光阱pN量级阱力的流体力学法测量系统

根据流体力学的分析 ,研究并计算了适合光镊操作生物粒子的无限大平板流场特性和流场分布 ,设计并研制了一套符合光镊pN(皮牛 )量级力测量的液体微循环系统和样品池 ,其液体微流量分流器和缓冲器解决了蠕动泵脉冲缺点 .实际测量和光阱力测试结果显示该系统满足光阱pN量级力的测量要求 .     

微粒在飞秒激光光场中的受力特性分析

在分析微粒处于连续高斯光束光场和飞秒脉冲激光光场中轴向光阱力特性的基础上,用数值方法计算了两种情况下微粒所受的轴向力,比较了微粒在两种光场中所受轴向力和热效应的异同,导出了飞秒激光光镊实现对微粒捕获的条件．     

激光光镊拉曼光谱技术的鼻咽癌研究展望

激光光镊拉曼光谱技术是光镊技术与拉曼光谱技术交叉融合的产物,能够用于生理条件下单细胞拉曼光谱的测量和分析,已成为细胞生物学、医学研究中不可缺少的重要工具.综述回顾了激光光镊拉曼光谱测量系统理论和技术的发展,展望了全息光镊、声镊、光电镊、光泳镊等新型光镊与拉曼光谱系统融合的前景;根据激光光镊拉曼光谱技术的特点,系统梳理、...     

光镊系统中一种亚像素位移测量方法研究

光镊系统中光阱刚度系数的快速、准确、高精度测量是光镊进行粒子定量操控的关键因素。本文给出了一种利用数字图像相关匹配的方法实现亚像素的位移测量。为提高测量精度,此方法在捕获过程中采集多幅图像并以相邻前一幅图像作为模板去匹配下一幅图像,以此类推,最后将每个增量位移场叠加作为最终的位移,同时在亚像素计算时采用较高精度的梯度法;为了提高计算速度,在整像素点匹配时,采用了动态阈值序贯相似法。最后,通过模拟仿真实验,对此算法的有效性进行了验证,结果表明本算法比普通亚像素算法快1~2倍。     

激光对生物体的力学作用

本文比较了光力大小,分析了激光捕获生物粒子的物理机理,报导了用了不同模式的Ｈｅ－Ｎｅ和Ａｒ＋激光,在４０位显微物镜下,操纵生物样品的实验结果,为激光光镊的力学特性及其应用研究提供了实验依据。     

单光刀与单光镊激光微束系统

提出了构建一种用于细胞非接触操作的激光微束系统。该系统由 Nd:YAG激光束经声压、热膨胀、汽化等综合效应实现的光刀和 He- Ne激光束经光学动力学效应实现的光镊组成。将两激光束耦合到显微镜中 ,实现了生物细胞的捕获、移动、翻转、打孔等一系列操作。在此基础上 ,分析了形成光镊所必需产生梯度力场的条件和形成光刀对能量的要求 ,进行了系统的总体设计、关键部件设计和选择 ,构建了一套激光微束操作实验系统 ,得到了预期的试验结果。在该系统上成功地实现了非接触细胞操作 ,并对染色体进行了切割。     

水溶液中聚苯乙烯小球的单光束光操纵及有序结构的形成

利用单束强聚焦激光对悬浮于水中的聚苯乙烯小球进行了二维的光操纵,并研究了聚苯乙烯小球在光阱中的动力学过程。实验果表明:在切向光梯度力的作用下,聚苯乙烯小球会在样品盒的衬底上发生自组装行为形成二维有序的六角密排的周期性结构。利用这种单光束光组装的方法,在玻璃基底上制备了聚苯乙烯小球二维有序周期性结构。该研究结果将为利用单光强聚焦激光来制备微纳光子多功能器件提供理论依据及实验参考。     

光纤光镊在生物系统中的应用

对生物细胞及大分子进行无接触、无损伤、高精度的捕获及操控,是目前集成光子学、生物光子学及临床医学等交叉学科领域的国际研究热点之一。本文总结了目前光纤光镊在生物系统中的重要应用,特别是光纤光镊在单细胞操控、多细胞组装及生物细胞成像与探测领域的研究进展。因其具有制备简单、可操控及体积小等优点,光纤光镊在细胞生长、组织分化、疾病诊断与断层显微术等领域具有潜在的应用价值。     

GaAs/Al_(0.3)Ga_(0.7)As多量子阱的平方电光效应和光折变效应的研究

本文研究了半绝缘GaAs／Al0.3Ga0.7As多量子阱的电光效应和光折变效应．用光调制反射谱分析了样品的结构;用电调制透射谱测量了电吸收和电折变;用二波混合的方法测量了它的光折变性质．对两种方法得到的电吸收和电折变作了分析比较．     

GaAg／Al0.3Ga0.7As多量子阱的平方电光效应和光折变效应…

本文研究了半绝缘ＧａＡｓ／Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓ多量子阱的电光效应和光折变效应。用光调制反射谱分析了样品的结构，用电调制透射谱测量了电吸收和电折变；用二波混合的方法测量了它的光折变性质。对两种方法得到的电吸收和电折变作了分析比较。     

基于深度学习的光纤收卷机器视觉自动检测技术

已有的光纤收卷检测方法的泛化能力和环境适应性均较差，无法应用于工业生产.提出基于深度学习的机器视觉方法对收卷过程中的收卷图像进行分类来解决光纤收卷问题.通过考虑光纤收卷时光纤间力的作用，建立了光纤收卷模型，提出了光纤收卷时排线机构的速度表达式.使用相机采集大量光纤收卷图片形成数据集，搭建并训练神经网络模型用于对收卷情况进行分类.通过实验验证，该方法对间隙状态的识别正确率在94.67%以上，叠线状态识别正确率为100%，检测速度高于实际生产绕线速度，是一种可以和控制系统相结合替代人工收卷并实现自动精密绕线的良好方法.     

Measurements of leucocyte membrane elasticity based on the optical tweezers

A 1-μm in diameter polystyrene bead coated with lectin is trapped by optical tweezers whics is formed by a focused laser beam (740nm).A leucocyte adhered to the bottom of sample cell is chosen to close to the trapped bead.When their stable combination is confirmed,the leucocyte is displaced by moving the sample stage.A“tether”is then formed between the trapped bead and the membrane.The force acting on the tether is measured by a detector equipped on the optical tweezers system.The deformation of the membrane is diverse in different contact conditions.When the contact area is small,the tether is very thin and the force on it is 7.4pN(10^-12N),while the tether is much thicker under a larger contact area and its corresponding force is about 14pN.It is presumed that the latter is related to the deformation of cytoskeleton.     

磁性纳米颗粒的二维光操纵及团聚效应

我们利用暗场显微镜系统地研究了水剂磁性液体中Fe3O4磁性纳米颗粒在高度聚焦激光作用下的动力学过程.实验研究表明:当激光聚焦在样品池中间时,由于受到沿激光入射方向强散射力和吸收力的作用,磁性纳米颗粒会被排开至光斑的外围;当激光聚焦在样品池上表面时,在光力和样品池上玻片的共同作用下,磁性纳米颗粒会被捕获在样品池的上玻片的下表面并发生团聚效应;此外,我们还研究了不同激光功率作用下形成的磁性纳米团簇对入射白光的透过谱的影响,随着入射激光功率的增加,透过磁性液体的白光的透过率会急剧下降,而且透射谱的中心波长会随着入射激光功率的增加往长波方向移动.     

全新光交换网络设计

提出了一种全新无阻塞光交换网络，论述了它的正确性，设计了其中的主要部件。该设计将先进的光交换与现有技术相结合，有可能为大容量光交换机的实现提供一条快捷的路径。当光束偏转速度达到纳秒级时，该网络又可将光交换与ＡＴＭ（异步转移模式）交换相结合，从而满足高速信息网络对交换的要求。模拟实验表明，本网络是容易实现的。     

非相干-相干光学转换新方法

报导了一种新的非相干 -相干光学转换方法 ,该方法是基于对介质中光致各向异性的局部擦除 样品放置在两个相互正交的偏振片之间 ,用线偏振的泵浦光在样品中产生稳定的双折射 ,然后通过入射非相干图象光进行局部擦除 ,相干图象由一束He -Ne激光读出 所得相干图象为输入非相干图象的负片 利用偶氮侧链液晶聚合物薄膜样品实现了图象的非相干 -相干光学转换     

基于特征光流的多运动目标检测跟踪算法与评价

光流车辆检测算法其光流不仅携带了运动物体的运动信息,还包含丰富的三维结构信息,能够在未知场景信息的情况下对运动目标进行准确检测;但传统光流法计算方法复杂、抗噪性能差、处理速度缓慢,无法满足多目标实时检测的实际需求。为提高光流法实时检测效率,同时保持较好的检测精度,提出了一种基于Harris特征点光流及卡尔曼滤波模型的多运动目标跟踪算法;并提出新的视频目标检测算法性能评价指标。通过对不同实验场景下多个运动目标的检测与跟踪实验统计结果表明,对比主流Meanshift车辆跟踪算法,检测精度平均提高4.61%;且跟踪持续性提升41.5%,具有更好的鲁棒性及准确性。在时间效率上较比传统光流法平均提升42.9%,能够更好地满足目标跟踪实时性要求。     

一种基于线性啁啾光纤光栅的啁啾编码光码分多址接入系统

提出一种新的双极性啁啾编码光码分多址接入（OCDMA）系统。该系统采用线性啁啾布拉格光纤光栅和光纤延迟线将数据比特扩频成由正或负啁啾光脉冲组成的扩频序列,并对多用户干扰和误码率进行了深入分析,探讨了系统误码率与地址码码长和光纤光栅的脉冲展宽因子的关系。结果表明,通过增大脉冲展宽因子可以有效降低该系统的误码率。     

贝塞尔光镊颗粒物观测系统的设计研究

搭建贝塞尔光镊颗粒物观测系统。通过圆锥透镜产生贝塞尔光, 利用贝塞尔光施加的光压力和反向气流施加的阻力, 稳定地悬浮气溶胶颗粒物。结合弹性光散射信号, 实现对气溶胶单颗粒粒径和折射率的测量。该系统还可用于研究不同环境条件下气溶胶的吸湿性、挥发性以及折射率等物理化学性质。