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基于偏振敏感数字全息显微镜的生物组织双折射测量
摘要： 我们提出了一种偏振敏感数字全息技术，用于测量具有复杂结构的生物组织双折射特性。该双折射测量系统通过集成改进型马赫-曾德尔干涉仪与自主研发软件构建。利用所提出的实验系统对正常和癌变膀胱组织样本进行了测量。通过旋转偏振片记录偏振相关的相移全息图，并采用混合重建算法与最小二乘解包裹算法提取不同偏振态下生物组织的相位信息，进而从上述相位分布中获取组织双折射值。结果表明正常膀胱组织与癌变膀胱组织均存在偏振敏感性，且癌变组织的中位双折射值显著高于正常组织。这些发现将为病理研究和临床诊断提供参考依据。
关键词： 马赫-曾德尔干涉仪、双折射、偏振敏感数字全息术、生物组织、相位分布
更新于2025-09-23 15:21:01
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随机电磁涡旋光束在生物组织中传播的相干特性
摘要： 基于扩展的惠更斯-菲涅耳原理和偏振相干统一理论，研究了随机电磁高斯-谢尔模型（GSM）涡旋光束在生物组织中传播时的相干特性。结果表明：随着传播距离增加，光谱相干度|μ(ρ, -ρ, z)|的变化比μ(0, ρ, z)更为复杂。若将|μ(ρ, -ρ, z)|的变化分为前后两个阶段，则μ(0, ρ, z)的变化在后阶段与|μ(ρ, -ρ, z)|相似。远红外光束波长（λ=10.6微米）与生物组织自身发射波长相近，会在组织内引发水分子共振。初始平面上较大的ρx值对应较小的|μ(ρ, -ρ, z)|值，且传播过程中|μ(ρ, -ρ, z)|的空间相干区间比μ(0, ρ, z)更宽。相同条件下（如相同生物组织、相同波长或相同场点间距），|μ(ρ, -ρ, z)|在生物组织中的涨落变化深度较μ(0, ρ, z)略浅。此外，空间自相关长度σyy对|μ(ρ, -ρ, z)|和μ(0, ρ, z)的影响程度不同，而这两个量的变化均与随机电磁GSM涡旋光束的空间互相关长度σxy无关。
关键词： 涡旋光束、光谱相干度、交叉谱密度矩阵、生物组织
更新于2025-09-23 15:21:01
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矩形激光脉冲作用下三维生物组织中双温高阶热滞后引起的热损伤特征研究
摘要： 激光与热传递在皮肤上的应用是医疗和临床治疗的基础。本文通过构建并应用双温导热模型下的生物传热方程，探讨了激光辐照生物组织温度的三维变化规律。采用阿伦尼乌斯积分计算了组织的热损伤量。在方程应用过程中遇到了数学难题，为此运用拉普拉斯变换与傅里叶变换技术，在傅里叶变换域内获得了传导温度与动态温度的解析解。
关键词： 激光脉冲、生物组织、双温热滞后、三维、热损伤
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 保加利亚索佐波尔(2019年9月6日-9月8日)] 2019年IEEE第八届先进光电子学与激光国际会议(CAOL) - 生物组织的局部激光加热
摘要： 建立了连续和脉冲激光辐射加热生物介质过程的数学模型并进行了研究。确定了加热区域的尺寸和加热时间。要形成局部加热区域，需采用蓝光或绿光激光辐射。该过程的热时间常数为数分钟量级，因此脉冲调制辐射与恒定功率辐射的区别仅在于脉冲周期超过1分钟时才会产生差异。
关键词： 尺寸、生物组织、时间常数、加热、辐射、激光
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于物理量光学传感器的多通道光纤环转换器
摘要： 我们考虑了精密多通道光纤环形转换器的可能应用领域，例如用于压力、线性位移、振动和径向跳动的光电传感器，以及用于无创测定人体血液中血红蛋白和胆红素浓度、测定人体软组织充血和微循环的便携式医疗仪器。此外，在开发用于测量纳米分散介质和生物组织光吸收和散射系数的高精度程序和设备时，也可以使用微型光纤环形收集器。
关键词： 胆红素、血红蛋白、纳米分散介质、生物组织、光纤环形转换器、光电传感器
更新于2025-09-16 10:30:52
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利用光学记忆效应和光学共轭平面实现散射介质后激光焦斑的快速三维移动
摘要： 通过毛玻璃或生物组织等混浊介质实现光传播的定向控制，在许多实际应用中已得到验证。由于随机散射效应，其重要目标之一是以快速精准的方法在混浊介质后方绘制特定形状。反馈波前整形技术虽是聚焦光线的有效手段，但在获取多个光斑时受限于缓慢的优化过程。本研究提出一种结合光学记忆效应与4f光学系统的技术，通过反馈波前整形实现散射介质后方三维空间内光斑的快速移动与形状构建。该技术仅需单次优化过程即可形成聚焦光斑，光学构型的优势与全数字控制使我们能以空间光调制器帧速率高速移动高质量光斑。通过在单个空间光调制器上叠加多组相位图案，可同步实现多个聚焦光斑。继承初始聚焦过程的相位图案后，我们能在记忆效应边缘区域将光斑强度提升50%，同时将优化时间减半。每个新聚焦光斑都会产生两个部分重叠的记忆效应区域，从而扩展三维扫描范围。结合快速波前整形设备，本技术有望在生物组织应用中展现重要价值。
关键词： 光学记忆效应、生物组织、浑浊介质、三维空间、光传播、反馈波前整形
更新于2025-09-16 10:30:52
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全鼠量子点与生物组织X射线激发发射成像
摘要： 在临床和临床前环境中，光学成像能够提供丰富的生物信息，尤其是与靶向纳米颗粒结合使用时，但光散射和吸收限制了在动物和人体受试者中的成像深度与分辨率。本文提出了两种新型混合方法，利用X射线的穿透能力来增加光学成像的深度。首先，我们展示了利用临床X射线系统激发近红外（NIR）发射量子点（QD），以绘制完整小鼠体内量子点的深度分布图。通过短时间（1秒）曝光和可耐受的辐射剂量，我们从深部器官（大脑、肝脏和肾脏）获得了清晰的空间分辨NIR信号，这为未来的活体应用提供了可能。此外，我们还检测到完整小鼠体内X射线激发的本征发射。使用keV级X射线激发量子点和组织的发射，代表了新型生物医学成像技术，并利用新兴量子点作为光学探针，实现了比以往更深度的时空分子成像。
关键词： 生物医学成像、生物组织、整只小鼠、量子点、近红外信号、X射线激发发射
更新于2025-09-12 10:27:22
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激光烧蚀电喷雾电离飞行时间质谱法用于生物组织的直接分析
摘要： 直接分析和鉴定生物组织对临床应用具有重要意义。本研究采用激光烧蚀电喷雾电离飞行时间质谱法（LAESI-TOFMS）分析了猪肝和猪肾组织。该方法对同类组织显示出良好的重现性，并能有效区分不同组织类型。研究还利用猪肾组织进行了切缘评估，响应时间少于6秒。此外，该方法成功鉴定了人肝癌组织与正常组织。结果表明，LAESI-TOFMS是一种直接鉴定肿瘤组织的可行方法，在评估手术切缘方面具有应用潜力。
关键词： 激光烧蚀电喷雾电离质谱法、生物组织、边缘评估、肿瘤识别
更新于2025-09-12 10:27:22
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基于受控激光气动力检测（CLAFD）技术的多模态激励硬度预测方法
摘要： 基于可控激光气动力检测（CLAFD）技术提出了一种新型材料硬度测试方法。以聚氨酯为研究对象，采用多模态激励方式，运用偏最小二乘法建立基于激光位移数据的硬度预测模型，并通过不同预处理方法消除原始数据噪声。结果表明：应力松弛模式数据经乘性散射模型分析显示，硬度可实现高精度预测——预测集相关系数（Rp）高于0.90，残差预测偏差（RPD）超过2。其中瞬态模式在激励时间1秒时Rp达0.93、RPD为2.51，展现出高速硬度检测的高精度特性。而应力松弛模式具有最高精度，经研究发现间隔校正（MSC）预处理效果最佳：当应力松弛时间持续60秒时，在四种模式中预测集相关系数（Rp）高达0.99，RPD达到3.54。结果表明延长松弛时间可进一步提升预测能力。该研究为材料科学（特别是人工生物组织、功能性食品等材料）提供了一种实时、无损且无交叉污染的新型硬度检测方法。
关键词： 硬度预测，生物组织，无交叉污染，多模式激励，聚氨酯，受控激光气动力检测（CLAFD）
更新于2025-09-12 10:27:22
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美国物理联合会会议录 [AIP出版集团《凝聚态物质中的高能过程（HEPCM 2019）》：第二十六届凝聚态物质高能过程会议论文集，纪念S.A.恰普雷金诞辰150周年 - 俄罗斯新西伯利亚（2019年4月3-5日）] 凝聚态物质中的高能过程（HEPCM 2019）：第二十六届凝聚态物质高能过程会议论文集，纪念S.A.恰普雷金诞辰150周年 - 光漂白效应对生物组织激光诱导荧光激发-发射矩阵测量影响的研究
摘要： 研究了光漂白效应对生物组织激光诱导荧光激发-发射矩阵的影响。以大鼠脑组织为研究对象，采用波长范围210-290纳米（步进10纳米）的可调谐激光作为激发光源。根据辐照剂量和波长测量荧光光谱，当峰值荧光强度衰减至1/2.7时对应的吸收辐射剂量即为光漂白速率。在210纳米波长下达到该衰减水平需吸收剂量58毫焦/平方厘米，290纳米波长下则需2550毫焦/平方厘米。250纳米波长对应最高吸收剂量（4333毫焦/平方厘米）及最低漂白速率。研究表明，短波长区域较高的光漂白速率总体上对激发-发射矩阵测量影响可忽略。
关键词： 激发-发射矩阵、激光诱导荧光、光漂白、生物组织
更新于2025-09-11 14:15:04