高功率激光与MNOS型电荷耦合器件相互作用过程的等离子体诊断

电荷耦合器件(Change-coupled devices,CCD)是一种全固体自扫描摄像器件,因其具有体积小、图像畸变小、无残像和寿命长等优点,因而在摄像、探测和信息处理与存储等领域得到广泛应用.在一些特殊的场合,CCD经常要与激光光源配合使用,不可避免地存在着激光与CCD相互作用甚至产生损伤的问题.这里所说的损伤又有组成CCD的半导体材料中处于杂质能带的电子吸收激光能量大量向导带跃迁,引起暗电流增加而使器件饱和或失效的软损伤和激光束直接作用于CCD,致使器件中材料或结构硬损伤等.对前一问题,已有文献进行了相关的研究.本文利用调Q-YAG激光与NMOS结构的CCD多次重复作用产生的等离子体形貌及其Mach-Zehnder干涉图,研究了高功率激光与该种光电器件的相互作用过程.首次得到了脉宽为15ns的1064nm激光对MNOS结构相互作用过程的等离子体干涉图及有关实验结果.     

用于管盖基因芯片荧光图像信息的采集及数据分析系统

管盖基因芯片是将基因探针固定在特制的Eppendorf管盖内表面, 与内置杂交缓冲液贮液池的Eppendorf管一起构建的基因检测器件. 在这个全封闭的系统内, 可以完成基因扩增、荧光标记、芯片杂交及检测等一系列生物化学操作, 实现多基因高通量并行检测. 报道了用于管盖基因芯片的检测分析系统, 它包括光学检测平台、图像采集系统、图像分析系统及结果报告系统. 光学检测平台利用NIKON显微镜光学系统, 通过电荷耦合器件(CCD)进行图像的采集. 管盖基因芯片杂交后, 经过荧光信号被CCD捕获, 经通用串行总线(USB)传递给计算机. 图像经过旋转、去噪声点、图像分色、杂交信号计算、结果判定、有效性判定及结果输出. 用该系统成功地对呼吸道的10种病毒杂交结果进行了检测.     

激光诱发荧光技术及其应用

自从1960年第一台激光器问世以来,激光技术发展十分迅速,其中之一就是随着可调谐染料激光器的出现而发展起来的激光诱发荧光(laser inducedfluorescence,以下简称LIF)技术. 所谓LIF方法,就是用波长和我们所要探测的样品(分子或原子)的吸收线相匹配的激光,去辐照样品,使样品共振吸收激光光子而处于激发态,并发出荧光辐射,如图1所示.然后用滤波器或单色仪加上     

哈雷彗星的单色光度测量

彗星的单色光度测量是研究彗发气体与尘埃的重要方法。由于彗星往往很暗,这类观测甚为困难,已得资料不多,更未用于哈雷彗星。 1985年11月6—10日,在云南天文台1m望远镜(f/13.3)卡焦上配置CCD装置及彗星滤光片进行观测,得到哈雷彗星的50多幅单色图象。CCD(电荷耦合器件)是一     

日本的潜在军事技术

第一章民用技术与军事技术原来,日本生产小型摄象机的目的是给家庭的团聚或出外旅行拍摄一些美丽风景或人情风土等。它已席卷了世界各市场,就是这个小型摄象机的心脏部是具有高灵敏度和高析像度的电荷耦合器件(CCD),美国的“弗尔柴尔德”工业公司(Fairchild)也曾开发过,但以失败告终,现在只有日本生产这个器件。     

实用性创新引领科技新时代——2009年诺贝尔物理学奖

2009年10月6日瑞典皇家科学院宣布，将2009年诺贝尔物理学奖授予英国华裔科学家高锟，因为他“在光学通信领域中光的传输的开创性成就”。另外两位获奖者美国科学家威拉德·博伊尔和乔治·史密斯则是因为“发明了成像半导体电路——电荷耦合器件图像传感器CCD”。     

数码相机锋芒初露因特网络咄咄逼人普通相机＋因特网＝数码相机？

数码相机以电荷耦合器件（CCD）代替感光胶卷，将影像信息以数字方式储存到硬盘内，可直接将数据传输给电脑。同时，借助电脑图形软件对影像进行处理，以达到最佳效果。尽管数码相机时代的最终到来还需时日，但就是在这个还不太清晰的“时间差”中，市场竞争却每况愈烈。眼下，     

我国首台全自动“南极巡天望远镜”调试成功

我国自主研发的首台全自动无人值守“南极巡天望远镜”10月14日在紫金山天文台盱眙观测站调试成功．即将跟随我国第28次南极科考队奔赴南极,执行太阳系外行星、超新星等天文观测任务。据介绍,首台“南极巡天望远镜”直径68厘米,有效观测口径50厘米,分辨率为1个角秒．装备有目前世界上最大的单片电荷耦合器件（CCD）,     

利用红荧烯激子能量共振分析三重态激子-电荷作用的磁电导机制

为了研究三重态激子与电荷作用(triplet-charge interaction,TCI)产生磁电导(magneto-conductance,MC)的原因,分别用Al,Li F/Al和Ca等不同功函数的金属作为阴极制作了一系列红荧烯(rubrene)型有机发光器件.在室温下Al电极器件中出现了随磁场增加单调下降的负MC.器件的电流-电压特征曲线表明,Al电极器件中空穴为多余载流子,电子注入困难易形成陷阱电荷.利用rubrene中单重态激子(singlet,S)和三重态激子(triplet,T)的能量共振改变S激子裂变(STT)和T激子聚变(TTA)来调控T激子的比率,并通过更换阴极来改变电子注入势垒高度从而调控电荷(charge,C)的浓度,最终实现对TCI的调控.调控结果表明,Al电极器件中负的MC不应该是T激子与多余空穴通过解离或者散射通道的TCI引起的,而是T与陷阱中的束缚电子通过TCI的去陷阱(T+C_t→S_0+C)通道淬灭导致的.另外,载流子注入较为平衡的Li F/Al和Ca电极器件的MC比Al电极器件的小1个量级,且随磁场的增加先减小后增大,这并非是因为平衡注入器件内的TCI弱,而是由于器件内rubrene功能层中的陷阱容易被电子占满,TCI去陷阱淬灭通道和陷阱捕获淬灭通道对电流的影响变低.因此,载流子陷阱在TCI的磁效应中具有重要地位,使有机功能层中的陷阱尽量多且不易被载流子占满是利用TCI磁效应的重要方向.     

香豆素衍生物无辐射跃迁量子产率的溶剂效应

香豆素衍生物(Coumarin derivative)是一类重要的“蓝-绿”区激光染料。这类衍生物分子的光物理特性对周围微观化学环境十分敏感,近年来作为荧光探剂已广泛用于化学和生物学研究领域。香豆素衍生物分子的光物理特性研究已有许多报道。Jones等研究了在7位上有不同胺基取代物的香豆素衍生物分子荧光寿命和量子效率的溶剂效应,提出了一个分子无辐射跃迁衰变模型,即这类分子的强荧光发射的平面型分子内电荷转移激发态(ICT)可     

彗星及CCD观测

1984年11月16日～22日,上海天文台科研人员去云南天文台利用一米望远镜加上先进的电荷祸合器件CCD,成功地拍摄到了正在回归途中的仅21等的哈雷彗星,使我国在这一领域中也进入世界先进行列.《彗星及CCD观测》一文详介绍了彗星研究的历史和现状,并作了展望。     

介观耦合电路的量子压缩效应

随着纳米技术和纳米电子学的飞速发展,电路以及器件小型化的势头越来越强烈,近年来已达到原子尺寸的量级.显然,当电子的输运尺度达到一个特征尺度,即电子的非弹性碰撞尺度时,必须考虑其量子力学性质及电荷的非连续性质.因此,在纳米电子学中对电路及器件建立一个正确的量子理论已经是十分迫切的任务了.当然,最为简单然而又是十分重要的工作是将LC电路量子化,这一工作可以通过与经典简谐振子量子化的方法做类比而得以完成,其中谐振子的坐标相当于电路中的电荷.最近,我们提出了一个考虑电荷量子效应的介观电路量子化的方法,讨论了有耗散的介观电路的量子涨落.本文给出了无耗散介观耦合电路中各个回路的电荷、电流的量子涨落,发现这些电流与电荷的量子涨落之间存在着压缩效应对于一个经典的无耗散的并且其中一个回路中有电源ε(t),电感电容组成的电容耦合电路(电感耦合电路也可以等效成电容耦合电路).按照Kirchhoff定律,可以写出其运动方程为L_1(d~2q_1)/dt~2+q_1/C_1+q_1/C_2-q_2/C_2=ε(t),L_2(d~2q_2)/dt~2+q_2/C_2-q_1/C_2=0 (1)其中q_1(t)和q_2(t)是两个LC型电路中的电荷;L_1,C_1和L_2,C_2是两个回路中的电感和电容,C是这两个回路的耦合电容.如果ε(t)=0,可以把该运动方程写成简单的Hamilton形式     

红枫湖和百花湖天然溶解有机质的分子荧光特征与分子量分布的关系

由于在水体生态环境系统中的重要功能及化学组成和结构的复杂性, 天然溶解有机质(Dissolved Organic Matter, DOM)是近年来水环境研究领域的热点和难点问题之一. 分子荧光特征和分子量分布被广泛认为是DOM特征研究的重要参数, 但是它们之间的关系尚不清楚. 本文联合运用分子荧光光谱,高效液相体积排阻色谱、紫外吸收和荧光在线检测技术, 研究了贵州红枫湖和百花湖及其河水中溶解有机质的分子荧光与分子量分布特征, 及它们之间的关系. 水体中DOM普遍存在两个明显的类腐殖荧光峰(A和B), 但河水还存在另一个特征明显的类蛋白荧光峰(C). 研究结果表明: 类腐殖荧光物质主要由1.0~3.0 kD之间的小分子组分组成, 而类蛋白荧光物质主要是一些分子量大于2.0 kD的组分组成. 运用高效液相体积排阻色谱技术测定DOM分子量分布时, 估算的分子量分布特征与吸收光谱检测器的波长选择有关.     

探测遥远星系的一种方法

探测最为深邃的太空的一种方法,是由美国电话电报公司贝尔实验室的J·安东尼·泰森和国家光学天文观测台的帕特·里克·塞泽尔发展起来的.利用带有电荷耦合装置(CCD)的照相机(照相机安装在智利美洲塞诺·托洛洛天文台的一架4米焦距望远镜上,而CCD则安装在其焦点上),他们就能够观测到27等星系,这种星等的亮度,比用肉眼可见的任何星体还要暗淡大约10亿倍.(CCD是一种半导体装置,当景物的光线在它的表面聚焦     

基质金属蛋白酶MMP-2/9分子探针对临床结肠癌组织的检测

研发基质金属蛋白酶MMP-2/9特异性识别的荧光分子探针并用于临床结肠癌组织的快速、准确性检测意义重大,但仍然具有一定的挑战性.本文基于基质金属蛋白酶MMP-2和MMP-9(MMP-2/9)特异性识别的多肽底物,利用一价铜离子催化的"点击"化学和酰胺化反应,分别将荧光素(FITC-N_3)和荧光淬灭基团Dabcyl-NHS偶联于多肽底物两端,制备得到MMP-2/9特异性识别的荧光能量共振转移(FRET)荧光分子探针Dab-GPLGVRGYFITC.通过将重组基质金属蛋白酶MMP-2/9与探针作用,跟踪检测溶液在520 nm处荧光信号变化的情况,对探针的特异性和检测灵敏度进行评估.此外,利用人源大肠癌细胞LoVo和30例临床结肠癌组织样本开展了结肠癌快速体外检测初步研究.体外重组酶检测实验表明,探针对MMP-2/9具有较强的特异性和选择性,对MMP-2的最低检测限可达14 ng/mL.共聚焦显微成像实验显示,相比于正常人胃黏膜上皮细胞GES-1,肠癌细胞LoVo表现出较强的绿色荧光信号,如预先加入抑制剂,细胞的荧光信号则很弱.另外,15例活性MMP-2高表达的临床结直肠癌组织裂解液与探针作用后荧光信号较胃炎组织增强5~9倍,而15例癌旁组织裂解液荧光则增强约0.9~3.0倍.值得注意的是,如果将探针喷洒到结肠癌组织和癌旁组织表面,相比于胃炎组织,荧光信号明显增强.总之,该探针对基质金属蛋白酶MMP-2/9过表达肠癌细胞和结肠癌组织表现出较好的特异性和检测灵敏度,具有应用于临床结肠癌早期诊断的极大潜力.     

聚集诱导发光探针分子在荧光传感中的应用

荧光传感作为化学传感领域中的一项重大技术,具有灵敏度高、选择性好和响应快等优点,但是传统有机发光分子在高浓度或者聚集状态下,容易发生荧光强度的降低或是完全消失,这在一定程度上不利于其在应用中发挥最佳效果.聚集诱导发光(AIE)概念的提出为解决聚集导致发光猝灭(ACQ)的难题提供了方案,实现了发光分子在聚集态下的高荧光量子产率.具有AIE特性的发光分子被用作荧光传感器不仅具有高亮度的荧光信号,而且不必担心由于分子聚集导致的荧光信号的降低或猝灭.同时,由于某些分子聚集程度的增强导致的荧光颜色和强度的变化,可以被用来实现对靶标物的定性和定量分析.本文简述了近几年来AIE分子在荧光传感方面的应用,如离子检测、气体、有机小分子、爆炸物、蛋白质及酶等化学/生物传感器,同时对基于AIE分子的荧光传感器在设计和应用前景做了展望.     

三重态激子浓度对激子-电荷反应中散射和解离过程的调控

制备了4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran(DCM)掺杂4,4′-N,N′-dicarbazolebiphenyl(CBP)的有机发光二极管器件,并利用有机磁电导(magneto-conductance,MC)作为一种灵敏的探测工具,研究了器件的载流子传输特性.发现器件的MC随注入电流、温度和掺杂浓度的变化呈现出正、负磁电导效应,正磁电导和负磁电导分别由三重激发态与电荷反应(triplet-charge interaction,TQI)中的散射过程与解离过程所引起.研究表明,器件中TQI的散射和解离过程共存时,注入电流、工作温度和掺杂浓度都是通过改变三重态(triplet,T)激子的浓度来调节磁电导使其发生正负转变,即T激子浓度对TQI中的散射过程和解离过程有不同的作用:T激子浓度越大,TQI中载流子的散射通道越易占主导作用,此时器件呈现出正磁电导效应;反之,T激子浓度越小,TQI中三重态激子的解离通道越易占主导作用,此时器件表现出负磁电导效应.本工作为有机磁电导效应的有效调控提供了一条新途径,也加深了对有机光电器件中电荷与激发态间相互作用的理解.     

荧光三维共价有机框架的研究进展

共价有机框架(covalent organic frameworks, COFs)是一种由有机分子构筑单元通过共价组装形成的二维或三维晶态有机多孔材料,是当前化学和材料科学领域的前沿研究方向.其中,荧光COF因其具有较高结晶性、固有的开放多孔结构及稳定性等特点,在荧光传感领域中的应用受到广泛关注.目前,荧光COF的研究主要集中于层状堆积的荧光二维COF,荧光三维COF的报道则较少.事实上,三维COF中分子构筑单元通过共价键连接在三维空间延伸扩展,可有效抑制荧光基团因堆积引起的荧光猝灭过程,是一种构筑发光材料的理想平台,引起研究者的关注.本文首先综述了近年来荧光三维COF的合成方法,包括直接合成法及后合成修饰法.其次,总结了荧光三维COF在爆炸物检测、挥发性有机物检测及金属离子检测方面的传感应用.此外,简要介绍了荧光三维COF在发光器件和成像方面的研究进展.最后,还对荧光三维COF所面临的挑战及未来的发展前景进行了讨论,旨在为荧光三维COF的设计、合成和应用提供参考.     

姜-泰勒效应

具有非克雷默(Kramers)电子简并的非线型分子会自发畸变而解除其简并。这就是所谓姜(H. A. Jahn)-泰勒(E. Teller)效应。究其实质,姜-泰勒效应与分子(或固体中的缺陷)中电子态的简并有关,由于简并态的电荷     

恒磁场效应对溶剂散射光波动的抑制

同步荧光法可使荧光谱带窄化,因而可大大提高荧光分析法的选择性(见图1).通常在进行同步扫描时所采用的发射与激发波长差△λ值较小(一般为0—5nm),导致溶剂散射光(主要是瑞利散射)对同步荧光信号的严重干扰,从而大大损害了分析灵敏度与检测限.广义地说,溶剂的散射光可分为两部分:一是散射光的总水平;另一是散射光的波动.二者抑制其一均可提高方法的检测灵敏度.我们曾报道,根据散射光与荧光的偏振性质的差异采用偏振