用于多尺度高分辨率三维成像的双环光片荧光显微技术

本文提出了一种无衍射光片荧光显微成像技术,可以方便地对从微米到厘米各种尺寸的多种生物样本进行多尺度三维荧光成像。提出一种双环调控方法以解决传统贝塞尔光片旁瓣过重的问题,该方法能够可调节地产生0.4～5μm之间不同厚度类型的无衍射光片,同时其旁瓣占比被压低到30%以下。基于这种新的调控手段设计搭建了一套多尺度光片荧光显微成像系统。该系统展示出适用性极强的多尺度成像能力,例如：活细胞双色三维动态成像、膨胀细胞三维超分辨成像以及介观尺度下全器官的高通量三维成像。证明该多尺度成像模式能够显著提升光片荧光显微镜的成像效率,由此可以推进细胞生物学、组织病理学、神经科学等多种生物医学相关研究的发展。     

机器视觉中均匀照明成像的LED环形阵列设计

提出一种用于机器视觉的能获得高质量图像的发光二极管(LED)环形阵列结构的优化照明设计方法。所提方法由成像理论和Taguchi方法组成,以获得均匀的照明分布。根据成像理论,推导出图像对比度与照度均匀度之间的关系。在此基础上,获得了影响照度分布的主要参数,并在直交表中设计模拟实验的参数组合,利用TracePro软件进行仿真模拟。然后,得到各参数对均匀性的最佳参数组合和影响程度,在模拟实验中优化后的参数组合的照度均匀度达89.31%。最后,设计了一种性能良好的机器视觉光源,相关实验证明,该灯具可以满足机器视觉的光照需求,均匀度可达80.35%。所提方法可有效解决关于机器视觉的光学设计问题。     

Cr3+掺杂的宽带近红外荧光粉及其研究进展

具有非损伤、快速检测特点的近红外光谱技术与近红外成像技术在食品成分检测、癌症早期诊断、脑科学等领域获得了越来越多应用,其面临的技术瓶颈之一就是缺乏一种具有小型化、快速响应特点的宽带近红外光源。为解决该问题,荧光粉转化的宽带近红外LED(pc-LED)逐渐在众多技术方案中脱颖而出。本综述重点总结了宽带近红外pc-LED核心材料Cr~(3+)掺杂的宽带近红外荧光粉的研究进展,并详细介绍了宽带近红外光源的应用背景及光源种类,总结了Cr~(3+)的发光特性。本综述针对Cr~(3+)掺杂的宽带近红外荧光粉需要解决的重要问题展开讨论,包含了效率提升、发射谱带展宽、电声耦合问题和应用探索四个方面,以帮助读者了解该研究课题的现状、面临问题及未来发展趋势。     

Sr~(2+(置换对Eu~(2+)掺杂钙长石晶体结构和光谱特性的影响

采用高温固相法在弱还原气氛下制备了Ca0.955-xSrxAl2Si2O8:Eu2+(x=0~0.9)系列荧光粉,研究了Sr2+置换Ca2+对晶体结构和光谱特性的影响。Sr2+进入CaAl2Si2O8晶格与Ca2+发生类质同相替代形成连续固溶体,物相从CaAl2Si2O8相(Triclinic,P1)逐渐转换为SrAl2Si2O8相(Monoclinic,I2/c),晶胞参数a,b,c和晶胞体积都随Sr2+置换量呈线性增加,α,β和γ在置换量为0.1~0.7区间缓慢减小,超过0.7后呈线性急剧减小。位于250~410 nm区间的宽带激发光谱由4个激发峰构成,表观峰值位于356 nm。Eu2+占据两种格位形成两个发光中心,分别产生430和468 nm发射,宽带发射光谱位于390~550 nm区间,呈现近白色发光。控制Sr2+含量可使表观发射峰位置在408~434 nm之间移动,强度随Sr2+含量增加而增强。     

化学接枝改进ZnO-有机硅纳米复合材料的光学性能

采用N-(三甲氧基硅丙基)-4-叠氮-2,3,5,6-四氟苯甲酰胺(PFPA-silane)改性纳米氧化锌,并将PFPA-silane接枝在有机硅聚合物链上.接枝反应改变了纳米复合物的折光指数,并使ZnO纳米粒子与有机硅基体的折光指数更加匹配.这减少了纳米氧化锌粒子对光的散射作用,增加了纳米ZnO-有机硅纳米复合物的透明性.所制备的复合物通过接枝改性后透光率最多可提高50%.研究结果表明无机物和聚合物的折光指数的匹配程度可以通过偶联剂与聚合物基体的反应来进行调控.     

Two-Step Deterministic Remote Preparation of an Arbitrary Quantum State

We present a two-step deterministic remote state preparation protocol for an arbitrary qubit with the aid of a three-particle Greenberger-Horne-Zeilinger state. Generalization of this protocol for higher-dimensional Hilbert space systems among three parties is also given. We show that only single-particle yon Neumann measurements, local operations, and classical communication are necessary. Moreover, since the overall information of the quantum state can be divided into two different pieces, which may be at different locations, this protocol may be useful in the quantum information field.     

高荧光及强背景噪声情况下表面增强拉曼散射光谱提取方法研究

试提出一种高荧光及强背景噪声情况下表面增强拉曼散射光谱的提取方法。该方法从分析荧光谱及背景噪声信号的组成入手,构建相应模型对荧光谱及噪声信号进行估计,通过比较估计结果与实际数据的差别识别谱峰信号,并定位谱峰的基底位置。通过在若丹明6G、前列腺特异抗原测量及pH值传感实验中的实际应用检验可知,该方法可提高表面增强拉曼散射光谱信号的分辩率和测量准确度,在微量物质鉴别及物质含量定量测量方面有较好的应用前景。     

一种适用于近紫外光LED激发的单一相白光发光粉

采用高温固相法合成了一种单一相LiCa3MgV3O12:Eu3+白光发光粉,研究了不同的合成温度和不同Eu3+掺杂浓度等条件对其发光性能的影响。该发光粉在近紫外光激发下呈现由两个谱带组成的发射光谱,分别是峰值为530nm的[VO4]3-的特征宽带和峰值为610nm的Eu3+的特征宽带,通过调整合适的Eu3+掺杂量它们可混合成白光,当Eu3+掺杂摩尔分数为0.01时,发光粉的色品坐标为(x=0.33,y=0.34),显色指数为87。该发光粉可和具有近紫外光发射的InGaN管芯配合制得白光LED,极具应用价值。     

无团聚YAG:Ce~(3+)荧光粉的制备与表征

采用共沉淀-喷雾干燥法制备YAG∶Ce3+荧光粉。前驱体经热处理、研磨、酸洗碱洗后形成荧光粉。研究了前驱体料浆浓度、热处理条件、研磨、酸洗碱洗对粉末晶相、颗粒形貌、粒度和发光性能的影响。研究发现:料浆浓度为0.2,0.4,0.6 mol/L时,前驱体颗粒形貌分别呈碎屑、光滑和褶皱状球形;无团聚光滑球形前驱体经1 100℃热处理4 h后,XRD未检测到杂相;继续升温至1 550℃,荧光粉相对亮度随之提高;酸洗碱洗能够去除碎屑,获无团聚荧光粉,提高相对亮度。