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利用三维骨肉瘤模型筛选双光子激活的光动力治疗敏化剂
摘要： 光动力疗法（PDT）通过光敏剂受光激发诱导细胞死亡。双光子激发光动力疗法（TPE-PDT）相比传统单光子诱导PDT具有穿透深度大、精度高等优势，但双光子光敏剂（PS）的体外性能评估与比较仍存在困难。本研究报道了基于三维骨肉瘤细胞培养的TPE-PS体外筛选平台开发。该平台采用三种双光子活性化合物进行测试：双光子敏化剂P2CK、荧光染料伊红Y和卟啉衍生物（TPP）。通过全自动z扫描装置测得其双光子吸收截面（σ2PA）：TPP在720nm处呈现极高σ2PA值（8865GM），P2CK在850nm处吸收显著（405GM），而伊红Y在研究波长范围内σ2PA最低（<100GM）。共聚焦激光扫描显微镜观察显示TPP和P2CK被细胞摄取，伊红Y主要滞留于培养基中。通过PrestoBlue代谢活性检测量化发现，两种TPE-PS经双光子照射后细胞存活率显著降低。脂肪干细胞与骨肉瘤球体共培养实验表明，TPE-PDT对周围健康细胞无损伤，证实了损伤定位的可行性。
关键词： 双光子激发光动力疗法、PrestoBlue检测法、光敏剂、细胞摄取、局部损伤、z扫描、三维骨肉瘤模型
更新于2025-11-21 11:08:12
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基于罗丹宁-芳胺类生色团的广泛研究：综合光学、DFT/TD-DFT及非线性光学性质
摘要： 制备了三种基于推拉型罗丹明-芳胺的D-π-A染料（2a-2c），用于研究给体对电子、线性和非线性光学性质的影响。染料2a、2b和2c分别具有与三苯胺、久洛尼定和咔唑给体共轭的乙烯基间隔基，以及甲氧基和罗丹明-3-乙酸。这些染料表现出溶剂依赖性的吸收-发射特性，可延伸至红光区域，并具有较大的斯托克斯位移（2a为77-130 nm）。通过跃迁偶极矩（μeg）、偶极矩比（μe/μg）、广义Mulliken-Hush分析和电子分布（DFT）证实这些染料具有电荷转移特性。非线性光学研究表明，二次超极化率（μβCT）根据给体强度分别为1098.9（2a）、515.0（2b）和339.6×10??? e.s.u.（2c）。本征超极化率低于βint0=10?3/2极限，即小于1。采用溶剂化变色双能级模型研究了双光子截面（σ2PA）的趋势。染料2a表现出高的σ2PA，为216 GM（λmax为485 nm和564 nm）。染料2a和2c及类似染料3a显示出反饱和吸收（RSA），因此表现出正的三阶非线性吸收系数β和合理的三阶非线性极化率值以及高激光损伤阈值。Re χ(3)因子导致χ(3)值较高，范围为0.77至8.09×10?12 e.s.u.。因此，该材料可作为光子学应用的良好候选材料。
关键词： 超极化率，Z扫描，芳胺给体，二阶极化率，激光损伤阈值
更新于2025-09-23 15:23:52
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改进的薄层Cu3Nb2O8飞秒三阶非线性光学特性
摘要： 通过700°C、12小时固态反应制备了薄层状三斜晶系Cu3Nb2O8，并研究了其在超快[800 nm、150飞秒（fs）脉冲、80 MHz重复频率]脉冲激光激发下的非线性光学（NLO）特性。观察到在峰值强度为40 MW/cm2时出现从反饱和吸收（RSA）到饱和吸收（SA）的特殊转变。根据非线性吸收系数随峰值强度增加而降低的现象证实了激发态吸收（ESA）的参与，所观察到的非线性归因于连续2光子吸收过程（1 PA+ESA）。Cu3Nb2O8中层状结构的形成作为传输层，使其相比其他已知铜铌酸盐具有更高的非线性吸收系数（7.8×10?1? m/W）、非线性折射率（5.17×10?1? m2/W）和非线性光学极化率（25.6×10?11 esu）。较低的起始限制阈值（78.79–26.26 μJ/cm2）使Cu3Nb2O8成为超短脉冲激光防护装置和生物医学显微手术工具的潜在材料。通过粉末XRD、拉曼、场发射扫描电镜（FESEM）测量及紫外-可见吸收研究证实，随着烧结时间延长，混合相CuNb2O6-Cu3Nb2O8转变为纯三斜晶系Cu3Nb2O8，同时形貌从多孔结构变为层状结构。
关键词： 飞秒，铌酸铜，光限幅，Z扫描
更新于2025-09-23 15:23:52
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从双光子吸收到饱和吸收的金图案红宝石薄膜转变
摘要： 通过Z扫描技术研究了图案化红宝石薄膜中金微盘的非线性行为。采用532纳米激光源对红宝石及红宝石/金薄膜进行了开孔Z扫描测试。纯红宝石和红宝石/金薄膜分别表现出双光子吸收(TPA)和可饱和吸收(SA)特性。通过高斯分解法拟合开孔扫描数据，获得了归一化透射率的表达式。红宝石/金复合薄膜的非线性吸收系数(β=7.41×10?? m/W)比纯红宝石(1.41×10?? m/W)高出两个数量级。进一步采用633纳米激光源进行开孔Z扫描，证实了这些薄膜存在TPA和SA效应。
关键词： 表面等离子体共振，红宝石，Z扫描，双光子吸收，可饱和吸收
更新于2025-09-23 15:22:29
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蓝光照射下CuTPP中吸收饱和与非线性光声效应的同步贡献
摘要： 在甲苯溶剂中，采用聚焦透镜汇聚的蓝光激光束照射下研究了CuTPP的非线性光学响应。通过z扫描装置测定其非线性光学特性。除显示反饱和吸收特性的非线性吸收响应外，还产生了可听声波与超声波强度依赖性光声波。利用麦克风记录可听声波并通过傅里叶变换分析计算声频。由于染料分子的高吸收率，配制稀溶液以提高样品池透射率，从而分析透射光束的轮廓特征。观察到约30个致密环组成的衍射环纹图样，其环数取决于光束强度——这可能源于高频光声波及相应折射光栅（由光声波诱导产生）。该溶液的非线性折射是热透镜效应、光声效应以及影响非线性吸收行为的吸收过程饱和效应共同作用的结果。该化合物可作为锁模器、Q开关器件和短脉冲发生器的优质候选材料，适用于需要光束横截面处可饱和吸收体活性图案的应用场景。
关键词： OPAZ扫描、CuTPP、光声效应、吸收饱和、Z扫描、衍射环图案
更新于2025-09-23 15:19:57
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宽带超快非线性光学研究揭示了相纯零维Cs?PbBr?钙钛矿薄膜中令人兴奋的多光子吸收系数
摘要： 除卓越的光电应用外，卤化铅钙钛矿纳米晶（NCs）近期还展现出优异的非线性光学（NLO）特性，包括强双光子吸收截面（约10? GM）、双光子荧光及极高峰值强度下的饱和吸收。零维钙钛矿相关材料（0-D PRMs）作为新型材料体系，具有高激子结合能（Eg ≥ 180 meV），部分案例还呈现强光致发光（PL）量子产率。本文通过飞秒量级的Z扫描与简并四波混频技术，报道了相纯Cs?PbBr? 0-D PRM的宽带三阶NLO特性。针对该材料荧光与非荧光形态共存的特点，我们对其开展了系统研究。这些钙钛矿NCs在近红外区表现出强多光子吸收特性：500-800 nm范围存在双光子吸收（2PA，截面σ?=10??3–10??? cm?·s，相当于约10? GM）、900-1200 nm范围存在三光子吸收（3PA，截面σ?～10??3 cm?·s2）、1300-1500 nm范围存在四光子吸收（4PA，截面σ?～10?1?? cm?·s3）。通过简易能带图阐释了这些多光子吸收过程。相较于早期钙钛矿NCs研究，本材料测得的NLO系数与截面值相当可观。Cs?PbBr? 0-D PRM还展现出大三阶NLO极化率χ(?)（约10?? esu），这源于空间隔离的含激子[PbBr?]??八面体产生的强量子限域效应。这些结果明确揭示了0D-PRMs在光子学和超快全光开关器件等领域的应用潜力。
关键词： Z扫描、钙钛矿纳米晶体、超快光学、简并四波混频、多光子吸收、非线性光学特性
更新于2025-09-22 13:10:50
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一维聚合物光子晶体腔中ZnS纳米颗粒的增强非线性光学特性
摘要： 报道了以硫化锌纳米颗粒为缺陷的聚合物一维光子晶体（1DPhC）增强的非线性光学吸收与光限幅特性。该1DPhC采用旋涂技术制备，以聚苯乙烯（PS）和醋酸纤维素（CA）分别作为高、低折射率材料。通过激光烧蚀技术在CA溶液中合成ZnS纳米颗粒，并完成其结构、形貌及非线性光学表征。通过在由10对CA/PS双层膜构成的布拉格反射镜之间插入ZnS纳米颗粒/CA缺陷层，设计出腔共振波长约532 nm的微腔结构。与ZnS参照样品相比，在532 nm脉冲激发下，含ZnS缺陷层的1DPhC非线性吸收与光限幅性能均显著提升（4.6倍）。该体系非线性光学特性的增强可归因于光子局域化导致的微腔模式中光场约束效应。当前系统对设计实用型非线性光学器件（如光限幅器、光开关等）具有重要价值。
关键词： 一维光子晶体、非线性吸收、光学限幅、Z扫描
更新于2025-09-22 21:08:09
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量子限制对多孔硅薄膜三阶非线性的影响
摘要： 我们采用Z扫描技术在800纳米和2.4微米波长下，对常规晶体硅(c-Si)与多孔硅(p-Si)的三阶非线性特性进行了实验研究。通过高斯分解法从实验数据中提取出非线性折射率n2和双光子吸收系数β。测得c-Si的非线性折射率为7±2×10?? cm2/GW，p-Si为?9±3×10?? cm2/GW；c-Si与p-Si的双光子吸收系数分别为2.9±0.9 cm/GW和1.0±0.3 cm/GW。研究表明相比c-Si，p-Si表现出更强的非线性折射增强效应和更显著的双光子吸收抑制效应，且这种增强效应随波长增加而更为明显。
关键词： Z扫描、三阶非线性、双光子吸收、多孔硅、自聚焦
更新于2025-09-23 16:36:55
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掺镁氧化锌与掺锌氧化镁半导体纳米粒子；合成及催化、光学与电光特性表征
摘要： 通过溶胶-凝胶法合成了一系列MgxZn1-xO和ZnxMg1-xO（摩尔百分比）纳米材料。所有合成的纳米颗粒均作为催化剂，在非均相条件下用于苯甲醛、乙酰乙酸乙酯和尿素的一锅三组分Biginelli缩合反应。研究发现Mg0.007Zn0.93O（Zn7）在该缩合反应中表现最佳。采用FT-IR、SEM、CHN和XRD对Zn7进行了表征。此外，还研究了MgxZn1-xO和ZnxMg1-xO薄膜及其胶体溶液的线性和非线性光学性质。通过精确数值方法获得了制备薄膜的色散曲线、吸收光谱、光学介电常数和光学带隙等光物理性质并进行比较。最后，在低激光辐照下采用z扫描法研究了热光学效应，并测得了由此效应产生的非线性折射率。还从物理角度研究了掺杂对光学性质的影响。结果表明，在这两组颗粒中，随着掺杂百分比的增加，带隙减小，这表明存在具有多种光学性质的新型光电材料。
关键词： z扫描，ZnxMg1–xO，MgxZn1–xO，催化剂，光学带隙，纳米粒子，介电常数
更新于2025-09-16 10:30:52
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激光烧蚀铂纳米颗粒氧化石墨烯复合材料的 光学与热学性能
摘要： 采用激光烧蚀技术在氧化石墨烯水溶液中合成铂纳米颗粒，以研究铂-氧化石墨烯纳米复合溶液的光学线性、非线性和热学特性。通过不同烧蚀时间制备样品，利用紫外-可见光谱和透射电子显微镜图谱验证了氧化石墨烯溶液表面形成的球形铂纳米颗粒。随着烧蚀时间延长，颗粒尺寸减小，样品浓度和体积分数增大。采用紫外-可见光谱、Z扫描、热透镜和光声技术测定该纳米复合溶液的光学线性、非线性和热学特性。结果表明：线性与非线性折射率均随铂纳米颗粒体积分数增加而增大；通过空间自相位调制图样观察到，氧化石墨烯在铂纳米颗粒存在时其光学非线性特性得到增强，且该非线性随氧化石墨烯溶液中铂纳米颗粒体积分数增加而提升。分别采用热透镜法和光声法测得铂纳米颗粒-氧化石墨烯的热扩散率和热浸透率，其数值范围分别为0.0341×10?? m2/s至0.1223×10?? m2/s和0.163 W s1/2 cm?2 K?1至0.3192 W s1/2 cm?2 K?1。证实铂元素有效提升了氧化石墨烯的光学与热学性能。
关键词： 氧化石墨烯，z扫描，空间自相位调制，铂纳米颗粒，铂纳米颗粒/氧化石墨烯复合材料，激光烧蚀，光声效应，热透镜效应
更新于2025-09-16 10:30:52