基于纳米磁珠放大的高灵敏度纳米光纤生化传感器

为满足临床诊断对生化传感器灵敏度和特异性的要求,研究了纳米磁珠对纳米光纤光传输特性的影响,以及纳米磁珠作为标记物同时完成目标待测物提纯和高灵敏度检测的可能性。详细介绍了锥形纳米光纤传感器的制备过程、表面处理方法和纳米磁珠的处理方法,设计实验检测到了直径200~300nm的单个纳米磁珠,验证了纳米磁珠的强信号放大作用,并通过实验验证了磁珠同时用作分离提纯和灵敏度增强的方案在纳米光纤传感器上的可行性。     

光线追迹在高能激光能量计系统设计中的应用北大核心CSCD

将光线追迹方法用于高能激光能量计的系统设计中。针对锥形腔激光能量计后向散射问题,使用光线追迹方法进行能量仿真模拟,并将其结果与理论计算结果进行对比,验证了该方法的可行性。同时将其应用于实际的高能激光能量计系统设计中。     

基于单分子检测原理的MicroRNA超灵敏检测研究

MicroRNA(miRNA)是癌症等重大疾病检测过程中一类非常重要的标志物。定量实时聚合酶链式反应由于逆转录限制主要存在扩增偏差大的问题,Northern印迹杂交存在灵敏度低的不足,下一代测序和单分子阵列技术兼有检测限低及灵敏度高的优势。然而,扩增偏差大或缺乏简化的工作流程不利于即时点对点医疗诊断、治疗以及预后。基于此,提出一种基于单分子检测原理的miRNA检测方法。首先,依据泊松分布,利用三明治夹心结构形成复合物,链霉亲和素-poly-HRP与酪胺-Alexa Fluor 488分子通过催化沉积的方式生成并放大信号;然后,运用纤维蛋白水凝胶而非微流控芯片固定复合物;最后,进行单分子计数处理,通过样点寻址、样点筛选、图像重合及信息提取等4个步骤识别并统计阳性点个数,从而实现miRNA超灵敏定量检测。以人类miR-21为检测对象,检测下限是6 fmol/L。该方法在体外诊断检测miRNA方面有较好的潜在应用价值。     

Ø500 mm阵列透镜波前采样器的研制

 设计加工了一个由484块单透镜组成的大口径阵列透镜,并设计了一套光束波前采样及测量实验系统。在实验过程中,合理匹配了阵列透镜波前采样器、CCD、成像屏和图像采集处理各系统参数,并讨论了该系统的动态范围和采样精度。利用平行光标定了该系统,且测量了大口径波前的像差,测量值与理论值相吻合。实验证明了阵列透镜波前采样器用于波前采样的技术可行性。     

大口径元件反射率的镜面扫描精密测量系统

 为了测量高功率激光传输系统中大口径高反射率元件,研制了一种镜面扫描的精密测量系统。介绍了该系统的结构及其工作原理,分析了影响系统测量精度的因素,理论上估算的测量精度为2×10^-5。在直腔下对该系统的性能进行了实验测试,分析表明,系统的测量不确定度优于2.052 28×10^-5,最大测量误差为3.554 04×10^-5,与理论预计结果吻合较好。对大口径元件进行的多次实验扫描测试,结果显示,镀膜加工误差导致反射率分布是关于镜面中心呈旋转对称。该系统的使用大大简化了元件表面反射率分布的测量。     

阶梯反射锥型高能激光能量计温度场控制技术

高能激光会造成吸收体材料表面的温度急剧升高甚至损坏,同时造成吸收体上长期存在较大的温度梯度,这给温度的准确测量造成了很大的难度,为解决上述问题,提出了一种阶梯状镀金反射锥和V型槽结构的吸收体,通过对镀金锥的设计将能量分配到吸收体各部分上,研究了V型槽的几种设计方法对温度场和表面温度的影响,研究表明通过对吸收体各部分的质量和V型槽的参数控制可以大幅降低吸收体各部分的温度梯度、吸收体表面温度和吸收体的平衡时间,从而提高高能激光能量计的激光损伤阈值,并降低温度准确测量难度和减少热损失,最终达到提高准确度的目的。     

φ500 mm阵列透镜波前采样器的研制

设计加工了一个由484块单透镜组成的大口径阵列透镜,并设计了一套光束波前采样及测量实验系统.在实验过程中,合理匹配了阵列透镜波前采样器、CCD、成像屏和图像采集处理各系统参数,并讨论了该系统的动态范围和采样精度.利用平行光标定了该系统,且测量了大口径波前的像差,测量值与理论值相吻合.实验证明了阵列透镜波前采样器用于波前采样的技术可行性.     

利用MAP评估提高表面等离子体结构光照明技术成像质量

经典的恢复算法不能有效地恢复被观测物的全频域信息,空间频率的缺失导致超分辨图像伴有较为严重的旁瓣.本文提出利用最大后验概率(MAP)评估解决表面等离子体结构光照明技术中的光学旁瓣问题.结果表明MAP评估恢复算法可以有效恢复物质的高空间频率信息,并且通过合理选择优化参数达到抑制光学旁瓣的目的.在波长520nm,数值孔径1.3下,可获得半高全宽65nm的横向分辨力,约为传统荧光显微镜的3.6倍.该技术在生命科学观测中具有潜在应用价值.     

光学元件微吸收特性测量仪的研制

通过开展测试方法验证实验和测试参数优化实验,结合高能激光的快速发展要求,完成了光学元件微吸收特性测量仪的固化设计,并初步完成了测试系统的研制,实现了高精度、大口径、多波长、多角度、反射式测量。开展了测试系统性能实验和光学元件的微吸收测试,从测试结果来看,研制的光学元件微吸收特性测量仪的测量精度达到了10-6。     

固体板条MOPA激光光束质量主动控制

详细介绍了固体板条MOPA激光系统输出光束特性,包括光束近场强度分布、波前畸变空间特性和时间频率特性等,并以此为设计输入,研制了大动态范围高空间分辨率变形镜。研制的自适应光学闭环校正系统在强光条件下,实现了全程闭环控制,光束质量因子平均值从开环7.4提高到4.06。根据当前波前闭环校正残差,提出了进一步提高MOPA系统输出光束质量的方法。