二元光学双波段红外成像光谱仪

根据红外辐射的大气窗口特性、二元光学元件特殊的色散特性和多级衍射特性,提出了利用二元光学透镜的新型中波和长波红外双波段成像光谱技术,从理论上阐述了二元光学双波段红外成像光谱仪的基本原理和设计方法,实际例子证明了设计的可行性,利用此方法可研制轻型、价格低廉的双波段红外成像光谱仪.     

内标法在电解液阴极大气压辉光放电原子发射光谱检测水体金属元素含量中的应用

电解液阴极大气压辉光放电-原子发射光谱ELCAD-AES是一种新兴的快速、高效、实时、在线的元素分析方法。将ELCAD-AES技术应用于水体中金属元素检测,选取K I 766.5 nm,Ca I 422.7 nm,Zn I 213.8 nm和Pb I 405.78nm为分析谱线,Hβ为内标谱线,分别建立基本定标法和内标法的光谱分析定标曲线,对4种元素的检验样品进行测定。实验结果表明,K,Ca,Zn和Pb基本定标曲线拟合度R2分别为0.9951,0.9985,0.9917和0.9934,相对误差为1.1%和2.4%,1.2%和0.94%,8.3%和0.83%,4.0%和1.9%;采用内标法,4种元素定标曲线的拟合度分别达到0.996,0.9996,0.9994和0.9996,相对误差可达到0.25%和1.8%,0.44%和0.34%,2.6%和0.19%,2.4%和0.94%。说明内标法可提高定标曲线的拟合度,减少定量分析误差,提高测量精度。     

高效双螺旋点扩展函数相位片的设计与实验研究

双螺旋点扩展函数具有随离焦连续旋转变化的特性, 结合单分子定位方法可用于厚样品三维超分辨成像及分子定位追踪研究. 但双螺旋点扩展函数不足之处是光能利用率低, 对于光子数受限的荧光显微成像而言其应用受限. 本文通过对双螺旋点扩展函数在空域、频域和拉盖尔-高斯模式面等三个不同域中进行约束优化. 模拟结果表明, 优化后的双螺旋点扩展函数的光能效率提高了30多倍. 同时, 基于最优设计方案制备了相位片, 并实验验证了该设计的正确性. 与文献报道相比较, 本文结果在成像深度和光能利用率方面都有所改善. 关键词： 双螺旋点扩展函数 超分辨成像 轴向定位 优化算法     

一类带有种群迁移的SIS传染病模型的全局分析

通过假设同一地区内易感者和染病者具有相同的迁移率系数,建立了一类两地区间种群迁移的SIS传染病模型,得到了地方病平衡点存在的阈值条件,并借助比较定理和极限系统理论证明了无病平衡点和疾病不导致死亡时地方病平衡点的全局稳定性,最后讨论了种群迁移对传染病传播的影响.     

CFETR真空室结构稳定性的有限元分析

真空室是中国聚变工程实验堆(CFETR)重要的屏蔽组件和包容屏障,为提高其结构稳定性,用有限元方法对真空室核心部件进行了线性屈曲分析与几何初始缺陷非线性屈曲分析,评估了真空室结构的各项稳定性指标。结果表明,现有的真空室的设计满足屈服强度的设计要求,为后续的设计优化工作提供了重要的理论依据和参考。     

烟酸和烟酰胺及烟碱的太赫兹光谱研究

研究了室温条件下结构相似的烟酸和烟酰胺以及烟碱的太赫兹光谱。测量了它们的时间分辨光谱,通过傅里叶变换获得了它们的频谱,从而得到了频谱响应和折射率色散关系。实验结果表明, 烟碱在太赫兹波段无明显的特征频谱响应,而烟酸和烟酰胺在太赫兹波段存在明显的特征频谱响应。用密度泛函理论(DFT)计算了烟酸和烟酰胺的太赫兹频谱,对它们的吸收峰产生的原因做了初步分析,认为烟酸吸收峰的产生是由于分子内部的扭转和摇摆所造成的,而烟酰胺的吸收峰(除1.93 THz以外)是由于分子间的相互作用和光声子模式而造成的。结果表明,数值模拟和实验结果相结合,可以用来分析烟酸和烟酰胺的分子结构和分子振动模式。     

基于数字微镜器件的快速超分辨晶格结构光照明显微研究

超分辨结构光照明显微成像技术(super-resolution structured illumination microscopy,SR-SIM)具有时间分辨率高、光漂白和光毒性低和对荧光探针的要求少等优点,适用于活细胞的长时程超分辨成像.采用二维晶格结构光作为照明光,可以实现更快的成像速度和更低的光毒性,但同时也增加了系统的复杂性.为了解决此问题,本文提出了一种基于数字微镜器件的快速超分辨晶格结构光照明显微成像方法(digital micromirror device-based lattice SIM,DMD-Lattice-SIM),通过同步分时触发DMD和sCMOS相机的方式实现二维正交晶格结构光的产生,且只需要采集5幅相移原始图像即可重构出超分辨图像,相比于传统SR-SIM需要9幅相移原始图像的方法,图像采集时间减少了约44.4%.同时,在基于空域和频域联合的SIM重构算法(joint space and frequency reconstruction method-SIM,JSFR-SIM)的基础上,本文还发展了用于LatticeSIM的JSFR超分辨图像重构方法(La...     

惰性稀土离子和抗衡离子对2-噻吩乙醛酸-铕配合物荧光性能的影响

研究了惰性稀土离子和抗衡离子对一系列2-噻吩乙醛酸-铕配合物荧光性能的影响。分别在2-噻吩乙醛酸-邻菲罗啉-铕和2-噻吩乙醛酸-三苯基氧化膦-铕两个体系中按不同比例掺入钇和钆,研究了它们的荧光光谱。结果表明,钇的加入对2-噻吩乙醛酸-邻菲罗啉-铕体系的荧光强度有很强的敏化作用,并且随加入量的增加,这种敏化作用逐渐增强。钇的加入对2-噻吩乙醛酸-三苯基氧化膦-铕体系则呈现出弱的敏化作用,且在一定程度上具有猝灭作用,但这两种作用都是很微小的。钆在少量加入时对2-噻吩乙醛酸-三苯基氧化膦-铕体系具有猝灭作用,当大量加入时则呈现出很强的敏化作用。不同的抗衡离子对配合物的影响是明显的。在二元配合物中,氯化物体系的固体荧光强度最大;在三元配合物中,硝酸盐体系的固体荧光强度最大。     

谐衍射双波段红外超光谱探测系统研究

根据谐衍射元件的特殊色散原理及红外波段的窗口特性，将谐衍射透镜应用于红外超光谱探测器中.阐述了利用衍射光学元件色散特性的新型红外双波段超光谱探测成像的基本原理，给出了具体的系统设计实例.设计结果表明，此系统提高了图像的分辨率,增大了接收光能量的能力.在两个波段内同时较好地完成了系统的像差校正，波前差都小于1/4波长.在20线对/mm时, 光学传递函数在这两个波段内的各个变焦位置均达到衍射极限. 关键词： 谐衍射元件 超光谱探测 光学设计     

HeLa细胞突起中微丝束的纳米分辨荧光成像

在Matlab编程环境下模拟了单分子定位显微的纳米分辨成像,在传统实验参数条件下,对不同间隔分子带模型进行了模拟成像.模拟结果表明,单分子定位显微方法可以区分中心相隔20 nm的两个分子带.同时,也分析了不同像元大小对单分子定位精度的影响.此外,通过单分子定位显微方法在IX71倒置荧光显微镜上实现了纳米分辨,系统极限分辨率,即半高全宽为48 nm.在该系统上,获得了HeLa细胞突起中微丝束结构的纳米分辨图像.从重构获得的图像中可以看到微丝束的直径为75—200 nm.