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硅基微环谐振器在生物医学检测领域的研究进展及临床应用潜力
1
作者 王一妃 赵飞 《生物工程学报》 北大核心 2025年第4期1309-1322,共14页
硅基微环谐振器(silicon-based microring resonator,SMRR)作为光学生物传感器中的无标签检测典型应用,具备小尺寸、高灵敏度、易集成等优势,适用于物理、化学及生物信号的检测。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的神... 硅基微环谐振器(silicon-based microring resonator,SMRR)作为光学生物传感器中的无标签检测典型应用,具备小尺寸、高灵敏度、易集成等优势,适用于物理、化学及生物信号的检测。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,隐匿性高,而早期干预可以有效缓解AD进程。针对AD的早期诊断,基于SMRR的光学检测平台能有效克服血液筛查中的低丰度标志物和干扰因素问题,展现出超灵敏、低假阳性的检测应用潜力。但目前SMRR在AD检测上的临床应用受限,主要因其存在优化设计差异大、缺乏商用成品芯片、统一检测平台及高成本等问题。同时,AD早期诊断生物标志物存在争议,限制了其辅助诊断作用。本文综述了SMRR的传感原理,总结了其在生物医学领域的研究进展,并以AD为研究对象,探讨了基于SMRR的检测技术主要的应用局限及其在AD早期诊断领域的临床应用潜力。未来,硅基微环谐振器技术的标准化、集成性和普适性可能成为主要的发展方向,本文可为开发成熟的商用检测仪器提供参考,推动其在临床诊断领域的广泛应用。 展开更多
关键词 硅基微环谐振器 生物标志物 阿尔茨海默病 临床应用潜力
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微小RNA-10b靶向抑制Wnt 9B调控小型猪牙齿早期发育稳态的机制研究
2
作者 孙萌 贺晓利 +1 位作者 仝相瑶 李昂 《首都医科大学学报》 北大核心 2025年第6期992-999,共8页
目的探索微小RNA(microRNA,miR)-10b在小型猪牙齿早期发育稳态中的调控作用及潜在分子机制。方法收集单独培养和与颌骨共培养的蕾状期小型猪乳磨牙胚,进行miRNA测序分析并筛选出差异表达miR-10 b,实时反转录定量聚合酶链反应(real-time ... 目的探索微小RNA(microRNA,miR)-10b在小型猪牙齿早期发育稳态中的调控作用及潜在分子机制。方法收集单独培养和与颌骨共培养的蕾状期小型猪乳磨牙胚,进行miRNA测序分析并筛选出差异表达miR-10 b,实时反转录定量聚合酶链反应(real-time reverse transcription quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)验证其表达差异。体外利用慢病毒载体(lentivirus vector,LV)转染牙胚间充质细胞,构建miR-10 b过表达模型,采用EdU标记法和细胞计数试剂盒-8(cell counting kit-8,CCK-8)检测细胞增殖能力。TargetScan、miRDB等数据库预测miR-10b潜在靶基因,并结合RNAhybrid 2.2软件分析靶基因3-非翻译区(3-untranslated region 3-UTR)结合位点。构建靶基因野生型(wild type,WT)及突变型(mutant,MUT)双萤光素酶pmirGLO报告载体,双萤光素酶报告实验及RT-qPCR验证miR-10 b与靶基因间的靶向调控关系。结果测序结果显示,与牙胚单独培养组(对照组)相比,牙胚与下颌骨共培养组(实验组)中miR-10 b显著上调(log_(2)FC=4.82,P<0.05)。RT-qPCR验证结果与测序数据一致,实验组miR-10 b相对表达量为对照组的2.03±0.21倍(P<0.001)。EdU标记法和CCK-8实验结果均表明,miR-10 b的过表达显著抑制了间充质细胞的增殖能力(P<0.01)。生物信息学预测显示Wnt家族成员9B(wingless-type MMTV integration site family,member 9B,Wnt 9 B)为miR-10 b的潜在靶基因,且两者3-UTR存在特异性结合位点。双萤光素酶实验表明,与Wnt 9 B-WT+mimics NC组相比,Wnt 9 B-WT+miR-10 b mimics组萤光素酶活性显著降低(P<0.01),而Wnt 9 B-MUT组差异无统计学意义(P>0.05);RT-qPCR结果显示,miR-10 b过表达可显著下调牙胚间充质细胞中Wnt 9 B的mRNA表达水平(P<0.01)。结论miR-10 b靶向抑制Wnt 9 B的表达下调牙胚间充质细胞增殖活性,进而参与小型猪牙齿早期发育过程中的稳态调控,维持颌骨-牙齿的通讯平衡,揭示牙齿发育分子机制并为再生策略提供新的理论依据。 展开更多
关键词 牙齿发育 小型猪 细胞增殖 微小RNA-10b Wnt家族成员9B 牙胚间充质细胞
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基于微环谐振器的高灵敏度量子传感器
3
作者 邓玉林 周圣航 +4 位作者 史喜尚 尚梧松 冯馨怡 衣品芳 隋修宝 《应用光学》 北大核心 2025年第6期1268-1277,I0014,共11页
量子传感利用微观粒子的量子态作为探测载体,可通过测量外界物理量对量子态的扰动实现超高精度感知。量子传感作为“第二次量子革命”的核心驱动力,正从实验室走向产业落地。随着微纳异质集成等关键技术的突破,量子传感有望极大提高导... 量子传感利用微观粒子的量子态作为探测载体,可通过测量外界物理量对量子态的扰动实现超高精度感知。量子传感作为“第二次量子革命”的核心驱动力,正从实验室走向产业落地。随着微纳异质集成等关键技术的突破,量子传感有望极大提高导航、医疗、能源等领域的测量精度量级,从而成为未来研究的战略制高点。微环谐振器作为光子集成电路的重要元件,得益于其非线性效应强、CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor)可兼容、超高集成度等特点,近年来在量子传感领域展现出革命性潜力。微环谐振器的性能核心在于其拥有较高的品质因子与可调谐的自由光谱范围。前者意味着谐振器内光子寿命较长,可展现出更为明显的量子效应;而后者则可实施多参量并行传感,从而实现多信道量子态同步探测。本文对微环谐振器以及其面向量子传感领域的最新应用进展进行了介绍,并对未来面临的技术挑战与发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 微环谐振器 量子传感技术 片上光芯片 集成量子器件
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HPV16和HPV18亚型感染miR-196a表达水平及其与宫颈癌生存关系的生物信息学分析
4
作者 刘新萍 周光 +4 位作者 董优优 张泽 朱明雪 朱淇 陈昌国 《中华医院感染学杂志》 北大核心 2025年第19期2950-2953,共4页
目的探索高危型人乳头瘤病毒(HPV)16或18亚型感染后宫颈细胞中miR-196a的表达水平。方法利用基因表达综合数据库(GEO)筛选HPV16或18亚型阳性宫颈癌细胞与正常宫颈细胞中表达差异miRNAs;利用在线生物学软件https://kmplot.com/analysis/... 目的探索高危型人乳头瘤病毒(HPV)16或18亚型感染后宫颈细胞中miR-196a的表达水平。方法利用基因表达综合数据库(GEO)筛选HPV16或18亚型阳性宫颈癌细胞与正常宫颈细胞中表达差异miRNAs;利用在线生物学软件https://kmplot.com/analysis/分析差异最大的miRNA表达情况与宫颈癌生存期的关系;收集经实时荧光定量聚合酶链式反应(qPCR)基因分型检测HPV16或18亚型阳性的宫颈拭子标本作为研究对象,以同期体检人群中经qPCR基因分型检测HPV16或18亚型阴性的宫颈拭子标本作为阴性对照,采用qRT-PCR方法检测宫颈细胞中的miR-196a水平,数据处理使用2-△△Ct法。结果通过对GSE86100数据做差异分析发现miR196a在HPV16或18亚型阳性宫颈细胞中表达降低(log2FC=-6.60,P<0.001),miR-3188在HPV16或18亚型阳性宫颈细胞中表达显著增加(log2FC=6.22,P<0.001);利用在线分析工具https://kmplot.com/analysis发现miR196a表达高的宫颈癌患者生存期较miR-196a表达低的宫颈癌患者生存期短(HR=1.87,95%CI:1.17~3.00,P=0.008),而miR-3188与宫颈癌患者生存期无相关性(HR=1.47,95%CI:0.92~2.37,P=0.110);特异性qRT-PCR对检测结果显示HPV16阳性、HPV18亚型阳性的宫颈细胞中miR-196a表达水平为(0.93±0.09,0.51±0.07)较正常对照组(1.89±0.13)降低(P<0.05),与测序分析结果一致。结论HPV16或18亚型感染宫颈细胞后可导致miR-196a表达降低,且miR-196a表达水平与宫颈癌患者生存期呈负相关。 展开更多
关键词 微小RNA 荧光定量逆转录聚合酶链式反应 微小RNA-196a 生物标志物 生物信息学 宫颈癌 HPV16 HPV18
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改进谐振微环结构的集成硅光子电场传感器
5
作者 朱雪琼 李群 +4 位作者 胡成博 路永玲 杨景刚 刘子全 尹康涌 《半导体光电》 北大核心 2025年第1期49-56,共8页
随着电力系统智能化不断推进,新型电力系统对光学电场传感技术提出更高的要求。针对当前绝缘体上硅(SOI)基马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型电场传感器存在线性工作范围窄、灵敏度不足等问题,提出利用非谐振态微环自身的相位响应补偿MZI三阶交... 随着电力系统智能化不断推进,新型电力系统对光学电场传感技术提出更高的要求。针对当前绝缘体上硅(SOI)基马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型电场传感器存在线性工作范围窄、灵敏度不足等问题,提出利用非谐振态微环自身的相位响应补偿MZI三阶交调失真的优化方案。通过建立微环辅助MZI器件的理论模型开展结构分析,并基于Lumerical仿真平台进行光电耦合仿真验证微环结构的优化效果,最终选用两种典型电光聚合物完成器件制备。实验测试表明,采用狭缝跑道型微环结构的MZI传感器,相较于双微环辅助MZI结构,其线性范围提升77%,并采用高电光系数的电光聚合物后,灵敏度最高可达1.034 mV/(kV·m^(-1)),相较于未改进的传感器提升290%;交流响应测试显示该传感器拥有良好的电场跟随特性。通过理论建模、数字仿真与实验测试等研究方法,证实所提出的微环补偿机制可显著提升传感器的性能,为SOI光学电场传感器拓扑优化提供参考。 展开更多
关键词 MZI 微环谐振器 电光聚合物 电场传感器 硅光子
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高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术
6
作者 王涵 张文甲 +1 位作者 姜越 何祖源 《光通信技术》 北大核心 2025年第4期1-7,共7页
针对微环调制器阵列因制造工艺差异导致各单元最佳调制电压不同、谐振波长锁定目标动态变化的问题,提出一种高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术。通过分析高速调制电压对微环平均光功率-波长曲线的影响,建立单/双峰特征与... 针对微环调制器阵列因制造工艺差异导致各单元最佳调制电压不同、谐振波长锁定目标动态变化的问题,提出一种高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术。通过分析高速调制电压对微环平均光功率-波长曲线的影响,建立单/双峰特征与电压的映射关系;基于STM32设计反馈控制系统,动态判定锁定目标(双峰取极小值,单峰取预标定参考点),并采用阶梯电压扫描优化算法实现快速收敛。仿真与实验表明:该技术可适配1~6 Vpp调制电压范围,在2 nm波长调谐区间内稳定锁定谐振波长,锁定时间63 ms,眼图张开度显著提升,适用于大规模阵列集成。 展开更多
关键词 微环调制器 波长锁定 调制电压自适应 平均光功率曲线 光电融合
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基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器 被引量：17
7
作者 李帅 吴远大 +4 位作者 尹小杰 安俊明 李建光 王红杰 胡雄伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1143-1148,共6页
采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350～500nm)×220nm不等.测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽... 采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350～500nm)×220nm不等.测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃～60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰. 展开更多
关键词 绝缘硅 微环谐振 热光效应 滤波器 串扰
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基于微环谐振器的超紧凑微波光子滤波器的设计 被引量：9
8
作者 王巍 张爱华 +3 位作者 杨铿 杨丽君 冯世娟 王振 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2162-2166,共5页
设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当... 设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当微环半径为0.79μm时,谐振器中直波导宽度为0.3μm,环形波导宽度为0.25μm,滤波器的自由光谱范围为140 nm,插入损耗为0.5 dB,半峰全宽为7 nm,此滤波器的性能完全满足粗波分复用系统的要求。 展开更多
关键词 微波光子学 微环谐振器 滤波器 光波导组件
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一种新型高灵敏度光学微环湿度传感器 被引量：7
9
作者 郭士亮 胡春海 +2 位作者 李欣 王文娟 李志全 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1009-1013,共5页
提出了以聚酰亚胺(PI)为感湿材料的三耦合点单微环新型湿度传感器。外界湿度变化使得聚酰亚胺SOI微环谐振特性发生变化,最终通过谐振波长的漂移量确定湿度值。讨论了不同部位感湿时系统的传感特性,并且选择了最佳湿敏元件。数值模拟结... 提出了以聚酰亚胺(PI)为感湿材料的三耦合点单微环新型湿度传感器。外界湿度变化使得聚酰亚胺SOI微环谐振特性发生变化,最终通过谐振波长的漂移量确定湿度值。讨论了不同部位感湿时系统的传感特性,并且选择了最佳湿敏元件。数值模拟结果表明:与传统的单微环传感器相比,新型传感器具有较高灵敏度和测量范围,Through端口的自由频谱范围可提高3倍。三耦合点单微环谐振器整体结构可作为最佳湿敏元件,该传感器在10%RH^80%RH相对湿度范围内,灵敏度可达到0.98 nm/%RH,该结构为制备高灵敏度可集成微型湿度传感器件提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 微环谐振器 湿度传感器 聚酰亚胺
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miR-34a通过Notch1信号通路对肺癌干细胞的抑制 被引量：5
10
作者 韩纪昌 张祎捷 +3 位作者 李红兵 杨存葆 马超楠 戚冠斌 《中国组织工程研究》 CAS 北大核心 2016年第23期3349-3356,共8页
背景:已有报道证实mi R-34a对肺癌干细胞有一定的抑制作用,但是其作用机制目前还不清楚。目的:探索mi R-34a对肺癌干细胞的抑制作用及机制。方法:应用免疫磁珠分选细胞技术从肺腺癌A549细胞系中分离出CD133+肺癌干细胞;脂质体转染技术构... 背景:已有报道证实mi R-34a对肺癌干细胞有一定的抑制作用,但是其作用机制目前还不清楚。目的:探索mi R-34a对肺癌干细胞的抑制作用及机制。方法:应用免疫磁珠分选细胞技术从肺腺癌A549细胞系中分离出CD133+肺癌干细胞;脂质体转染技术构建miR-34a过表达的肺癌干细胞;双荧光素酶报告基因分析miR-34a与Notch1的靶向关系;基因敲除Notch1并检测其对肺癌干细胞的影响。结果与结论:(1)经过免疫磁珠分选和流式细胞术检测得到高比率的CD133+肺癌干细胞;(2)qR T-PCR检测发现miR-34a在CD133+肺癌干细胞中的表达明显低于CD133-肺癌细胞;(3)成功构建miR-34a过表达的肺癌干细胞,发现miR-34a能够抑制肺癌干细胞的增殖,诱导细胞凋亡;(4)双荧光素酶报告基因分析证明Notch1与miR-34a具有靶向关系;(5)基因敲除Notch1显著抑制肺癌干细胞的增殖,诱导细胞凋亡;(6)结果提示,miR-34a可能通过抑制Notch1信号通路来抑制肺癌干细胞的生长。 展开更多
关键词 肺肿瘤 肿瘤干细胞 微RNAS 受体 Notch1 组织工程 干细胞 肺癌干细胞 mi RNA MIR-34A Notch1信号通路 NOTCH1 肺腺癌A549细胞 CD133+肺癌干细胞 增殖 凋亡
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1×N信道聚合物微环谐振器电光开关阵列的开关特性 被引量：6
11
作者 闫欣 马春生 +3 位作者 陈宏起 郑传涛 王现银 张大明 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1914-1919,共6页
利用耦合模理论、电光调制理论和微环谐振理论,提出了一个完善合理的聚合物微环谐振器电光开关阵列模型.该器件由1条水平信道、N条竖直信道和N个微环构成,在微环上施加不同方式的驱动电压,可以实现N+1条信道的开关功能.以1×8信道... 利用耦合模理论、电光调制理论和微环谐振理论,提出了一个完善合理的聚合物微环谐振器电光开关阵列模型.该器件由1条水平信道、N条竖直信道和N个微环构成,在微环上施加不同方式的驱动电压,可以实现N+1条信道的开关功能.以1×8信道结构为例,在1550nm谐振波长下对该器件进行了优化设计和模拟分析.其结果是:微环波导芯的截面尺寸为1.7×1.7μm2,波导芯与电极间的缓冲层厚度为2.5μm,电极厚度为0.2μm,微环半径为13.76μm,微环与信道间的耦合间距为0.14μm,输出光谱的3dB带宽约为0.05nm,开关电压约为12.6V,插入损耗约为0.67～1.26dB,串扰小于-20dB,开关时间约为11.35ps. 展开更多
关键词 光通信 微环阵列 电光开关 开关电压 开关时间
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基于回音壁谐振模的无标记光学生物传感技术 被引量：4
12
作者 江俊峰 刘铁根 +3 位作者 李海伟 惠荣庆 刘琨 张以谟 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期3076-3080,共5页
光学生物传感器在新药研制和生命科学等领域得到广泛关注,重点对基于回音壁谐振模的无标记光学生物传感器做了评述。根据谐振腔结构将传感器分为三类。基于微球的生物传感器由于微球腔的高品质因子而成为最初研究的重点,已实验研究了对... 光学生物传感器在新药研制和生命科学等领域得到广泛关注,重点对基于回音壁谐振模的无标记光学生物传感器做了评述。根据谐振腔结构将传感器分为三类。基于微球的生物传感器由于微球腔的高品质因子而成为最初研究的重点,已实验研究了对蛋白质分子、病毒和细菌的传感响应,建立了基于单光子谐振能量和微扰理论的理论模型;基于微盘的生物传感器能够利用成熟的平面光刻微加工技术,传感构想提出更早,但直到回流热处理技术的应用才使得微盘品质因子大幅提高,从而实现了单分子测量;基于微环的生物传感器具有简单的谐振模式,有利于信号探测,已采用聚合物,氮化硅,以及硅基二氧化硅等材料制作成功,作为其在三维上的扩展,微管式传感器由于能够将光通道和流体通道合二为一而在近年得到关注。 展开更多
关键词 回音壁谐振模 无标记光学生物传感 微球 微盘 微环
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波导微环共振滤波器的滤波特性分析 被引量：5
13
作者 高仁喜 陈抱雪 +2 位作者 陈林 袁一方 矶守 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期366-369,共4页
根据波导耦合模理论详细研究了微环共振滤波器的滤波特性,分析了单环、串联双环、串联三环结构等波导微环共振滤波器的滤波特点。通过模拟计算发现,滤波带宽平坦化程度和信道串扰大小主要依赖于由波导构成的各方向耦合器之间的功率耦合... 根据波导耦合模理论详细研究了微环共振滤波器的滤波特性,分析了单环、串联双环、串联三环结构等波导微环共振滤波器的滤波特点。通过模拟计算发现,滤波带宽平坦化程度和信道串扰大小主要依赖于由波导构成的各方向耦合器之间的功率耦合比k,同时微环波导的损耗是器件滤波特性劣化的重要原因。在一定优化参数条件下,多环结构的滤波效果优于传统单环结构,并且各方向耦合器功率耦合比k值的优化取值范围扩大,降低了器件工艺实现难度。 展开更多
关键词 集成光学 微环共振滤波器 光谱平坦化 串扰
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条形和脊型SOI波导微环结构传感性能研究(英文) 被引量：4
14
作者 邓丽莉 石强 +4 位作者 张辉 段倩倩 菅傲群 桑胜波 张文栋 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期752-757,共6页
使用时域有限差分(FDTD)方法研究了基于SOI微环谐振腔结构的条形和脊型波导,探究了微环谐振腔应用于生物传感的理论。分析了结构的几何尺寸对生物传感器灵敏度的影响。通过分析条形和脊型波导的模场分布图,解释了条形波导的灵敏度明显... 使用时域有限差分(FDTD)方法研究了基于SOI微环谐振腔结构的条形和脊型波导,探究了微环谐振腔应用于生物传感的理论。分析了结构的几何尺寸对生物传感器灵敏度的影响。通过分析条形和脊型波导的模场分布图,解释了条形波导的灵敏度明显高于脊型波导的原因,且随着波导宽度的增加其灵敏度系数的变化遵循相同的趋势。并且,当条形波导取得最高的灵敏度系数时,其横截面是方形的,然而脊型波导的最大灵敏度值对应的却是不完全对称的几何结构。当条形波导的横截面全对称时,灵敏度达到最大值172.3 nm/RIU。 展开更多
关键词 条形和脊型波导 微环谐振腔 生物传感器 横截面
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光片上网络MRR故障检测方法研究 被引量：5
15
作者 朱爱军 陈端勇 +2 位作者 许川佩 胡聪 李智 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2017年第8期1200-1206,共7页
光片上网络(photonic network-on-chip,PNoC)是下一代片上网络互联的趋势和典范,MRR(microring resonator)是PNoC中的关键器件,然而由于制造缺陷,且MRR对温度波动高度敏感,MRR极易发生故障,如何检测MRR故障是十分重要并亟待解决的问题... 光片上网络(photonic network-on-chip,PNoC)是下一代片上网络互联的趋势和典范,MRR(microring resonator)是PNoC中的关键器件,然而由于制造缺陷,且MRR对温度波动高度敏感,MRR极易发生故障,如何检测MRR故障是十分重要并亟待解决的问题。针对该问题提出了一种基于故障检测图的MRR故障检测方法,将n端口的光路由器建模为完全加权有向图并且建立MRR故障模型,通过完全加权有向图与故障模拟,确定基于MRR故障模型和故障检测图的故障检测方法。实验结果证明,在单故障和双故障模拟下,该方法均能够获得满意的故障覆盖率。 展开更多
关键词 片上网络 故障 MRR
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有限元分析法在SOI基微环谐振器设计中的应用 被引量：3
16
作者 谢生 张彬 +4 位作者 毛陆虹 郭维廉 陈燕 于欣 张世林 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期599-604,共6页
利用有限元法（FEM）分析了大横截面SOI（Silicon-on-insulator）脊型波导的本征模式分布,确定了脊型波导的单模条件。在保证单模传输的情况下,模拟了SOI微环谐振器中波导耦合器的耦合长度、功率耦合系数与波导尺寸和间距的关系。模拟... 利用有限元法（FEM）分析了大横截面SOI（Silicon-on-insulator）脊型波导的本征模式分布,确定了脊型波导的单模条件。在保证单模传输的情况下,模拟了SOI微环谐振器中波导耦合器的耦合长度、功率耦合系数与波导尺寸和间距的关系。模拟结果表明：对于W=1μm,H=2μm的SOI脊型波导耦合器,耦合长度LC随波导间距d的增加而增大,功率耦合系数随之减小。在波导间距d〈0.8μm的情况下,耦合长度LC随着归一化脊高r的增加而增大,当d〉0.8μm时,耦合长度LC随r的增加而减小。模拟结果为SOI微环谐振器的设计和应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 集成光学 微环谐振器 单模条件 波导耦合器
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低串扰聚合物交叉耦合串联五环谐振电光开关(英文) 被引量：3
17
作者 郑传涛 罗倩倩 +3 位作者 孙长轮 杜巧玲 张大明 王一丁 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期25-31,共7页
利用两组串联五环谐振器以及它们与两信道波导的交叉耦合作用,优化设计并模拟了一种超低串扰2×2新型聚合物电光开关.为了表征器件的输出光功率特性,给出了器件结构、分析理论和相关公式.为了在下行端口(drop端口)得到箱型光谱响应... 利用两组串联五环谐振器以及它们与两信道波导的交叉耦合作用,优化设计并模拟了一种超低串扰2×2新型聚合物电光开关.为了表征器件的输出光功率特性,给出了器件结构、分析理论和相关公式.为了在下行端口(drop端口)得到箱型光谱响应以及极低的串扰和插入损耗,优化了微环谐振级数和耦合间距.对器件输出光功率和输出光谱的模拟分析结果显示,器件交叉和直通态间的切换电压为4V,交叉和直通态下两端口间的串扰分别为-66dB和-54.7dB,插入损耗分别为2.34dB和0.24dB.在1GHz方波信号作用下,器件drop端口的上升和下降时间分别为15ps和90ps.由于聚合物微环的弯曲半径仅为19.45μm,因此该器件具有超紧凑的尺寸,其长度和宽度仅为0.407mm,约为马赫-曾德尔干涉仪或者定向耦合器等一般结构聚合物电光开关长度的1/10.依赖于小的封装尺寸和极低的串扰,该器件可以高密度地集成在光电子芯片上,在光片上网络中光信号的控制方面具有潜在的应用. 展开更多
关键词 集成光电子 光波导器件 电光开关 微环谐振器 聚合物
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双层介质加载等离子体微环的高灵敏生物传感 被引量：4
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作者 刘恒 马涛 +1 位作者 余重秀 高金辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期133-137,共5页
为了提高介质加载表面等离子体的传输距离,提出了基于双层介质加载的表面等离子体波导结构。利用有限元方法研究了介质加载的表面等离子体波导的模场分布及传输特性,并对其传感应用的波导灵敏度进行了分析。研究表明,当低折射率介质厚... 为了提高介质加载表面等离子体的传输距离,提出了基于双层介质加载的表面等离子体波导结构。利用有限元方法研究了介质加载的表面等离子体波导的模场分布及传输特性,并对其传感应用的波导灵敏度进行了分析。研究表明,当低折射率介质厚度占波导总厚度的33%时,传输距离是单层介质加载表面等离子体波导的2.4倍。利用该波导结构组成的微环谐振腔被用于生物传感研究,其传感特性分析表明,传感灵敏度为411 nm/RIU,检测极限为1.2×10^(-5) RIU。双层混合介质加载表面等离子体波导的设计和研究为其进行无标记生物传感应用提供了有价值的指导。 展开更多
关键词 表面等离子体波导 介质加载 微环谐振腔 生物传感
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2型糖尿病脾虚证患者血清microRNA表达谱和生物信息学分析（英文） 被引量：4
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作者 杨泽民 洪敏 +6 位作者 陈滢宇 陈龙辉 杨小蓉 唐思梦 袁前发 何震宇 陈蔚文 《中华中医药杂志》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期3677-3683,共7页
目的:通过对2型糖尿病脾虚证患者血清micro RNA(miRNA)表达谱和生物信息学分析,从miRNA水平上探讨脾虚证的发病机制和辨证分型。方法:选择5例2型糖尿病脾虚证患者和5名健康志愿者,从他们的血清标本中提取RNA,进行miRNA定量PCR芯片实验... 目的:通过对2型糖尿病脾虚证患者血清micro RNA(miRNA)表达谱和生物信息学分析,从miRNA水平上探讨脾虚证的发病机制和辨证分型。方法:选择5例2型糖尿病脾虚证患者和5名健康志愿者,从他们的血清标本中提取RNA,进行miRNA定量PCR芯片实验。筛选出两组之间差异表达的miRNA,利用miRSystem数据库进行靶基因预测和功能注释。结果:在2型糖尿病脾虚证患者和健康志愿者的血清中发现16个差异表达的miRNA。聚类分析显示,这16个差异表达的miRNA能够将2型糖尿病脾虚证患者和健康志愿者很好的区分。靶基因预测和功能注释显示,14个上调miRNA的调控122个靶基因显著富集到6个KEGG通路和6个GO分子功能。这些富集的KEGG通路包括与脂肪酸、氨基酸和2型糖尿病相关的营养物质代谢通路,钙离子信号通路,致病的大肠杆菌感染通路和亨廷顿氏舞蹈病通路。这些富集的GO分子功能包括羧酸、脂类、辅因子和药物结合功能,和酶激活剂和转录抑制剂活性功能。然而,2个下调miRNA调控的10个靶基因显著富集到2个KEGG通路。它们是内质网中的蛋白质加工通路和志贺氏菌病通路。结论:本研究可能为2型糖尿病脾虚证患者的临床辨证提供了一些血清miRNA标志物,同时从miRNA水平上为脾虚证患者的发病机制提供了依据。 展开更多
关键词 脾虚证 2型糖尿病 血清微小RNA 靶基因预测 功能注释
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基于细粒度的光片上网络MRR制程漂移容错研究 被引量：4
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作者 朱爱军 赵春霞 +2 位作者 胡聪 许川佩 李智 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期249-256,共8页
光片上网络是片上网络发展的新方向,微环谐振器是光片上网络中的关键器件,然而由于微环谐振器对制程漂移较为敏感、极易发生故障,如何对制程漂移造成的微环谐振器故障进行容错是提高光片上网络可靠性的关键。针对该问题提出了一种细粒... 光片上网络是片上网络发展的新方向,微环谐振器是光片上网络中的关键器件,然而由于微环谐振器对制程漂移较为敏感、极易发生故障,如何对制程漂移造成的微环谐振器故障进行容错是提高光片上网络可靠性的关键。针对该问题提出了一种细粒度的微环谐振器制程漂移容错方法,建立微环谐振器制程漂移模型,采用基于樽海鞘群算法的微环谐振器制程漂移容错方法,并结合多策略的冗余微环谐振器进行容错。实验结果证明,所提方法相比整数线性规划等方法,可以最高提高21%的带宽和减少66.7%的调整功耗,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 制程漂移 容错 微环谐振器
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