生物超微弱发光研究进展

综述了自 192 3年以来的生物超微弱发光 (UPE)研究进展 ,总结了UPE的主要检测方法 ,概括说明了UPE作为生命系统普遍存在的一种现象 ,其研究不仅对生命科学领域具有重大的科学意义 ,在农业、医学、食品和环境科学等领域也具有广泛的应用价值。同时展望了其未来的研究方向     

超微弱信号检测在声探测系统中的应用

为了提高超微弱信号的检测能力,对声探测系统的噪声来源和特性进行了分析.根据不同的噪声特性采取了匹配、滤波、频谱累积等抑制噪声的方法,提高了系统的信噪比和探测能力.试验结果表明采取的方法有效可行.     

关于生物系统超微弱发光的实验研究

生物系统存在超微弱光子辐射现象。通过一系列实验研究,我们认为,这种光子辐射既有低水平化学发光的性质,又有受激辐射的性质,是受激的低水平化学发光。     

血清微弱发光的实验研究与应用

采用微弱发光检测系统,研究了血清的微弱发光。测试了健康人、高血糖和高血脂病人血清样品的微弱发光,探讨了血清的发光强度随血清中血糖和三酰甘油浓度变化的规律,并用编制的软件,实现了血清微弱发光图像的定量分析。实验结果表明,血糖浓度增加会导致血清的发光强度单调递增,微弱发光图像的灰度值增加;三酰甘油血清发光图像的灰度值也随着血脂浓度的增加而变大。与血糖相比,血清发光强度随三酰甘油浓度变化的效果不是十分明显。因此,可以采用血清的发光强弱来判断血清中血糖含量是否超标,此方法可有效地分析血清中血糖是否异常。     

微弱光信号检测电路的设计和噪声分析

针对光信号检测电路对微弱光信号放大所带来的带宽和信噪比的问题,设计了一种微弱光信号检测电路。通过动态补偿的方法,在保证低噪声的同时使电路拥有良好的响应度。并通过电路的波特图形分析了电路的噪声,给出了减小电路噪声的方法。该电路主要用于检测快速变化的微弱光信号。     

微弱信号的测量

为了测量微弱信号需要在系统设计、元器件挑选、屏蔽工艺等进行考虑,本文在这些方面进行了讨论.     

植物超弱发光的探测

采用超弱发光图像探测系统对蟛蜞菊、千日红花蕾、翠菊等植物样品进行了自发和光诱导的超弱发光图像探测,对大花紫薇叶片的延迟发光进行了初步的光谱探测。结果表明：植物自发发光与延迟发光的强度及其分布是有区别的,自发光光强度远小于延迟发光强度;与有丝分裂和生长代谢有关的植物超弱发光有光诱导下得以加强;千日红花蕾的延迟发光遵循双曲线衰减规律,说明生物光子具有一定的相干性;叶片的延迟发光光谱比离体叶绿素荧光光谱     

光声光谱仪微弱信号检测电路的低噪声设计

光声光谱技术在变电站SF6气体分解产物,医疗诊断等场合的微量气体检测方面有着高灵敏度的特点。根据低噪声电子设计理论,设计了基于光声光谱探测技术的低噪声检测电路;从整个系统的角度出发,通过噪声模型对系统噪声和信噪比进行计算,对电路进行分析并使用集成运算放大器设计前置放大电路和信号调理电路。实验测试结果表明,该检测电路可稳定的将光谱仪的光声信号转换为电信号,电路信噪比高,可靠性高且稳定性高。     

超弱发光在植物生理学中的应用

超弱发光在植物生理学中的应用陈汝民孟耀勇，谭石慈罗金梅，张有（华南师范大学生物系５１０６３１）（激光生命科学实验室）（华南量子电子学研究所）关键词超弱发光，植物生理学ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＵｌｔｒａｗｅａｋＰｈｏｔｏＥｍｉｓｓｉｏｎｉｎＰｌａｎｔ...     

基于MCP的快速光子计数成像系统的设计方案

通常基于MCP的阳极探测系统获得图像的速度受到噪声和信号处理速度的限制,影响了图像的时间分辨率和空间分辨率。介绍了一种快速光子计数成像探测器,使用的阳极结构避免了需要高信噪比的信号测量电路,及模拟信号到数字信号的转换,缩短了电子信号处理的时间,能有效提高图像质量。阳极面板依据格雷码编码方式划分区域,因此从微通道板出来的电子云在位敏阳极上的质心位置,由成对电极上的电荷比较值来确定,省略了由模拟信号变为数字信号的过程。所以对比较器的要求较高,要有高的运算速度,前端电子学具有高速、低噪、线性的特性。在此对快速光子计数成像系统提出了整体设计方案,并得到初步的实验结果,证实方案可行。     

超弱发光成像的分水岭法光子信息提取

对电子倍增CCD(EMCCD)超弱光子成像图像灰度的特性分析发现,一个像素的灰度值与相邻的8个像素的灰度值有强相关性。这一特征说明,简单地使用阈值法对其进行光子信号的数量和位置信息提取和图像处理,将会有较大的失真性。在超弱发光的条件下(如生物超弱发光),一幅图像中的光子信号数远小于像素数,光子信号在图像中呈现散粒状态。据此,在阈值法的基础上引入数学形态学分水岭法,将处理后光子灰度图像中孤立的峰值区作为光子信号响应。新算法克服阈值法只能对单个像素进行判断的局限,考虑到局部像素群的整体特征。结果表明,新算法的处理结果更加真实可靠,稳定性更好。通过绿豆芽的超弱自发光成像实验,验证了新算法的灵敏度和可靠性。     

多模激光场中光子统计特性的研究

本文在理论和实验上研究了多模激光场的量子统计特性。理论计算表明多模激光场具有光子反相关效应,实验上测量了强度起伏的噪声功率密度谱,结果与理论相符。     

基于EMCCD 的光子计数成像方法与实验

讨论了在复杂背景条件下采用EMCCD 实现光子计数成像的处理策略,提出了一种双重阈值滤波方法并通过实验验证了其有效性。根据EMCCD 的成像模型,将EMCCD 的输出图像表示为光子事件、偏置噪声和伪光子噪声事件的集合。通过采集多幅EMCCD 的输出图像,将光子事件检测问题转化为标准的二元假设检测问题。利用贝叶斯判决,可以得到光子事件检测的最佳检测法则,使光子事件的误判代价达到最小,从而检测出光子事件及其空间分布特征。通过实验对比可以发现:提出的方法明显优于普通的累加积分方法,适合生物微光检测等超低照度条件下的成像领域。     

生物光子场特性的初步研究

本文应用光子计数分布的理论及生物系统超微弱光子辐射的测试数据对生物光子场的辐射特性进行研究。提出了生物光子场基本上属于高斯场的观点,并认为它至少是由两个独立部分的光子辐射迭加的结果：其一是纯相干态的相干辐射;另一则为混沌态的热光源辐射。     

基于白光LED的可见光通信系统设计

基于白光LED提出一种可见光通信(Visible Light Communication,VLC)系统设计方案。详细给出了该方案的系统原理与组成、可见光通信发射机设计和可见光通信接收机设计,并给出了信号光/电转换、电信号调制/解调以及最终将传输的数据信息解调还原出来的详细过程。测试结果表明,该系统实现了可见光数据传输的功能,具有通信距离远、可靠性高及体积小等优点。     

基于MIMO的可见光通信系统研究

可见光通信是利用LED发出的可见光传输信息的,可见光通信兼顾照明和通信,同时LED具备发光强度高、耗能低、无电磁干扰,有着巨大的发展潜力。文章指出,将MIMO技术应用于可见光通信系统,合理地对LED进行布局,可提升系统的可靠性。同时文章研究了可见光通信系统中的调制技术,比较了几种常见的调制技术,分析了各自的优缺点。     

微腔中量子点光子发射的动力学研究

基于量子回归理论建立了微腔-量子点耦合模型的主方程,研究了用激光脉冲激发时微腔中的量子点二能级系统的密度矩阵随时间的演化,然后通过密度矩阵得出发射光子数和二阶相关度等特性,并对适合于制作单光子源的微腔参数和泵浦条件进行了优化。相关参数中,微腔衰退率和系统耦合系数的相对关系对单光子发射过程起关键作用。     

基于无线高速声发射系统设计

声发射检测仪按传输方式可分为无线和有线两类。有线传输具有较高的采样精度和数据传输速率,无线受环境影响小,但是其速率低,一般只传输特征参数。为了解决这一问题,文章给出一种无线高速系统的设计方案。