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- 光电信息科学与工程
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- Korea University
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- Chungnam National University
- Eindhoven University of Technology
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集体等离子体共振增强发射的超分辨率成像
摘要： 等离子体粒子阵列因其集体行为而具有卓越的光学特性，能够产生线宽极窄的共振峰，并在周围介质中激发出远距离增强的电场。这类共振可用于强光-物质耦合、传感、激光发射、光捕获、非线性纳米光子学及固态照明等领域。然而，由于等离子体粒子阵列的晶格常数与其共振波长相当，采用衍射极限方法无法解析点偶极子与等离子体粒子阵列间的相互作用。本研究利用随机超分辨显微技术，以约20纳米的面内分辨率绘制了单个荧光分子与等离子体粒子阵列耦合时的增强发射图谱。我们发现扩展晶格共振对发射体的自发衰减率影响甚微，但可有效增强发射光的耦合输出效率与方向性。该成果可为未来基于等离子体粒子阵列的光学器件设计提供理论指导。
关键词： 光与物质相互作用、纳米光子学、单分子定位、集体共振、等离子体激元学、超分辨率显微镜
更新于2025-11-25 10:30:42
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用于活海马组织连续波激光解吸与常压质谱成像的石墨烯包覆玻璃基底
摘要： 大气压质谱成像技术（AP-MS）结合倒置光学显微镜系统，是确定活体组织中特定生物分子存在及其空间分布的有力工具。在环境条件下获取质谱（MS）信息需要高效的解吸和电离过程。本研究展示了一种使用石墨烯涂层玻璃基底和连续波（CW）激光的新颖高效解吸方法，用于活体海马组织的高分辨率AP-MS成像。我们发现，在石墨烯涂层玻璃基底的辅助下，通过间接对石墨烯基底施加532 nm连续波激光，可以实现活体组织切片中生物分子的解吸。有趣的是，活体组织在石墨烯涂层基底上的解吸效率强烈依赖于石墨烯层数。单层石墨烯被发现是最敏感的基底，能够实现高效解吸并适用于可重复的高分辨率海马组织成像应用。随后利用非热等离子体进行的电离过程产生了足量的分子离子，从而获得了海马体齿状回（DG）和海马角（CA）区域的高分辨率二维质谱图像。因此，石墨烯涂层基底可能成为诱导高效解吸过程的理想平台，这对高度可重复的环境质谱成像至关重要。
关键词： 海马组织，质谱成像，激光解吸，石墨烯包覆基底，环境质谱分析
更新于2025-11-25 10:30:42
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裸金纳米颗粒的表面等离子体共振用于大肠杆菌的光动力灭活
摘要： 尽管此前已有研究探讨了使用高功率脉冲激光对裸金纳米结构进行抗菌光热灭活，但关于其在低功率密度连续波激光照射下光动力抗菌特性的报道甚少。因此，本文试图填补这一空白。我们研究了功率密度为40 mW/cm2的532 nm连续Nd:YAG激光与裸金纳米粒子对大肠杆菌ATCC25922的灭活效果。结果表明：单纯使用Nd:YAG激光照射60分钟仅使细菌存活率降低0.15个对数单位；而平均粒径15 nm的金纳米粒子在浓度超过0.5 μg/ml时对大肠杆菌ATCC25922具有毒性；值得注意的是，当0.5 μg/ml金纳米粒子与激光联合处理60分钟后，细菌存活率显著下降2.43个对数单位，且培养基未出现明显温升。本研究基于低功率密度激光与裸金纳米粒子可能的相互作用机制对结果进行了阐释，为后续开展对耐药病原体进行局部灭活且对邻近组织副作用最小的研究提供了先导基础。
关键词： 光动力灭活、金纳米粒子、低功率密度激光、表面等离子体共振
更新于2025-11-25 10:30:42
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通过多色激发增强近表面氮空位中心的负电荷
摘要： 过去几年间，钻石中的氮空位（NV）中心已被证实是量子信息科学到磁传感等多种应用领域极具前景的系统。这依赖于带负电NV中心的独特光学与自旋特性。许多应用需要浅层NV中心——即距离钻石表面仅数纳米的NV中心。近年来学界日益关注不同光照条件（特别是红外激发）下NV中心自旋与电荷动力学的研究，已有实验证明红外激发会显著影响NV中心的发光与电荷态。然而现有实验数据尚未得到完整解释，块体NV与浅层NV光动力学潜在差异更增添了研究复杂性。本研究提出了适用于绿光与红外激发的NV中心自旋-电荷态动力学通用定量模型，通过实验测定相关跃迁速率，构建出能统一解释现有文献所有实验结果（高度非线性区域除外）的综合模型。此外，我们发现了块体NV与浅层NV光动力学的关键差异，并据此显著提升了浅层NV初始化为有效负电荷态的保真度。
关键词： 氮空位中心、复合、浅层NV色心、体NV色心、光动力学、绿光激发、电离、电荷态、红外激发、金刚石
更新于2025-09-23 15:23:52
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内镜下环形激光照射热凝固治疗食管组织的可行性研究
摘要： 巴雷特食管（BE）与肠上皮化生相关，即正常鳞状上皮被柱状上皮取代。本研究旨在评估采用环形激光照射对食管组织进行内镜治疗的可行性。使用532纳米激光通过集成于球囊导管的扩散器以10瓦连续功率输出。通过离体兔食管测试不同照射时间的热效应反应，在猪模型体内实验中评估该集成装置用于BE治疗的内镜应用可行性。角度测量证实该装置能产生均匀的径向照射（任意单位值0.9±0.1）。发射光谱与沿装置分布的温度呈良好相关性。离体兔实验显示温度升高幅度随照射时间增加，60秒照射后最大温升约38°C（瞬时升温速率0.62°C/秒），对应热凝固深度达食管黏膜下层（1.5±0.2毫米）?；钐逯硎笛榍逦氏止芮恢芪У幕沸稳缺湫?，伴随轻度炎症反应及退化的鳞状上皮，不可逆热凝固总厚度为3.1±0.2毫米。该光热疗法结合环形照射与机械扩张，可作为治疗BE的可行内镜方法。后续需开展慢性活体实验以明确创面愈合及并发症等长期组织反应。
关键词： 光热治疗、食管、光学扩散器、球囊导管
更新于2025-09-19 17:13:59