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用于量子点编码微珠阵列生物检测的光谱-光学镊子辅助荧光复用系统
摘要： 作为一种高效的多重生物分子检测工具，微珠阵列可实现无需分离的多目标检测，适用于分析活体生物中抗原、抗体等珍贵稀缺样本。本研究提出一种光谱光学镊子辅助的荧光多重检测系统用于分析生物分子偶联微珠阵列。通过光学镊子将微珠捕获并锁定于焦点处接受激发，提供稳定优化的检测条件。移动系统焦点并扫描样品载玻片，实现多重检测后量子点编码微珠阵列的发射光收集。光谱仪采集记录荧光发射光谱，通过识别解码峰位置并计算发射光谱标记信号强度，完成对目标物的定性与定量检测。概念验证研究表明，该系统可对单一样本中的多种抗-IgG进行多重检测，检测限达1.52 pM（线性范围0.31-10 nM）。进一步优化实验条件后，采用夹心法实现对人血清中目标IgG的特异性检测，检测限低至0.23 pM（线性范围0.88-28 pM），证实了该方法在实际样本中的实用价值。
关键词： 珠阵列、量子点编码、光镊、多重生物检测
更新于2025-09-23 15:23:52
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选择性激光熔化的原位光学发射光谱分析
摘要： 选择性激光熔化（SLM）作为一种粉末床增材制造工艺，其局部加工条件的差异可能导致缺陷并引发零件失效。SLM工艺特性允许对加工过程中从零件表面发射的辐射信号（包括激发合金元素的光学发射）进行原位监测。通过光学发射光谱（OES）测量发射光的频谱成分，可以深入了解SLM加工过程中汽化激发物种的化学组成及相对强度。本文报道了研究利用原位OES获取SLM加工局部条件信息的贡献：将光谱仪分光至SLM系统激光束路径中，测量304L不锈钢加工时熔池和羽流发射的可见光。该在线配置可不受激光扫描位置影响实现信号采集。通过关联光谱信息与不同构建条件（即工艺参数、构建腔室气氛类型及压力）下SLM试样的熔池尺寸特征，本文讨论了特定构建腔室条件下实施OES的局限性。这些成果是OES应用于SLM零件质量评定与控制领域的初步进展。
关键词： 金属增材制造、光学发射光谱、原位监测、粉末床熔融
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于金刚石压砧室的原位同步辐射及实验室高/超高压研究的激光加热装置
摘要： 金刚石压砧（DAC）技术与激光加热相结合是研究高压高温条件下材料的主要方法之一。本研究展示了一种可转移的双面激光加热装置，适用于DAC并具备原位温度测定功能。该装置可在超过200 GPa的压力下对DAC内样品进行精确加热，并能与同步辐射光束线设备联用，适用于X射线衍射和X射线透射显微实验。我们采用高倍率、低工作距离的无限远校正激光聚焦物镜，能将激光光斑缩小至5微米以下，并实现最高320倍的光学放大。所有光学元件均经过优化选择，以最大限度减少色差和空间像差，从而通过570-830纳米波段的多波长光谱法实现精准的原位温度测定。本装置的灵活设计支持激光源与聚焦光学元件的便捷更换，适用于不同类型的研究需求。该装置已在实验室及欧洲同步辐射装置的高压衍射光束线ID15B成功测试。我们展示了该装置的应用实例：包括PdH化合物的高压高温粉末衍射研究，以及22(1) GPa压力下铂的X射线透射显微研究——这是一种DAC中检测熔融状态的新方法。
关键词： 高压、金刚石压砧、X射线透射显微镜、X射线衍射、同步辐射、激光加热、高温
更新于2025-09-16 10:30:52
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微激光诱导击穿光谱技术对单颗粒的高通量分析
摘要： 对颗粒物进行多元素分析对于识别其排放源具有重要价值。然而传统单颗粒分析技术通常需要耗时的样品制备流程。本研究报道了一种结合明场显微镜与激光诱导击穿光谱（LIBS）的系统，可实现对单颗粒的快速多元素分析。该系统通过采用超薄聚乙烯薄膜固定颗粒实现连续光谱采集，从而显著提升检测通量。这种薄膜成分简单，不会干扰颗粒的LIBS光谱；同时其极小厚度能在激光烧蚀过程中快速汽化，避免基底对颗粒等离子体发射信号的猝灭效应。通过研究颗粒成分异质性及区分化学性质极其相似的粉尘颗粒，验证了该系统的性能，表明其有望成为环境风险评估的有效工具。
关键词： 单颗粒，激光诱导击穿光谱，高通量
更新于2025-09-16 10:30:52
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探测原子级二硫化铼层的上带隙
摘要： 我们采用时间分辨二次谐波显微镜和密度泛函理论计算，研究了剥离态ReS?薄膜的超快载流子动力学与电子态。通过1.19电子伏特光束探测不同厚度层的二次谐波信号：当厚度不超过约13纳米时呈现渐增趋势，随后因体材料干涉光吸收而下降。施加调谐至激子带隙（1.57电子伏特）的泵浦脉冲后，二次谐波信号随探测延迟时间呈现衰减-上升特征曲线。功率与厚度依赖性表明电子-空穴复合过程受缺陷和表面调控。虽然1.57至1.72电子伏特泵浦能在激发态诱导2.38电子伏特的双光子吸收，但该跃迁与禁阻的d-d亚壳层轨道内跃迁高度关联而受限。通过组合使用倍频泵浦光（2.38电子伏特）与波长可调的二次谐波探测光（2.60-2.82电子伏特），我们清晰观测到二次谐波曲线从衰减-上升向上升-衰减的转变，这揭示了最高占据分子轨道上方约5.05电子伏特处存在额外的电子吸收态（s轨道）。修正后的密度泛函理论计算通过考量各电子跃迁允许度及微小上带隙（~0.5电子伏特）验证了该发现。
关键词： 密度泛函理论、二硫化铼、时间分辨光谱学、超快载流子动力学、二次谐波产生
更新于2025-09-09 09:28:46
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利用螺旋相位滤波器实现红外上转换图像边缘增强
摘要： 我们通过准相位匹配求和频率转换过程及螺旋相位滤波器，从理论和实验两方面展示了红外上转换图像边缘增强技术。用1559.5纳米高斯光束照射透射掩模产生红外图像，并以1064纳米涡旋光束泵浦，最终生成632.5纳米的上转换边缘增强图像。我们推导了该过程的物理模型，该模型很好地解释了实验结果的偏差。所提出的技术可进一步适配其他光谱区域和非线性光学过程。
关键词： 红外上转换图像，螺旋相位滤波器，边缘增强
更新于2025-09-04 15:30:14