激光器中的应用

对现有在同～段光纤上多次写入光栅制成光栅梳状滤波器的方法进行了改进,利用增加光栅长度,精确控制不同光栅的曝光时间,并结合调整光栅实际写入长度的方法,制成了不均衡度小于5％、最低峰值反射率高于95％的光纤光栅梳状滤波器;同时提出了一种新颖的可选波长光纤激光器结构。采用由上述方法制作出的反射率均衡的光纤光栅梳状滤波器和可调光滤波器结合在一起进行波长选择,实现了波长的快速准确选择,同时各个波长激光的输出特性稳定,功率均衡性好,边模抑制比大于50dB。     

扩芯光纤原理及其在光器件耦合中的应用

介绍了两种可以增大单模光纤模场直径并出射准直平行光束的扩芯光纤(ECF)的原理和制作方法。分析了单模光纤熔接渐变折射率多模光纤法通过改变渐变折射率多模光纤的长度和自聚焦参量实现模场扩大缩小的原理,制作的扩芯光纤模场直径扩大到16．6μm,出射光束平行效果较好,轴向耦合容限比单模光纤扩大了近6倍。加热扩芯光纤则是通过控制加热温度和加热时间直接使单模光纤掺杂物质发生扩散,从而实现扩束和光束准直,模场直径达到15．4μm,横向、轴向耦合容限都比单模光纤有很大提高。因此扩芯光纤可以简化单模光纤的耦合对准过程,用来制作新型的单模光纤或掺铒光纤连接器,也可以用于其它光器件中与单模光纤的准直。     

长周期保偏光纤光栅的偏振特性研究

用高频CO2激光脉冲写入法在熊猫保偏光纤上写入长周期光纤光栅,并对其偏振特性进行了全面的试验研究.试验结果表明,在输入椭圆偏振光偏振角度0到2π的变化范围内,高频CO2激光脉冲写入法在熊猫保偏光纤上写入的长周期光纤光栅谐振峰幅值会随着入射椭圆偏振光偏振角度的改变发生以π为周期的周期性变化,并且相邻两谐振峰幅值变化趋势相反,相位差为π.在相同偏振角度下将两谐振峰幅值相减,其差值呈近似于锯齿波的周期性变化,周期也为π.在没有发生模式干扰的情况下,谐振峰波长几乎没有发生漂移.基于模式耦合理论,文中还对所观察到的试验现象进行了定性的理论解释.