共振喇曼光谱法检测人体皮肤中类胡萝卜素

类胡萝卜素作为一种强抗氧化剂在人体的抗氧化防御系统中起着重要作用,它在人体中的含量可以用来表征人体的健康状况。为了研究人体中的类胡萝卜素含量,采用了共振喇曼光谱法检测人体皮肤中的类胡萝卜素。经过反复实验得到了实验参量的最佳选择。例如选择测量部位为拇指内侧,入射波长473nm、入射光强度20mW、曝光时间5s。同时通过甘油匹配的方法增加了探测到的喇曼信号的强度。利用拟合差分算法有效去除了荧光背景噪声。最终获得了明显的人体皮肤中类胡萝卜素的喇曼光谱。结果表明,用共振喇曼光谱法检测人体皮肤中类胡萝卜素是一种行之有效的方法。     

人体皮肤纤维细胞远程拉曼光谱检测研究

在具有表面增强拉曼散射(SERS)基底的锥形光纤探针表面生长人体皮肤纤维细胞,研究了人体皮肤纤维细胞的远程拉曼光谱检测。采用熔融拉锥和化学腐蚀法制备锥形光纤探针,通过化学自组装法将金纳米颗粒固化于锥形光纤探针表面制备出SERS锥形光纤探针。将人体皮肤纤维细胞置于金溶胶培养基混合液中培养,并贴壁生长于SERS光纤探针表面;然后利用显微拉曼光谱仪通过远程检测得到人体皮肤纤维细胞的SERS光谱,并以直接测量方式得到吞金颗粒和未吞金颗粒细胞的SERS光谱。结合远程检测和直接检测结果分析得到人体皮肤纤维细胞拉曼光谱的峰位归属,以及各拉曼特征峰对应的细胞内部组分信息。利用锥形光纤探针能够深入组织内部实施远程检测,有助于在线SERS测量在生物医学研究和诊断中的应用。人体皮肤纤维细胞的拉曼谱检测为在体研究低功率激光对延迟伤口愈合的机理提供了一种手段。     

利用拉曼光谱原位定量检测技术筛选红酵母类胡萝卜素高产突变株

建立了一种利用显微拉曼光谱原位定量技术筛选平板培养基上类胡萝卜素高产突变株的方法。为了消除培养基背景信号对定量结果的影响,采用矢量校正算法对光谱数据进行预处理,得到了不含培养基干扰的菌落净信号。比较了不同光谱收集方式对光谱重现性的影响,发现扫描方式较定点检测能获得重现性更好的菌落净信号。利用共焦显微拉曼光谱分析了平板培养基上红酵母菌落中的类胡萝卜素,并用光镊拉曼光谱法进行验证,两种方法所得类胡萝卜素1512cm-1拉曼峰值呈现良好的线性关系,说明了共焦显微拉曼光谱定量检测平板培养基上菌落内类胡萝卜素的可行性。用该方法对红酵母诱变菌进行筛选,筛选出两株类胡萝卜素高产菌株。研究结果表明该菌种筛选方法比传统方法更客观、高效。     

用于皮肤荧光光谱检测的光纤探头设计

为了提高皮肤荧光光谱的收集效率,对用于皮肤组织荧光光谱检测的光纤探头设计进行了重点研究。通过建立人体皮肤组织光学模型,并利用Monte Carlo方法模拟光在光纤探头及皮肤组织中的传播过程,研究光纤数量、光纤芯径、数值孔径、入射光纤与收集光纤近边缘距离、光纤探头与皮肤的距离等光纤探头各特性参数对荧光光谱检测的影响;设计、制作了一种光纤探头,应用于人体皮肤晚期糖基化终末(AGE)产物荧光光谱检测中,分析检测效果,并进行模拟与实验的对比研究。结果表明,较之于常规光纤探头,根据Monte Carlo模拟进行设计的光纤探头,荧光光谱检测性能有明显改进,且模拟与实验结果有一致的变化趋势,验证了通过Monte Carlo模拟进行光纤探头设计的可行性。光纤探头特性参数对皮肤荧光光谱检测有着显著影响,针对不同检测目的,设计特定的光纤探头,能够改善基于荧光光谱检测的医疗设备的性能。     

1064nm纳秒脉冲激发的PbWO_4固态拉曼放大器

研究了外腔钨酸铅(PbWO4)拉曼激光器的输出特性,介绍了由1064nm纳秒脉冲激发的PbWO4固态拉曼放大器。实验所用的抽运源是电光调Q的Nd…YAG纳秒激光器。对于外腔PbWO4拉曼激光器,当入射抽运脉冲能量为40mJ时,实验测得一阶斯托克斯脉冲的最大转换效率为13%,当入射抽运脉冲能量为48mJ时,实验得到包括一阶斯托克斯脉冲在内的总散射光的转换效率为34%,获得的二阶斯托克斯脉冲的转换效率为23%。PbWO4拉曼放大器是对外腔PbWO4拉曼激光器产生的一阶斯托克斯脉冲进行放大,实验获得的放大后一阶斯托克斯脉冲的最大输出能量为11mJ,放大倍数为3.3。     

人体组织拉曼光谱研究进展

介绍了拉曼光谱测量技术在人体皮肤、血液、乳腺、胃、肺等组织疾病诊断中的研究概况,同时介绍了拉曼测量新技术的发展概况,展望了它的发展前景.     

光纤拉曼放大器中的后向自发拉曼散射噪声

提出了光纤拉曼放大器中的后向自发拉曼散射噪声的数学描述及其机理,并从实验上得到了后向自发拉曼散射噪声的光谱,后向拉曼散射光在泵浦的入射处有最大的光强,而在信号光出射处光强很小,这对光纤传输信号是有利的.在信号的输出端,自发拉曼散射的光强只与泵浦输入强度有关,而与增益光纤长度无关.     

单个肝癌细胞的拉曼成像研究

应用拉曼成像技术检测单个人体肝癌细胞,获得了单个肝癌细胞微区的拉曼光谱图谱,同时计算出786,1450和1658 cm-1等特征峰的峰面积,这些特征峰分别归属于DNA,脂类和蛋白质,根据归一化后的数值在相应的细胞扫描位置成像,重构出这些物质的拉曼特征峰在肝癌细胞中的分布图.结果表明,应用这种方法可以很明确地看到DNA,...     

表面增强拉曼光谱分析及其在快速检测中的应用

拉曼光谱分析技术（Raman Spectroscopy）是以拉曼效应为基础建立起来的分子结构表征技术。拉曼光谱属于分子振动光谱技术,具有检测精度高,速度快的特点。但是拉曼散射效应是个非常弱的过程,一般其光强仅约为入射光强的10^-10.所以拉曼信号很弱,因而普通拉曼分析的灵敏度较低,难以用于微量检测。图1为拉曼检测示意图,图2为拉曼光谱实例。     

斜入射泵浦拉曼放大特性的研究

本文引入了“光强平均”概念，分析了斜入射泵浦方式实现大功率拉曼放大的机理。与同轴泵浦相比斜入射泵浦更有利于实现泵浦光的光强平均和短脉宽种子光对泵浦光的能量提取。并给出斜泵浦拉曼放大下气压和角度参量的实验结果。     

湍流大气折返路径成像光斑与光强起伏实验研究

利用红光激光器、3M微晶棱镜阵列反光膜和长焦高速CCD相机构建的折返路径激光成像探测系统,进行了湍流大气中1 km传输路径上的激光光斑回波成像探测实验,同时使用激光闪烁仪实时监测湍流强度变化。首先对获得的激光回波光斑图像的强度分布进行了直观分析,比较了在不同湍流强度下折返路径激光光斑形态的差异,接着统计计算了不同湍流强度下,光斑光强概率密度分布与光斑图像位置和区域面积大小的关系。结果表明：折返路径下的激光传输光强起伏概率密度函数在光斑上的各处基本都符合对数正态分布,但在质心处附近的区域符合程度更高,且符合程度与接收面积大小呈负相关。同时湍流强度对回波光斑平面上不同位置之间、不同接收区域大小之间符合正态分布程度的差异有一定影响。     

智能家居中老人跌倒远程监护系统的设计

经过对人体跌倒中所经历状态的分析,设计了一种基于检测加速度变化来判断跌倒的远程跌倒报警仪。这种跌倒检测报警仪的工作原理是通过对佩戴人发生跌倒时身体姿态的变化所引起的传感器3个轴上的加速度变化来监测人体是否跌倒。当检测到人体跌倒后,跌倒检测报警仪自身发出声光报警信号,并自动将跌倒报警的信息通过GPRS以短信或拨打电话的方式通知监护人员,同时通过IEEE 802.15.4e无线的方式将报警信息发到智能家居的远程监控网页,进行远程报警提示和报警信息的存储。     

Nd:YAG连续激光烧蚀碳纤维复合材料的过程观测

通过Nd:YAG激光辐照碳纤维/环氧树脂复合材料过程的高速摄像观测,得到了不同辐照功率密度下烧蚀过程中的主要现象.发现在低功率密度(50 W/cm2)下,主要是表面烧蚀机制,不会发生燃烧现象,在长时间辐照下,由于表层附近出现轻微的聚合物焦化分解,表面层出现粉末状和漂絮状的碳粉缓缓弥散空气中;在中等功率密度(300 W/cm2)下,体烧蚀机制占主要地位,内层分解气体喷出,在空气中点燃引起表面燃烧,主要燃烧表面聚合物;在高功率密度(4500 W/cm2)下是以表面烧蚀为主的质量迁移机制,在极短的时间(0.001 s)内表面层被破坏,瞬间燃烧,光斑中心出现喷射式的气化等离子体现象,并出现逐层烧蚀和各向异性热传导引起的烧蚀区形貌变形等现象.     

深空激光通信系统方案设计和视轴对准技术研究

在深空探测中利用激光进行科学数据的回传是一种极具潜力的方式,美国已经着手开展这方面的研究工作,在国内尚未有任何报道,针对这种情况,以火星对地球深空激光通信为研究对象,在对外部约束条件进行了分析的基础上,提出了通信分系统和捕获、跟踪、瞄准(APT)分系统两大分系统的设计原则,并对系统关键参数进行了详细设计,在此基础上提出了一种基于自然天体成像的捕获和对准概念,作为国内对深空激光通信整体方案的首次初探。     

手机电磁辐射的研究及其对人体的影响

随着移动通信技术的发展,手机已经成为人们日常生活必不可少通信的工具,与此同时,手机辐射对健康的影响也成为热门话题。测试结果表明,人体组织对电磁辐射吸收剂量的分布极不均匀,它与辐射频率、辐射强度、暴露时间以及人体组织的导电率、介电常数等多种参数有关。目前世界各国电磁辐射限值的标准主要分为欧规和美规两个体系,用SAR值来计量,欧规限值标准是2W／kg,美规限值标准是1．6W／kg。     

铜靶上激光等离子体诱发电势信号的实验研究

纳秒脉冲激光等离子体在周围空间激发电场,以金属靶作为探针即可测定靶上感应电随时间的变化,提出了"元靶探针"探测等离子体电学信号的测试方法.测试数据表明,在无偏置电压条件下,靶电势曲线呈双峰结构,电势峰值随激光能量单调增大;在外加负高压偏置条件下,靶感应电势曲线整体上(约ms)呈单峰结构,电势峰值随偏置电压增大而增大并出现饱和趋势,同时在信号的初期阶段(约700 ns)出现高频振荡现象,振荡频率不随激光能量及置电压发生变化.     

红外源强度对激光干扰效应的影响

分析了红外目标源辐射强度随距离和时间的变化。在不同红外源强度的 条件下，进行了红外源强度对红外系统输出信号的响应定标。同时，在激光辐照功率67W和辐照时间460ms条件下，用1.06μm连续ND：AYG激光对不同红外源强度下红外系统输出信号的干扰效果进行了对比实验。结果表明：激光对红外系统的干扰效果与红外目标源的强度成正比。当红外源强度在红外系统工作的线性范围时，激光对红外系统的干扰效果最明显。     

RGB激光扫描的面部特征点识别研究

传统方法在进行危险预警时,需要被测者穿戴整套仪器设备,成本高,稳定性不好,为此,提出一种基于激光扫描的多源脸部信息感知危险预警方法。在进行激光扫描前,通过直接标定法对相机进行标定,并且提出适于RGB激光扫描的颜色标定法,令采集的点云数据中所有点均和一组RGB颜色数据相应,从而得到脸部彩色三维重建结果。利用激光扫描仪得到测角与测距,获取测点的三维坐标,和扫描点构成人脸三维点云数据图,对点云数据进行分析处理,得到多源人脸信息。依据眼睛特征点与嘴部特征点判断人体是否处于疲劳状态,从而完成危险预警。实验结果表明,所提方法危险预警准确性高。     

相干合成系统的抖动对远场的影响

摘要：运用傅里叶光学分析法推导出系统抖动造成单个光源引入相位差时的远场光强表达式,以正六边形列阵为例分析了系统抖动对远场的影响,描绘了中心光斑能量与总能量的比值以及峰值光强随相差的变化曲线,考查了列阵中某个光源位相随即抖动的影响。研究表明系统抖动不但会引起了远场中心光斑的能量以及峰值光强的减小,而且还能使远场的对称性遭到破坏。