Coherent anti-Stokes Raman Scattering Microscopy.

Coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) microscopy is presented as a new nonlinear optical technique. The combination of vibrational spectroscopy and microscopy allows highly sensitive investigations of unlabelled samples. CARS is an ideal tool for studying a broad variety of samples. The main drawback of the technique is its non-zero-background nature, which implies that the signal has to be detected against a nonresonant background. The need to solve this problem is reflected in the rapid technological developments that have been observed during the last decade. Recent results show that CARS microscopy has the potential to become an important complementary technique that can be used with other well-established microscopic methods. Although it has some limitations, it offers unique access to many problems that cannot be tackled with conventional techniques. For this reason, it can be expected that the impressive growth of the field will continue.     

X-射线荧光分析散射幂函数法原理及其应用I·RhKα相干散射平方法

本文发现6~40号元素对能量为20keV的X_射线的质量吸收系数和质量相干散射系数之间呈二次幂函数关系,并据此提出了X_射线荧光定量分析校正基体效应的新方法——RhKa相干散射平方法.用国家标准物质GBW对该原理进行了验证.本法用于硅酸盐地质样品中微量元素的测定取得令人满意的结果.     

带有前置EDFA卫星相干激光通信终端的信噪比分析

卫星激光通信链路是一项实现卫星大规模星座组网的关键技术。相干激光链路灵敏度高、抗背景干扰、速率升级空间大,在星间激光链路中应用广泛。文章建立了带有前置掺铒光纤放大器(EDFA)的卫星相干激光通信终端的信噪比分析模型,仿真分析了EDFA功率增益、EDFA噪声系数、本振光功率、信号光功率、光放后端光带宽、基带前端电带宽对终端输出信噪比的影响以及各种输出噪声功率占比的情况,得到了带有前置EDFA卫星相干激光通信终端的信噪比参数特性。     

多高斯关联扭曲光束在GRIN光纤中的轨道角动量演化

轨道角动量(orbital angular momentum, OAM)的引入丰富了光通信领域内的调制维度,为寻找更高效快捷的通信方式提供了新思路,相较于传统携带涡旋相位的涡旋光束,部分相干扭曲光束携带的OAM性质更为复杂。本文针对椭圆多高斯关联扭曲光束在梯度折射率(gradient-index, GRIN)光纤中的OAM传输,基于GRIN光纤的ABCD光学传输矩阵,着重分析了多高斯关联扭曲光束在GRIN光纤传输的OAM的传输演化特性。研究结果表明,光束的光强、OAM通量密度以及归一化OAM通量密度在光纤传输过程中均呈现周期性变化,通过对关联结构以及扭曲因子的调控不仅可以改变光束OAM通量密度的分布,还可以调控单光子携带OAM的大小。本文的研究有助于丰富扭曲部分相干光束在GRIN光纤中传输的理论结果,在光纤通信中具有潜在的应用前景。     

聚焦部分相干平顶涡旋光束对瑞利粒子的捕获

基于广义惠更斯-菲涅尔原理和瑞利散射理论,推导了聚焦部分相干平顶涡旋(partially coherent flat-topped vortex, PCFTV)光束作用在瑞利微粒上辐射力的表达式,主要研究聚焦PCFTV光束对不同折射率的两种粒子的捕获情况。研究结果表明,聚焦PCFTV光束可以在焦点处捕获高折射率和低折射率的粒子。随着光束阶数的增大以及相关长度的减小,光束对微粒的捕获能力增强。所得结果对PCFTV光束应用于光学操控具有一定的意义。     

部分相干径向偏振拉盖尔-高斯脉冲光束在大气湍流中传输的光谱移动和光谱开关

研究了部分相干径向偏振拉盖尔-高斯(partially coherent radially polarized Laguerre-Gaussian, PCRPLG)脉冲光束在大气湍流中传输时的光谱移动和光谱开关。研究发现,在湍流大气传输时,光束轴上点光谱因受湍流影响产生的双谱峰现象会发生跃变,湍流越强,光谱在跃变后相对谱移变化越稳定,而轴外点光谱在越强的湍流中相对谱移变化范围越小。研究还发现,适当增加脉冲宽度会明显减小大气湍流对光束轴上点和轴外点光谱移动的影响。在不同脉宽下,轴上和轴外点光谱均会出现光谱开关,且轴外点光谱会产生两次光谱跃变的独特现象。在固定的传输距离上,拓扑荷越大,轴上点光谱移动越小,近轴范围内光谱相对谱移的变化范围越小,此外,不同拓扑荷下光谱均会出现谱开关。相干度越大时,光谱的变化越稳定,轴外点光谱的光谱开关发生位置越远。本文的研究结果为多普勒激光雷达的应用提供理 论依据,PCRPLG脉冲光束本身具有较强抗湍流能力,且通过调控光束参数可以减小光束光谱移动。     

Coherent Phonon-Induced Modulation of Charge Transfer in 2D Hybrid Perovskites

Electron–phonon interactions play an essential role in charge transport and transfer processes in semiconductors. For most structures, tailoring electron–phonon interactions for specific functionality remains elusive. Here, it is shown that, in hybrid perovskites, coherent phonon modes can be used to manipulate charge transfer. In the 2D double perovskite, (AE2T)₂AgBiI₈ (AE2T: 5,5“-diylbis(amino-ethyl)-(2,2”-(2)thiophene)), the valence band maximum derived from the [Ag_0.5Bi_0.5I₄]^2– framework lies in close proximity to the AE2T-derived HOMO level, thereby forming a type-II heterostructure. During transient absorption spectroscopy, pulsed excitation creates sustained coherent phonon modes, which periodically modulate the associated electronic levels. Thus, the energy offset at the organic–inorganic interface also oscillates periodically, providing a unique opportunity for modulation of interfacial charge transfer. Density-functional theory corroborates the mechanism and identifies specific phonon modes as likely drivers of the coherent charge transfer. These observations are a striking example of how electron–phonon interactions can be used to manipulate fundamentally important charge and energy transfer processes in hybrid perovskites.     

不同形变配准对头颈部CT图像的剂量评估研究

形变图像配准(deformable image registration, DIR)是自适应放射治疗(adaptive radiotherapy, ART)中轮廓推衍和剂量累积的关键过 程。 本研究比较3种不同形变配准算法在自适应放疗过程中轮廓推衍和剂量累积的变化。选择头 颈部癌症患者的放疗影像数据图像进行这项研究,刚性配准后采用B样条弹性配准和LCC- Demons配准算法,其中B样条弹性算法研究了两种优化指标:归一化互相关、归一化互相 关结合弯曲能量惩罚(bending energy penalty, BEP) 正则化。剂量评估采用剂量参数D₉₅、Dmin、D_mean、Dmax和均 匀性指数(homogeneity index, HI)来评价累积剂量与初始剂量的差异。几何评估使用Dice 相似性系数(Dice similarity coefficient, DSC)和 Hausdorff距离(Hausdorff distance, HD)来评价体积之间的重叠度。经过实验,几何评估所得的PTV(planning target volume)靶区、左腮腺、 右腮腺Dice系数在B样条弹性配准的两种优化算法和LCC-Demons算法中分别为:0. 82、 0.83、0.86,其中在LCC-Demons算法下得到的Dice系数达到了最大值0.91, 所得的Hausdorff距离均在1—3 mm之间,DSC重叠度结果与表明偏差 距离均在临床可接受的 范围内。对于剂量评估,相应的HI值分别为:1.089、1.082、1.081,LCC-Demons同样达到 了最小值1.081,本实验中LCC-Demons在轮廓推衍和剂量映射中均取 得了较好的效果,同 时也为临床环境下对配准质量的评估提供了一定的借鉴。     

新型星载超宽带微波光子变频技术

传统的星载变频通道存在易受电磁干扰、动态范围受限、带宽瓶颈等不足,将微波光子技术引入卫星通信系统中,可克服电域信号变频的局限性,提升星载变频通道的性能。文章提出了一种基于并联马赫-增德尔调制器(MZM)与相干接收的宽带微波光子变频技术,通过采用相干接收方法,能够实现较好的共模噪声抑制,并降低谐波失真的影响,同时结合抑制载波调制方式所带来的优势,有效改善了变频无杂散动态范围等指标。通过实验验证,其杂散抑制比优于60 dB,无杂散动态范围优于100 dB·Hz2/3,为新型星载微波光子变频方案设计、实际应用提供了必要的理论依据与技术支撑。     

基于均匀圆阵相干信源的二维DOA估计

随着通信技术的不断发展,信号传输环境变得日益复杂。针对多径传播形成的高度相关和相干信号测向问题,提出了一种基于均匀圆阵相干信源的二维DOA估计方法。该方法利用均匀圆阵轴向虚拟平移解相干,通过去噪后利用虚拟子阵的自协方差矩阵和互协方差矩阵构造波达方向矩阵,利用该矩阵特征分解估计信号的俯仰角;然后将平滑后的自协方差矩阵与波束空间变换矩阵相乘,使圆阵的导向矢量具备范德蒙结构,最后用求根MUSIC算法估计出信号的方位角,完成了相干信号的二维DOA估计。该方法无需二维谱峰搜索,方位角和俯仰角自动配对,计算量小,分辨率高。仿真实验证明了所提方法的正确性。