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- 过渡金属二硫化物
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- 光电信息科学与工程
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横向过渡金属二硫化物异质结构的生长序依赖性应变变化
摘要： 理解横向异质结构过渡金属二硫化物（hTMD）的异质结对于利用单个TMD的综合光电特性实现多种应用至关重要，但晶格失配与衬底相互作用的混杂效应阻碍了相关研究。本研究系统考察了化学气相沉积法制备的由二硫化钼（MoS2）和二硒化钼（MoSe2）构成的横向hTMD中的应变现象。通过对比受控生长顺序获得的同源TMD与hTMD，发现光致发光行为随衬底相互作用和相对晶格失配呈现系统性变化。在异质结附近，具有较大晶格常数（a）的TMD因晶格诱导应变呈现光致发光（PL）红移，而较小a的TMD则呈现相反趋势。这些效应会通过衬底相互作用产生的拉伸应变以叠加或倍增方式增强。此外，PL对比表明：从核心边缘生长的壳层区域表现出较弱的衬底相互作用，这与独立生长于壳层上的壳层区域形成鲜明对比。本研究为横向hTMD异质结提供了多应用场景下的深度认知。
关键词： 光致发光、横向异质结构、应变、过渡金属二硫化物、化学气相沉积
更新于2025-09-23 15:23:52
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多光谱纤维内窥镜成像中梳状结构校正方法的定量评估
摘要： 去除成像光纤束（如医用内窥镜中的"纤维镜"）引入的梳状伪影对向观察者提供高质量图像至关重要。多光谱成像（MSI）是一种新兴技术，能将形态学（空间）信息与化学（光谱）信息整合至单一数据"立方体"中。当纤维镜与光谱分辨探测器阵列（SRDA）结合进行MSI时，重建多光谱数据立方体所需的去马赛克步骤会使梳状伪影消除过程复杂化。为评估SRDA作为医用内窥镜多光谱成像传感器的潜力，我们采用生物医学成像相关的五项性能指标（处理时间、分辨率、平滑度、信号强度及光谱重建精度）对五种梳状校正方法进行了评估。通过根据具体成像应用为各指标分配权重，本结果可用于选择实现最佳综合性能的校正方法。多数情况下，使用SRDA成像时插值法能在各项性能指标间取得最佳平衡。
更新于2025-09-23 15:22:29
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用于受激发射损耗显微镜的涡旋光纤
摘要： 利用受激发射损耗（STED）显微镜原理进行超分辨率成像时，需要以共线方式激发样品：采用高斯型激发光束与环形损耗光束，且两者的自旋（偏振）与轨道角动量（OAM）符号需保持一致。我们借助光纤通信领域稳定的OAM模式传输技术最新进展，设计、制造并验证了涡旋光纤作为可见光及近红外波段STED显微镜的波束整形器件。具体而言，通过采用能实现高纯度模式转换（98.7%）的紧凑型紫外写入光纤光栅，我们成功演示了在用户自定义波长下同步产生高斯光束与OAM光束。点扩散函数测量显示：损耗光束具有>17.5分贝的消光比，自然同轴的高斯光束，且该系统特性在光纤弯曲至6毫米曲率半径时仍能保持?；诟霉庀似骷迪值娜庀薙TED显微镜概念验证实验，成功对荧光微球样品成像，在横向平面获得103纳米的超越衍射极限分辨率。这为开展抗环境干扰的光纤STED显微技术铺平了道路，同时促进了内窥镜STED成像技术的发展。
更新于2025-09-23 15:22:29
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油样荧光高光谱成像及其在组分分析与厚度估算中的定量应用
摘要： 对溢油事故进行快速响应与分析至关重要，但始终面临挑战。本研究开发了一套基于光栅-棱镜结构的紧凑型荧光高光谱系统，该系统能实现油类组分分析并对油膜厚度进行定量估算。该光谱仪波长范围为366-814纳米，光谱分辨率达1纳米。通过测定三种原油及其多种混合物的组分，验证了光谱系统方案的可行性。研究进一步发现油膜厚度与荧光高光谱强度呈线性关系，证实了利用荧光数据进行油膜厚度定量测量的可行性。该荧光高光谱成像系统不仅能实现油品识别、分布分析，还可检测油膜厚度，将其搭载于无人机等平台，在溢油事故应急中具有应用前景。
关键词： K均值聚类、主成分分析、荧光高光谱成像、油类检测
更新于2025-09-23 15:22:29
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结构光照明显微成像的放大率不变表面轮廓测量技术
摘要： 本文提出了一种结构光照明（SI）表面轮廓测量方法，该方法具有快速成像且图像放大率与深度无关的特点。通过采用电调谐透镜（ETL），可在不移动物体的情况下实现物平面的快速扫描。利用4f中继系统和将ETL置于共轭平面的设计，将物镜焦距变化通常导致的放大率比变化降至最低。采用偏振光学元件规避了ETL未镀膜膜面产生的高反射问题。研究还提出通过改变传统SI成像系统的扫描顺序——先进行深度扫描再进行图案位移，从而充分发挥ETL的快速响应特性。实验表明扫描速度可提升至25倍。论文全面分析了基于ETL的SI轮廓测量原理及相关问题，并通过实验验证了该构想。实验中在保持放大率变化低于0.03的同时实现了35毫米的扫描深度变化，通过对锥形三维物体和人脸石膏像的SI成像展示了其三维轮廓测量能力。该SI成像方法可充分应用于口腔内扫描仪或生物医学成像等需要快速扫描的领域。
关键词： 可调透镜、表面轮廓测量、口内扫描仪、结构光照明、放大率不变性
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于磁响应的AlGaAs纳米粒子中结构光增强二次谐波产生
摘要： 我们利用结构光激发亚波长AlGaAs纳米粒子的二次谐波效应，这些纳米粒子同时支持电多极和磁多极米氏共振。泵浦光束的矢量结构能够选择性调控米氏共振模式，并控制非线性场的产生强度。实验上我们观测到圆偏振矢量光束在磁偶极共振附近产生的二次谐波增强现象，并通过数值分解基频与二次谐波场的米氏型多极矩，使观测结果与理论预测相吻合。
更新于2025-09-23 11:33:59
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声光可调谐滤光片对激光加热表面发射率测量统计误差的分析
摘要： 本报告旨在对激光加热（LH）过程中固体试样表面的发射率与温度测量数据进行严格分析。发射率与温度的测量基于串联声光滤光器（tandem acousto-optical tunable filter，简称TAOTF）与高分辨率摄像机的联用。通过TAOTF在750-800纳米波段获取的光谱图像组，可计算加热表面各点辐射强度随波长的变化关系。采用最小二乘法（LSM）将加热物体各点辐射强度的实验光谱依赖性与普朗克分布进行拟合，从而获得加热体表面的温度与发射率分布。文中还阐述了通过最小二乘法确定发射率时统计误差的数学分析方法发展过程。
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于声学腔等离子体传感增强的活体反射模式光声显微镜技术
摘要： 利用表面等离子体共振（SPR）的高灵敏度折射率传感和高度受限的消逝场特性，我们采用SPR传感器（而非常规压电超声换能器）测量了宽带光声（PA）压力瞬态信号。由不锈钢制成的声学腔体通过设计的内椭球面，将激光诱导的光声波从激发点重定向至SPR传感器。通过将SPR传感器与声学腔体集成，我们开发出具有多重优势的光学分辨率光声显微镜（OR-PAM）：包括反射模式信号采集、提升的光声检测灵敏度、高达约98 MHz的扩展光声频谱带宽以及微米级横向分辨率。这使得系统不仅能对活体小鼠薄耳部，还能对厚前肢血管进行无标记体积式光声成像。凭借这些综合优势，我们的OR-PAM系统为生物医学研究（例如研究眼部与皮层微循环）提供了更多可能性。
关键词： 反射模式，高灵敏度，表面等离子体共振，在体血管成像，光声成像
更新于2025-09-12 10:27:22
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显微镜动态非接触式三维样品旋转技术
摘要： 精确的样本定向对显微镜观察至关重要，但通常使用宏观工具且精度较低。对于生长和发育中的活体样本成像，甚至需要动态调整样本方向以持续获得最佳成像效果。在此，我们提出一种通过引入磁珠并施加磁场来实现样本三维自由定位的方法。我们在落射荧光显微镜和光片显微镜系统上，展示了固定小鼠胚胎、卤虫以及活斑马鱼胚胎和幼体的磁定向，以实现最佳成像。
关键词： 磁珠、显微镜技术、三维定位、样品定向、活体成像
更新于2025-09-10 09:29:36