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- 3D可视化
- 光子筛
- 宽视角
- 波前调制
- 全息显示
- K均值聚类
- 主成分分析
- 荧光高光谱成像
- 油类检测
- 珠阵列
- 精密仪器
- 光电信息科学与工程
- 应用物理学
- 增材制造工程
- Tsinghua University
- Zhejiang University
- University of Bayreuth
- Missouri University of Science and Technology
- University of Wisconsin-Madison
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- European Synchrotron Radiation Facility
- Korea Advanced Institute of Science and Technology
- Guangdong Second Provincial General Hospital
- Institute for Spectroscopy of the Russian Academy of Sciences
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采用非周期性光子筛的超薄广角大面积数字三维全息显示器
摘要： 全息显示器无需特殊眼镜即可为多位用户提供3D视觉体验。通过精确调控光场，全息显示器能呈现具有完整运动视差和连续深度线索的逼真3D场景。然而受波前调制实际限制，现有全息显示器尚无法生成此类场景——当前波前调制器有限的衍射角与像素数量导致生成的3D场景尺寸小且可视角度窄。我们提出一种平板波前调制器，可显示大尺寸动态全息图像并具备宽视角特性。具体而言，该方案将具有大角度衍射能力的超高容量非周期光子筛与商用液晶显示面板相结合来生成全息图像。除宽视角与大屏幕尺寸外，该波前调制器还支持多色投影且体积小巧，这意味着有望在轻薄设备上实现全息显示功能。
关键词： 3D可视化、光子筛、宽视角、波前调制、全息显示
更新于2025-11-25 10:30:42
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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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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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利用荧光成像技术对径迹膜胶体溶液中单个纳米颗粒的超滤过程进行研究
摘要： 我们采用荧光纳米显微技术直接观测了直径约10纳米的单个胶体量子点（球形核壳结构CdSeS/ZnS半导体纳米晶，表面修饰有机油酸配体）在核孔滤膜（具有约500纳米孔径的聚丙烯径迹蚀刻膜）纳米孔中的吸附过程。研究表明当胶体甲苯溶液通过膜孔时，这些纳米颗?；嵬耆土粼?0微米深度处。
关键词： 纳米孔、单光子源、硒化镉、薄膜、纳米显微技术、纠缠光子源、量子点、胶体溶液、显微镜技术、纳米颗粒、超滤、油酸、核滤膜、发光、聚合物
更新于2025-09-23 15:21:21
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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