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对行为中的幼年斑马鱼全脑神经元活动进行全光学成像与操控
摘要: 全光学探测群体神经元活动是破译支持大脑功能的神经回路机制的一种有前景的方法。然而,目前这种探测仅限于局部脑区。在此,我们将模式化光刺激整合到光片显微镜中,实现了对头部固定行为幼斑马鱼神经元活动的全脑同步靶向光遗传学操控与监测。利用该系统,我们对广泛表达光谱分离的钙指示剂GCaMP6f(用于监测)和活性执行器ChrimsonR(用于操控)的斑马鱼幼体进行任意选定神经元(三维空间内小至约10-20个神经元区域)的光刺激,并观测下游神经回路激活与行为产生过程。该方法使我们能够解析神经回路在大脑功能与行为产生中的因果作用。
更新于2025-11-25 10:30:42
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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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采用全无机CsPbBr3钙钛矿纳米晶体的高速色转换光电探测器用于紫外光通信
摘要: 利用可见光至紫外(UV)波段超宽带谱的光无线通信(OWC)仍是缓解射频(RF)通信带宽饱和的关键研究领域。然而,高效紫外光电探测方法的缺失阻碍了紫外通信的发展。这一技术瓶颈主要源于现有硅基光电探测器(成本低廉且工艺成熟)对紫外光子吸收率低的问题。为突破这一技术壁垒,我们报道了一种混合硅基光电探测方案:将具有高光致发光量子产率(PLQY)和快速光致发光(PL)衰减时间的CsPbBr3钙钛矿纳米晶(NCs)作为紫外至可见光色彩转换层,用于高速日盲紫外通信。简易旋涂法制备的CsPbBr3钙钛矿纳米晶实现了高达~73%的PLQY和强紫外吸收特性。与商用硅基探测器相比,添加纳米晶层后日盲波段的响应度提升近三倍,外量子效率(EQE)提高约25%。此外,时间分辨光致发光测试显示在372nm紫外激发源下该层的衰减时间为4.5ns,证实了其作为快速色彩转换层的潜力。采用混合CsPbBr3-硅光电探测方案配合278nm紫外LED光源,最终实现了日盲通信中高达34Mbps的数据传输速率。这些发现证明了通过可调组成钙钛矿基荧光粉与低成本硅基探测器集成设计高速光接收器在紫外通信中的可行性。
关键词: CsPbBr3钙钛矿纳米晶体,硅基光电探测器,紫外光探测,日盲紫外通信,光无线通信
更新于2025-09-19 17:13:59
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采用g-C3N4可饱和吸收器和声光调制器的双调Q Tm:YAP激光器
摘要: 二维(2D)石墨相氮化碳(g-C3N4)被制备为可饱和吸收体(SA),并测量了其非线性光学吸收特性。据我们所知,首次报道了采用g-C3N4与声光调制器(AOM)的激光二极管(LD)泵浦2μm掺铥铝酸钇(Tm:YAP)双调Q激光器。在吸收泵浦功率为5.34W时,该双调Q激光器获得了239ns的最小脉宽和1146W的最大峰值功率。与仅使用g-C3N4 SA或AOM的单调Q激光器相比,双损耗调制调Q激光器能产生更窄的脉宽和更高的峰值功率。最大脉宽压缩比达4.48,最高峰值功率增强因子为241。实验结果表明,二维g-C3N4 SA在2μm调Q激光器中具有应用潜力,而双调Q技术是压缩脉宽和提高峰值功率的有效方法。
关键词: 脉宽,双Q开关,g-C3N4,峰值功率,2微米波段
更新于2025-09-19 17:13:59
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基于耦合波导的微传感器与光谱多元分析相结合,以改进农业中喷雾沉积特性的表征
摘要: 叶片覆盖面积是衡量喷洒过程以实现最大喷雾效率的关键指标。为测定叶片覆盖面积,建议研发结合多变量光谱分析的光学微传感器,用于测量沉积在叶片表面的液滴体积。研究人员制造了基于锗-硒-碲硫系薄膜的脊形光波导,并研究其表面沉积去离子水液滴时的透光响应。使用专用分光光度计在1200-2000纳米波长范围内,分别记录波导输出端在液滴沉积前(参考值)和沉积后的透射光谱。检测到相对透射光谱在1450纳米处出现凹陷,该特征对应水中O-H伸缩振动的第一泛音。结果表明:液滴沉积后观测到的光强减弱部分源于导模倏逝场携带的光能被水吸收?;谡?硒-碲脊形光波导的探头在整个研究体积范围(0.1至2.5微升)内均保持敏感。随后采用主成分分析和偏最小二乘等多元技术处理测量数据统计特性及透射光谱的预测性,证实测量系统对水吸收的敏感性,且预测模型在独立测试集上实现了66.5%的相关性和0.39微升的精度来预测液滴体积。
关键词: 主成分分析(PCA)、偏最小二乘法(PLS)、精准农业、液滴特性表征、红外光谱技术、光学微传感器、作物?;?
更新于2025-09-12 10:27:22
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工作状态下激光二极管内部光学损耗的测量
摘要: 本文展示了一种测量高功率边发射半导体激光器内部光学损耗的实验技术。该技术通过将探测光束耦合进脉冲泵浦激光二极管的波导中实现,可在不同温度条件下、最高达30千安/平方厘米的泵浦电流水平下测量激光异质结构中的自由载流子吸收(FCA)。研究展示了两种波导掺杂水平和材料不同的激光异质结构测量结果:当泵浦电流增大时,两种异质结构的FCA均显著上升,对应内部光学损耗从阈值电流时的0.4-0.7厘米?1增至2-2.5厘米?1(65°C,27千安/平方厘米)。掺杂GaAs波导的激光异质结构其FCA电流依赖梯度较低,而未掺杂AlGaAs波导异质结构虽表现出更大的FCA增幅,但在高电流下具有更好的内部量子效率。结果表明该实验方法具有重要应用潜力。
关键词: 内部光损耗、异质结构、自由载流子吸收、激光二极管、高功率激光器
更新于2025-09-11 14:15:04
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光增强鲁米诺在玻碳电极上的电化学和电化学发光
摘要: 本工作报道了光照对裸玻碳电极(GCE)上鲁米诺电化学及电化学发光(ECL)的增强效应。光照在GCE表面诱导产生了热电子-空穴对。在碱性溶液中,热空穴能氧化氢氧根离子生成羟基自由基,从而促进鲁米诺氧化,产生更大的电流和更强的ECL。此外,光照还显著提高了电流和ECL的稳定性。本研究为增强鲁米诺的电化学及ECL提供了一种简便方法,有望提升基于鲁米诺的化学分析与生物分析的灵敏度。
关键词: 光照射、电化学发光、玻碳电极、鲁米诺、热空穴
更新于2025-09-10 09:29:36