用近红外光谱检测人体组织氧含量

为防止病人因组织缺氧而产生各种临床并发症 ,需要检测病人的组织氧。红外组织氧含量检测技术是一种新的无损检测技术 ,相对于脉搏氧饱和度检测 ,可以检测局部人体组织的氧合状况。用自行设计的近红外组织氧含量检测仪 ,进行了前臂阻断实验、婴儿脑氧实验和肌氧实验。检测中考虑了近红外传感器与人体的耦合 ,合理选择了光源与检测器的距离以及检测器的数目。用该仪器测量结果与生理变化相符。结果表明 :近红外方法可以实时无损地检测人体组织的氧合状况     

生物组织光传播的理论研究

从光的传输理论出发,利用漫射近似方程,推导出当无限细脉冲光及连续光束垂直入射到生物组织表面时,生物组织表面漫反射光随空间及时间变化的解析表达式。详细分析了组织光学特性参数与组织表面漫反射挑分布之间的关系,为生物组织光学特性参数的无损测量提供了理论根据。     

复杂生物组织中光传输规律的Monte Carlo方法及应用

该文针对生物组织的特殊光学性质,基于统计光学的基本原理,通过引入Monte Carlo方法对光在生物组织中的传输规律进行了大量数值模拟,得出了光在单层以及多层生物组织中光通量随深度的分布规律,计算结果与现有文献已报道的结果吻合较好,证明Monte Carlo方法是研究光在复杂（多层结构、各向异性、强散射）生物组织中传输规律的有效工具。     

用近红外光谱技术实现生物组织含氧量的无损检测

为了实现利用近红外光谱技术进行生物组织氧合无损检测, 引入了光在强散射介质中的吸收定律,利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ 方法计算了光子在组织中的迁移路径长度。在此基础上设计了双波长反射式近红外组织氧合变化监护仪。通过组织液体模型和人体骨骼肌含氧量检测的实验,证实了其有效性。     

肌氧含量的光电无损检测及其在运动训练中的应用

介绍了动脉血氧和肌氧饱和度的概念。从光与组织之间相互作用的内在机理出发，给出了无损光电监测组织中氧含量的基本原理和方法，并推导了计算公式。对运动员在训练过程中肌肉氧代谢能力进行了实时连续无损检测和评估，随着运动状态的改变，明显看到了肌氧含量的变化。测试结果表明，运动员在运动训练过程中及训练后恢复期的氧消耗和恢复与运动强度明显相关。这对于进一步评定训练效果，掌握训练强度，判断疲劳以及运动员选材的深入研究提供了重要的参考价值。     

相位退相干对原子和光场非经典特性的影响

研究了存在相位退相干的两能级原子与相干态光场相互作用系统,通过求解主方程得到了原子反转算符期待值和光子数分布随时间演化的表达式,讨论了相位退相干系数对原子和光场非经典特性的影响,研究表明：相位退相干系数对原子反转算符时间演化的崩塌和回复效应、光场光子数分布振荡和反聚束效应有十分显著的影响．     

非均匀软组织声散射的理论模型

根据非均匀软组织的结构特点,在声散射基本理论的基础上,利用非均匀介质中的波动方程以及Ｇａｕｓｓ定理和Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ Ｈｕｙｇｅｎｓ积分方程,推导出了软组织声散射的理论模型。     

多层生物组织中的光分布研究

利用蒙特卡罗方法模拟了五层皮肤组织中光的传输的分布情况。将准直的高斯光束垂直入射于皮肤组织表面,得到了径向分辨的漫反射率R（r)、角向分辨的R和T随着角度α（光子出射方向和组织表面法向的夹角）的一维变化关系。也得到了吸收能量密度A和组织内光能流率F随组织厚度z和r的二维变化关系,并分析了变化的原因。     

无损测取活体组织血液灌注率的热波相位移方法

从原理上提出了一种新的无损测取活体组织血液灌注率的热波相位移法。通过对生物体表面施加一简谐变化的热作用，通过测取体表温度及体表热注之间的相位移来获取生物组织内的重要参数－血液灌注率。给出了求解广义时间迟不足型生物传热方程的方法，导出了用以无损测取血液灌注率的公式，为进一步开展相关课题的研究打下一定的基础。     

生物组织光学特性参数无损测量的实验研究

通过测量生物组织表面的漫射光分布,利用漫射近似得到的解析表达式,反演其光学特性参数,实现光学特性参数的无损测量。无损测量结果与其它文献报道的结果进行了比较,证明了试验设计的可行性。     

电光调相实现群速为零的静止光拍

发现了一种实现静止光拍的方法。利用理论分析与数值模拟对真空中的静止光拍进行了研究。结果发现:(1)利用电光调相可以实现群速为零的静止光拍,其波节和波腹位置固定不变;(2)静止光拍中光信号的相速仍然为c,在传播过程中光信号的振幅周期性变化,传播到波节处振幅为零,传播到波腹处振幅为2A;(3)静止光拍的拍频为零,场点的角频率为ω2。     

High-frequency characterization of an optical phase modulator with phase modulation-to-intensity modulation conversion in dispersive fibers

We propose a new method for characterizing optical phase modulators based on phase modulation-to-intensity modulation (PM-to-IM) conversion in dispersive fibers.The fiber dispersion spectrally alters the relative phasing of the phase-modulated signal and leads to the PM-to-IM conversion,which is extended to measure the modulation efficiency of optical phase modulators.In the demonstration,the frequency-dependent modulation index and half-wave voltage are experimentally measured for a commercial phase modulator.Compared with conventional methods,the proposed method works without the restriction of small-signal operations,and allows swept-frequency measurement with high resolution and accuracy by using a vector network analyzer.     

基于相位-强度调制的超短光脉冲源

为了获得低成本的高重复频率超短光脉冲源,满足高速光时分复用(OTDM)的需求,该文使用商用的铌酸锂调制器对连续光进行相位-强度调制,利用色散补偿光纤(DCF)和梳状色散光纤链(CDPF)对产生的光脉冲分别进行啁啾补偿、非线性压缩.压缩后的光脉冲注入高非线性光纤(HNLF), 利用HNLF的自相位调制效应(SPM)展开脉冲光谱,滤波后消除光脉冲的基座实现脉冲整形.光带通滤波器(OBPF)的带宽为5 nm时,获得了脉宽为1.2 ps的光脉冲;OBPF的带宽为3 nm时,获得了无基座且接近Fourier变换极限的Gauss光脉冲,其脉宽为1.8 ps.结果表明,滤波器带宽对光脉冲的脉宽及质量有着重要影响.     

空间相干光通信中基于DSP的多普勒频移补偿技术

目前通常采用光锁相环(optical phase-locked loop,OPLL)完成空间相干光通信中的相位同步.针对光锁相环性能受空间通信终端间多普勒频移影响的不足,采用基于数字信号处理(digital singnal procesor,DSP)的开环方法补偿多普勒频移,并将开环补偿方法应用于一种递推解调系统中,根...     

基于扰动算法的组织光学断层图像重建

为了克服扰动算法初始值选择的局限性,提出了定性重建组织的吸收系数图像的预定标技术。根据由初始猜测值求出的边界上的正问题的解与实际边界测量值的比例关系,对吸收系数的初始值进行修正,使之达到一个合适的值之后再用于求逆运算,并在迭代过程中保持漫射系数的值不变。仿真实验中对组织吸收系数图像在采用和不采用预定标技术的情况下分别进行重建。结果表明,在初始值偏离真实解较远时,只有采用预定标技术才能得到预期结果。可见,预定标技术是对传统扰动算法的一种有效的改进。     

Observation of coherent optical information storage in an atomic medium using halted light pulses

Electromagnetically induced transparency is a quantum interference effect that permits the propagation of light through an otherwise opaque atomic medium; a 'coupling' laser is used to create the interference necessary to allow the transmission of resonant pulses from a 'probe' laser. This technique has been used to slow and spatially compress light pulses by seven orders of magnitude, resulting in their complete localization and containment within an atomic cloud. Here we use electromagnetically induced transparency to bring laser pulses to a complete stop in a magnetically trapped, cold cloud of sodium atoms. Within the spatially localized pulse region, the atoms are in a superposition state determined by the amplitudes and phases of the coupling and probe laser fields. Upon sudden turn-off of the coupling laser, the compressed probe pulse is effectively stopped; coherent information initially contained in the laser fields is 'frozen' in the atomic medium for up to 1 ms. The coupling laser is turned back on at a later time and the probe pulse is regenerated: the stored coherence is read out and transferred back into the radiation field. We present a theoretical model that reveals that the system is self-adjusting to minimize dissipative loss during the 'read' and 'write' operations. We anticipate applications of this phenomenon for quantum information processing.     

光场作用下双势阱中隧道效应淬灭以及相位相干作用的研究

利用二能级近似，研究了受驱动光场作用时的粒子在双势阱中的量子隧道效应抑制现象．讨论了远共振激发和强场激发情况下的粒子定域问题．在远共振领域，得出了忽略耦合项的系统随时间演化的无微扰表达式，特别是在强场领域，由于贝塞尔函数的渐近行为，在远共振条件不满足时结论仍然成立，即零阶贝塞尔函数为零时，系统将发生相干隧穿抑制现象．     

光瞳环带相位调制法提高数字光存储密度的研究

对高密度光存储技术中光瞳环带相位调制方法进行了分析，并将其与光学切趾术进行了比较．研究发现，这种减小像面上光斑大小的方法是以大幅度增加旁瓣与主瓣的相对大小为代价的，它提高光存储密度的效果基本与光学切趾术相当．但是，对于高阈值的光探测器．光瞳相位调制方法要优于光学切趾术．     

用非理想频率特性模型设计线性相移非递归型(FIR)数字滤波器的探讨

本文评述了用窗函数法设计线性相移非递归型(FIR)数字滤波器存在的问题,探讨用非理想频率特性的实际模型函数设计该种滤波器,采用了梯形函数、升余弦滚降函数等模型。由于目标明确,方法直接,消除了Gibbs现象,有利于简化计算及优化设计。