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微区域角分辨光谱测量系统
1
作者 吴祖伟 高云 +2 位作者 朱鹏飞 章文卓 王磊 《中国光学(中英文)》 北大核心 2026年第2期277-287,共11页
为研究表面等离激元纳米结构的微区域光学响应,本文研制了一套基于同轴转臂的微区域角分辨光谱测量系统。该系统设计了一种基于有限共轭构型的微区域远程激发与收集光路模型,实现了以32μm直径的微区域光斑入射;搭建了基于同轴转臂的角... 为研究表面等离激元纳米结构的微区域光学响应,本文研制了一套基于同轴转臂的微区域角分辨光谱测量系统。该系统设计了一种基于有限共轭构型的微区域远程激发与收集光路模型,实现了以32μm直径的微区域光斑入射;搭建了基于同轴转臂的角分辨机械系统,实现了6.9°至90°的大范围定向角度激发。性能测试表明,系统稳定性高,最小角度分辨率达0.12°。通过对一维光栅和二维周期纳米结构的反射光谱采集实验,进一步验证了系统的可靠性,证明了微区域光斑所带来的优势,为微纳结构的角分辨光谱表征提供了有效的技术手段。 展开更多
关键词 微区域光斑 角分辨光谱测量 谱学仪器 表面等离激元
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基于SiPM的高动态范围MEMS激光雷达光学系统设计与分析
2
作者 王洪亮 梁静秋 +4 位作者 吕金光 王文竹 张莹莹 张斯钰 毕克 《微纳电子技术》 2026年第4期22-30,共9页
为提高微电子机械系统(MEMS)激光雷达(LiDAR)接收系统的动态范围与杂散光抑制能力,提出一种基于硅光电倍增管(SiPM)的共轴收发光学系统方案。该系统采用膜层特殊设计的透反镜与双曲面接收光学结构,并结合双像元协同工作模式,实现了高效... 为提高微电子机械系统(MEMS)激光雷达(LiDAR)接收系统的动态范围与杂散光抑制能力,提出一种基于硅光电倍增管(SiPM)的共轴收发光学系统方案。该系统采用膜层特殊设计的透反镜与双曲面接收光学结构,并结合双像元协同工作模式,实现了高效率回波接收与强背景光抑制。发射光路经准直后发散角为0.2°(水平)×0.5°(垂直);接收光学系统采用准反远距结构,优化后其光学总长为80.52 mm,较水平接收视场焦距值缩减了70.1%。分析表明:在双像元协同工作模式下,系统动态范围相较于单像元模式提升2.74倍,杂散光光强密度降低75%,全温域(-40~+85℃)内均方根(RMS)光斑半径≤22.363μm,优于40μm的设计容限。该研究为高性能、小型化MEMS激光雷达的工程应用提供了可行的光学解决方案。 展开更多
关键词 微电子机械系统(MEMS) 激光雷达(LiDAR) 硅光电倍增管(SiPM) 光学系统 动态范围
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高像素密度GaN基Micro-LED阵列芯片的制备
3
作者 周秀衡 李玲 +4 位作者 马非凡 徐良玉 萧俊龙 唐甜 赵永周 《微纳电子技术》 2026年第4期60-67,共8页
为满足增强现实(AR)/虚拟现实(VR)等高分辨率微显示器的应用需求,设计并制备了一款0.31英寸(1英寸=2.54 cm)、1344×784分辨率的绿光微型发光二极管(Micro-LED)微显示器,采用无源矩阵驱动方式。其像素间距为5μm,像素密度为5000 PP... 为满足增强现实(AR)/虚拟现实(VR)等高分辨率微显示器的应用需求,设计并制备了一款0.31英寸(1英寸=2.54 cm)、1344×784分辨率的绿光微型发光二极管(Micro-LED)微显示器,采用无源矩阵驱动方式。其像素间距为5μm,像素密度为5000 PPI。在器件制备过程中,重点优化了氧化铟锡(ITO)透明导电膜的成膜工艺,研究对比了电子束蒸镀与磁控溅射工艺制备ITO膜层的性能差异,发现磁控溅射技术结合干法刻蚀工艺更能保障高像素密度显示阵列的薄膜质量与图形精度,并通过优化光刻胶材料(选用高分辨率、高对比度且具有强附着力的负性光刻胶),有效解决了微米级像素制备中的电极光刻偏移问题。此外,在硅背板上制备凸点下金属化层,实现了高像素密度Micro-LED显示阵列的精准集成。制备的Micro-LED微显示器展现出优异的光学与电学特性,在2.3 V驱动电压下即可实现均匀发光,亮度超过50000 cd/m^(2);驱动电压提升至4.5 V时,亮度可达5335651 cd/m^(2),充分展现了其在超高亮度显示领域的应用潜力。 展开更多
关键词 微型发光二极管(Micro-LED) Micro-LED芯片 GAN基材料 高像素密度LED阵列 发光强度
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钛表面近红外光热协同抗菌涂层的制备与研究
4
作者 韩香 田林海 李艳婷 《功能材料》 北大核心 2026年第3期137-142,共6页
术后细菌感染和骨整合性能不足是钛植入手术失败的主要原因,基于此,本研究通过微弧氧化技术在钛(Ti)表面原位生成TiO_(2)多孔涂层,通过在涂层表面负载介孔聚多巴胺(MPDA)以提升涂层的近红外(NIR)光热转换效率,随后依次在涂层上负载L-精... 术后细菌感染和骨整合性能不足是钛植入手术失败的主要原因,基于此,本研究通过微弧氧化技术在钛(Ti)表面原位生成TiO_(2)多孔涂层,通过在涂层表面负载介孔聚多巴胺(MPDA)以提升涂层的近红外(NIR)光热转换效率,随后依次在涂层上负载L-精氨酸(L-Arg)和吲哚菁绿(ICG),使涂层实现近红外光响应的协同抗菌功能。采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散光谱仪(EDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对复合涂层的微观形貌和化学成分进行表征,证实了复合涂层TiO_(2)@MPDA/L-Arg/ICG(TiO_(2)@IA-MPDA)被成功制备。在808 nm近红外光照射下,MPDA的引入显著提升了TiO_(2)涂层在近红外光照射下的光热转换效率。抗菌实验结果显示,MPDA的引入在一定程度上即能提升涂层的抗菌性能,更重要的是,得益于L-Arg与ICG在近红外光照射下的协同抗菌作用,该复合涂层对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抗菌率高达96%。该研究为钛植入体表面近红外光响应复合抗菌涂层的制备提供了思路。 展开更多
关键词 钛植入体 微弧氧化 近红外光响应 抗菌
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微型逆变器驱动的光伏公路照明系统设计与应用
5
作者 王益 《中国照明电器》 2026年第2期48-51,共4页
本文聚焦微型逆变器驱动的光伏公路照明系统,采用理论分析与实际案例评测相结合的方法,深入剖析其工作原理、控制策略等驱动技术要点,详细阐述系统设计中光伏组件、逆变器等选型及储能系统设计。研究发现,该系统发电效率达96.1%,节能率6... 本文聚焦微型逆变器驱动的光伏公路照明系统,采用理论分析与实际案例评测相结合的方法,深入剖析其工作原理、控制策略等驱动技术要点,详细阐述系统设计中光伏组件、逆变器等选型及储能系统设计。研究发现,该系统发电效率达96.1%,节能率65%,10年总成本较传统方案降低41.7%,系统整体可用率达99.67%,具有节能环保、独立可靠等优势,为光伏公路照明发展提供理论与实践参考。 展开更多
关键词 微型逆变器 光伏公路照明 系统设计
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基于微纳结构的硅基探测芯片可见光吸收率的优化
6
作者 张禹馨 高丹 +1 位作者 张世浩 杨乐瑶 《微纳电子技术》 2026年第4期100-107,共8页
硅因良好的光电特性成为光电器件优质材料。但在可见光波段,硅吸收深度跨度大、表面反射率高(超38%),导致在薄层硅材料中可见光吸收率低,阻碍太阳能电池、光电探测器等器件的性能提升。通过对可见光波段硅薄膜中光吸收率的问题展开研究... 硅因良好的光电特性成为光电器件优质材料。但在可见光波段,硅吸收深度跨度大、表面反射率高(超38%),导致在薄层硅材料中可见光吸收率低,阻碍太阳能电池、光电探测器等器件的性能提升。通过对可见光波段硅薄膜中光吸收率的问题展开研究,设计了一种能够提高可见光吸收率的微纳结构。利用光在带有微纳空气孔阵列的硅薄膜中传播模式,减弱可见光在硅表面的反射率及硅底部的透过率,使得380~650 nm波段光吸收率大于80%。通过时域有限差分法(FDTD)数值仿真,得出在3μm厚的硅层中特定波长下电场的分布情况,并根据电场的分布分析光此时的传播模式及该模式对光的作用。该结构可有效减薄探测芯片厚度。未优化时,可见光全波段探测所需芯片厚度约十余微米;经结构优化后,芯片厚度可缩减至仅3μm。同时,带有微纳空气孔阵列的硅薄膜可应用于其他光伏器件,以提高可见光波段的性能。 展开更多
关键词 微纳结构 可见光 光电探测器 光伏器件 吸收率
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基于数字微镜设备的全场谱域干涉技术与应用
7
作者 张金旭 杨越棠 吴冠豪 《计测技术》 2026年第1期140-146,共7页
现有的全场谱域干涉技术依赖于波长或振镜扫描,制约了其单次探测全场信息的能力。针对该问题,本文提出了基于数字微镜设备的全场谱域干涉技术,通过数字微镜设备对空间光场分布进行编码,采集顺序加载掩膜对应的时变谱域信息,进一步解码... 现有的全场谱域干涉技术依赖于波长或振镜扫描,制约了其单次探测全场信息的能力。针对该问题,本文提出了基于数字微镜设备的全场谱域干涉技术,通过数字微镜设备对空间光场分布进行编码,采集顺序加载掩膜对应的时变谱域信息,进一步解码得到空间各像素处的幅值响应,结合测量算法实现全场信息获取。实验结果表明:该技术能够有效实现高精度光谱干涉距离测量和光谱椭偏膜厚测量,且显著提升了全场测量效率。基于数字微镜设备的全场谱域干涉技术适用于稀疏表面的三维结构快速恢复和重建,为抛光晶圆、硅绝缘片及键合界面的厚度与形貌高效表征提供了有力支撑。 展开更多
关键词 数字微镜设备 谱域干涉 全场测量 微纳检测 空间光场编码 解码分析 三维结构重建 形貌表征
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基于有序电磁谐振单元的可见光透明吸波电磁功能超材料吸波体
8
作者 王琛瑞 黄文彬 +3 位作者 李天昊 薛雄 张馥麟 刘伟建 《表面技术》 北大核心 2026年第1期136-144,共9页
目的设计并制备一种在可见光波段具有高透过率、同时在微波频段具备强吸收性能的电磁功能超材料吸波体,以实现“透光-吸波”一体化功能,为新一代多功能电磁兼容材料的发展提供技术路径。方法采用“结构设计-参数优化-制备验证”的系统... 目的设计并制备一种在可见光波段具有高透过率、同时在微波频段具备强吸收性能的电磁功能超材料吸波体,以实现“透光-吸波”一体化功能,为新一代多功能电磁兼容材料的发展提供技术路径。方法采用“结构设计-参数优化-制备验证”的系统研究方法,基于有序电磁谐振单元构型,设计了以PC为基体层、PVC为中间介质层、ITO电阻膜为功能层的多层超材料结构。采用遗传算法对PC基体层厚度、超材料单元结构的关键几何参数以及ITO电阻膜的方阻值进行多目标协同优化,在保证可见光透过率高于80%的前提下,寻求最优的吸波性能。运用超快激光微纳制造技术,实现方环型超材料结构单元微纳米级的精准成型。结果本研究制备的优选超材料样件在7.24~17.65 GHz的宽频带范围内,实现了反射率低于-10 dB的有效电磁波吸收,吸收带宽达到10.41 GHz。通过超材料电磁场分析发现,方环结构单元在谐振频点处引发了显著的电场聚集效应,其局部电场密度显著提升并导致了功率损耗密度集中,证实了电磁能量被高效地转化为热能而耗散。结论基于有序方环型ITO谐振单元的超材料结构,能够通过激发结构谐振来有效调控与耗散入射电磁波能量。遗传算法的优化设计是实现宽频带吸波与高可见光透过的关键。透明超材料吸波体在保持高光学透明度的同时,具备优异的宽频微波吸收性能,为解决特定场景下的电磁兼容与光学透视矛盾问题提供了一种有效的技术方案。本研究进一步证明了基于遗传算法结合超快激光微纳制造的技术路径,在开发更复杂多功能电磁材料方面具有巨大的潜力和应用价值。 展开更多
关键词 电磁谐振 超材料 高透光率 遗传算法 宽频吸波 激光微纳制造
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基于micro-LED的波分复用高速水下可见光通信系统研究
9
作者 应红 张涛 +3 位作者 王彬峰 刘涛 唐堂 惠天宇 《照明工程学报》 2025年第5期60-73,共14页
本文研究了一种基于2个商用LED和5个自行设计micro-LED的波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)超高速水下可见光通信概念验证系统。通过预均衡和正交频分复用调制技术,在0.6 m水下环境中实现了28.82 Gbps的聚合通信速率,这... 本文研究了一种基于2个商用LED和5个自行设计micro-LED的波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)超高速水下可见光通信概念验证系统。通过预均衡和正交频分复用调制技术,在0.6 m水下环境中实现了28.82 Gbps的聚合通信速率,这是目前所知基于micro-LED的水下可见光通信(Underwater Visible Light Communication,UVLC)的破纪录传输速率,较现有最高纪录(20.09 Gbps)提升43%。相对单通道455 nm micro-LED(7.23 Gbps),容量增益达4倍。此外,本研究还分析了各波长光源的调制带宽与光功率特性,并利用63%和40%衰减片模拟扩展距离传输环境。采用63%衰减片的WDM-UVLC系统可获得聚合速率为18.35 Gbps,其中最短的估算传输距离为650 nm波长的光源,仅为1.81 m。使用40%衰减片的WDM-UVLC获得了15.36 Gbps的总通信速率,最短估算传输距离为2.75 m,而对于在水环境衰减特性小的蓝绿光则能够获得超过8 m的估算传输距离。尤其对于455 nm通道SNR仅下降5 dB即可维持BER<3.8×10^(-3),验证了方案在功率波动下的鲁棒性与潜力。该研究不仅验证了波分复用技术结合micro-LED在水下高速通信中的潜力,更表明多色micro-LED是波分复用UVLC发射器的绝佳候选器件,通过特定的光学滤波器和光学设计,未来可实现更集成的波分复用系统。 展开更多
关键词 水下可见光通信 波分复用 micro-LED 正交频分复用
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高温和不同光照条件下微地膜对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响
10
作者 余殊彤 张饮江 +7 位作者 张娟琴 白娜玲 李双喜 张翰林 郑宪清 张月 吕卫光 张海韵 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第5期1159-1171,共13页
为揭示高温和不同光照条件下微小地膜碎片(微地膜)对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响,本研究运用宏基因组测序技术,探究了强、弱光照下4种微地膜(传统黑地膜B、传统白地膜W、可降解黑地膜DB、可降解白地膜DW)对土壤微生物... 为揭示高温和不同光照条件下微小地膜碎片(微地膜)对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响,本研究运用宏基因组测序技术,探究了强、弱光照下4种微地膜(传统黑地膜B、传统白地膜W、可降解黑地膜DB、可降解白地膜DW)对土壤微生物群落结构和碳固定/碳降解功能的影响。结果表明:可降解微地膜对细菌群落结构的影响程度比传统微地膜更强,如强光照下鞘氨醇单胞菌属在B、W、DB和DW的相对丰度分别比对照(未添加微地膜)下降了30.4%、6.9%、40.8%和51.4%。微地膜对真菌群落结构的影响程度较细菌更显著,如篮状菌属在弱光照添加B微地膜条件下的丰度上升了47.8倍,强光照下B、DB和DW使其丰度增加了2.4、2.1倍和4.2倍。土壤pH、硝态氮和速效钾与微生物群落结构具有显著相关性,光照和微地膜转变了土壤理化性质与微生物群落结构的正、负相关性。弱光照下B、W和DB显著提升了土壤碳固定功能丰度(5.1%~13.1%),强光照下B、DB和DW增加了土壤碳降解功能丰度(17.7%~20.6%)。研究表明,微地膜和光照共同影响土壤微生物群落结构,强光照下添加可降解微地膜的效应总体更显著,同时微地膜在特定光照下对碳固定/碳降解功能有一定促进作用,但可降解与传统微地膜的效应之间差异不大。 展开更多
关键词 微地膜 光照强度 群落结构 碳固定 碳降解
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猪肉新鲜度特征波长筛选及无损智能检测装置优化 被引量：4
11
作者 左杰文 彭彦昆 +1 位作者 李荣娇 徐汇丽 《农业工程学报》 北大核心 2025年第1期308-316,共9页
食品安全和质量控制在现代社会变得至关重要,猪肉的安全和质量直接关系到人们的健康和生活质量。传统的食品安全检测方式往往存在着效率低下、破坏样本等问题。为实现猪肉新鲜度的快速、无损检测,在前期研究的基础上,该研究基于猪肉上... 食品安全和质量控制在现代社会变得至关重要,猪肉的安全和质量直接关系到人们的健康和生活质量。传统的食品安全检测方式往往存在着效率低下、破坏样本等问题。为实现猪肉新鲜度的快速、无损检测,在前期研究的基础上,该研究基于猪肉上清液试验平台提取了猪肉新鲜度各指标的特征波长,筛选出了与猪肉新鲜度相关性最高的6个特征波长。分析了猪肉新鲜度指标挥发性盐基氮(total volatile basic nitrogen,TVB-N)含量、pH值和颜色(L^(*)、a^(*)、b^(*))随着储藏时间的变化规律和上清液的光谱特征。通过竞争自适应重加权采样(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)和连续投影算法(successive projections algorithm,SPA)筛选出了猪肉上清液光谱中与猪肉相关的特征波长,基于特征波长的偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)模型性能得到明显的提升,使用标准正态变换、竞争自适应重采样加权算法与连续投影算法联用(SNV-CARS-SPA)建立的模型具有最佳性能,TVB-N含量、pH值、L^(*)、a^(*)和b^(*)的预测集相关系数Rp分别为0.996、0.961、0.731、0.922和0.839,预测集均方根误差RMSEP分别为0.388 mg/100g、0.067、2.377、0.832和0.567,其中540、580、680、730、760、860 nm这6个特征波长与猪肉新鲜度相关性最高。基于上述研究中的特征波长,优化设计了基于多光谱传感器的检测装置,包括光源模块、控制模块、散热单元、供电单元、采集探头和外壳等,基于Arduino系统对装置的软件进行了设计。建立了猪肉新鲜度指标TVB-N含量、pH值、L^(*)、a^(*)、b^(*)的预测模型,在6个特征波长下TVB-N含量、pH值、L^(*)、a^(*)和b^(*)最优模型的Rp分别为0.970、0.937、0.805、0.908和0.915,RMSEP分别为0.874 mg/100g、0.097、1.972、1.514和0.729。与优化前的设备相比,优化后的设备体积更小,制造成本更低,TVB-N检测精度进一步提高。该研究通过硬件和算法的优化,提升了猪肉新鲜度检测模型的性能,对于推动新鲜度检测设备的应用、提升肉类供应链中的质量监控能力、保障消费者的食品安全具有重要意义。 展开更多
关键词 光谱分析 机器学习 光源 特征波长 微型设备
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基于光学超构表面光场调控的发光器件研究进展(特邀) 被引量：3
12
作者 张家硕 毕宴钢 冯晶 《光学学报(网络版)》 2025年第9期4-18,共15页
光学超构表面作为一种人工构筑的基于微纳结构的二维光子材料,可以对光场的相位、振幅、偏振等物理参量进行精细化调控。将光学超构表面应用于发光器件,利用其光场调控作用,可以实现器件发光特性的精确调控,因而受到广泛关注。本文围绕... 光学超构表面作为一种人工构筑的基于微纳结构的二维光子材料,可以对光场的相位、振幅、偏振等物理参量进行精细化调控。将光学超构表面应用于发光器件,利用其光场调控作用,可以实现器件发光特性的精确调控,因而受到广泛关注。本文围绕光学超构表面的制备工艺及其在发光器件中的光场调控应用,介绍了常用的光学超构表面微纳结构制备技术,概述了超构表面的相位调控机制,总结了近年来光学超构表面应用于发光器件的研究进展,讨论了光学超构表面对器件发光颜色、发光方向、发光偏振、发光效率等参量的调控作用,并对光学超构表面以及基于光学超构表面光场调控的发光器件的未来发展方向和应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 光学超构表面 发光器件 光场调控 微纳加工
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基于石墨烯人工微结构的三频段太赫兹传感与慢光 被引量：3
13
作者 成昱轩 许辉 +6 位作者 于鸿飞 黄林琴 谷志超 陈玉峰 贺龙辉 陈智全 侯海良 《物理学报》 北大核心 2025年第6期243-255,共13页
提出了一种三频段太赫兹双重等离激元诱导透明的单层石墨烯器件,本器件结构简单且拥有优秀的慢光与传感性能.器件中的长石墨烯带能够直接被入射光激发,进而产生一个明模式;短石墨烯带则无法被入射光直接激发产生暗模式,但能够被明模式... 提出了一种三频段太赫兹双重等离激元诱导透明的单层石墨烯器件,本器件结构简单且拥有优秀的慢光与传感性能.器件中的长石墨烯带能够直接被入射光激发,进而产生一个明模式;短石墨烯带则无法被入射光直接激发产生暗模式,但能够被明模式间接激发,明暗模式相互干涉从而形成表面等离子体诱导透明现象.本文通过耦合模理论推导此现象产生的机理,发现计算的结果与时域有限差分法基本一致.该结构不仅存在外部动态调节的优点,同时慢光与传感性能也十分优异.本文发现提高石墨烯器件的费米能级能够显著地提高慢光效应,群折射率在石墨烯费米能级为1.1 eV时达到最大值327.1.本结构还拥有优秀的传感性能,其灵敏度与品质因子最高分别达到1.442 THz/RIU与39.6921.本研究有望为慢光与传感等领域的应用提供思路与理论基础. 展开更多
关键词 微结构 等离激元 慢光 传感
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基于涡旋光相移干涉的高精度微测量技术研究
14
作者 袁涛 刘吉 +2 位作者 武锦辉 张博洋 杨雪娇 《半导体光电》 北大核心 2025年第4期722-726,共5页
针对精密加工和芯片制造领域微位移高精度测量需求,提出一种基于涡旋光干涉的新型微位移测量方法。通过改进传统的马赫-曾德尔干涉系统,引入空间光调制器生成携带轨道角动量的涡旋光作为参考光源,与作用于被测物体的球面波物光发生干涉... 针对精密加工和芯片制造领域微位移高精度测量需求,提出一种基于涡旋光干涉的新型微位移测量方法。通过改进传统的马赫-曾德尔干涉系统,引入空间光调制器生成携带轨道角动量的涡旋光作为参考光源,与作用于被测物体的球面波物光发生干涉,构建具有螺旋相位特征的动态干涉条纹。系统通过监测物体微小位移引起的干涉条纹旋转变换,建立相位旋转角度与定位移量的精确对应关系。为实现精确分析物体的微位移量,结合图像处理、四步相移法和解包裹算法的相位重构体系,有效生成解包裹相位图和位移分布图。实验结果表明,该方法测量误差低于3%,重复性测量平均误差为1.4%。该系统操作简便、测试精度高且稳定可靠。 展开更多
关键词 涡旋光 微位移测量 四步相移 光学干涉
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光驱动微纳机器人在精准医学领域的应用进展(特邀)
15
作者 潘婷 张欣 +1 位作者 辛洪宝 李宝军 《光学学报(网络版)》 2025年第18期4-24,共21页
精准医疗已成为现代生命科学研究的核心领域,其中微纳尺度机器人技术的突破正加速该领域的创新发展。相较于其他驱动模式,光驱动微纳机器人展现出非接触式精准操控、动态可编程以及优异的生物相容性等显著优势。本文深入解析了光驱动微... 精准医疗已成为现代生命科学研究的核心领域,其中微纳尺度机器人技术的突破正加速该领域的创新发展。相较于其他驱动模式,光驱动微纳机器人展现出非接触式精准操控、动态可编程以及优异的生物相容性等显著优势。本文深入解析了光驱动微纳机器人的五大核心运动控制机制,包括直接光学操控、生物光感驱动、光热效应、光化学反应驱动和光致变形驱动,着重阐述其在精准医学领域关键场景中的创新应用,包括靶向药物递送、生物威胁物清除、微创手术与治疗、疾病诊断与生物传感等前沿方向。同时,揭示了该技术面临的三大瓶颈:深层生物组织的光调控难题、体内长期生物安全性以及智能化集成问题。通过融合先进光学技术及结合人工智能的发展方向,以期推动光驱动微纳机器人在智能化与精准医学应用方面的进一步突破。 展开更多
关键词 微纳机器人 光驱动 光学操控 精准医学
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LC3-Ⅱ联合微炎症指标对维持性血液透析患者预后的预测价值 被引量：1
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作者 苑金华 王婷 +3 位作者 帕热旦木·托乎提 何帆 李媛媛 杨文君 《西部医学》 2025年第7期1037-1041,共5页
目的探讨血清微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)联合微炎症指标对维持性血液透析患者预后的预测价值。方法选取2020年1月—2022年1月我院收治的维持性血液透析患者92例为研究对象,治疗后进行1年的随访,根据随访生存情况结果分为生存组(n=77... 目的探讨血清微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ(LC3-Ⅱ)联合微炎症指标对维持性血液透析患者预后的预测价值。方法选取2020年1月—2022年1月我院收治的维持性血液透析患者92例为研究对象,治疗后进行1年的随访,根据随访生存情况结果分为生存组(n=77)和死亡组(n=15)。比较两组一般资料、并使用ELISA法检测LC3-Ⅱ、微炎症指标[超敏C反应蛋白(hs-CRP)、血清淀粉样蛋白A(SAA)、白细胞介素-6(IL-6)]水平,ROC曲线分析血清LC3-Ⅱ联合微炎症指标对维持性血液透析患者预后的预测价值。结果死亡组患者营养不良发生率、血钾、肌酐、尿素氮水平高于生存组患者,残肾滤过率低于生存组患者(P<0.05)。与生存组比较,死亡组LC3-Ⅱ水平较低,hs-CRP、SAA、IL-6水平较高(P<0.05)。多因素Logistics回归分析显示,营养不良、残肾滤过率、血钾、肌酐、尿素氮、LC3-Ⅱ、hs-CRP、SAA、IL-6为影响患者预后的危险因素(P<0.05)。ROC曲线显示,与LC3-Ⅱ、hs-CRP、SAA、IL-6单项检测相比,4者联合检测对维持性血液透析患者预后具有较高的预测价值(P<0.05)。结论维持性血液透析患者预后与多种因素相关,且死亡患者体内LC3-Ⅱ表达水平较低,hs-CRP、SAA、NLR、IL-6表达水平较高,联合检测LC3-Ⅱ、hs-CRP、SAA、IL-6表达,可用于维持性血液透析患者预后的预测。 展开更多
关键词 维持性血液透析 血清微管相关蛋白1轻链3-Ⅱ 微炎症指标 预后
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基于仿生平面复眼透镜提高AlGaN基DUV Micro-LED光提取效率
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作者 刘欢 杨涛 +3 位作者 王铠尧 刘宁炀 周文 谭起龙 《机电工程技术》 2025年第3期47-51,共5页
内全反射是限制AlGaN基深紫外微型发光二极管(DUV Micro-LED)光提取效率的重要因素之一,严重降低了深紫外LED的能量利用率和寿命。受到昆虫复眼结构高能量利用率的启发,提出了一种基于仿生平面复眼透镜提高AlGaN基Micro-LED光提取效率... 内全反射是限制AlGaN基深紫外微型发光二极管(DUV Micro-LED)光提取效率的重要因素之一,严重降低了深紫外LED的能量利用率和寿命。受到昆虫复眼结构高能量利用率的启发,提出了一种基于仿生平面复眼透镜提高AlGaN基Micro-LED光提取效率的方法。通过对中华大刀螳的复眼结构进行相位提取和重构,利用仿生平面复眼能够有效抑制介质表面的内全反射,从而实现深紫外LED光提取效率的显著提高。时域有限差分法(FDTD)仿真表明,通过在Micro-LED表面刻蚀仿生平面复眼透镜,其TE和TM模式的光提取效率分别提高了84.5%和242%。得益于仿生超构表面平面复眼透镜超薄的平面结构和工艺的兼容性,有望通过单次纳米压印提高深紫外发光二极管性能。此外,利用仿生特征的功能重构方法在大视场、结构照明和仿生结构等方面具有潜在的应用前景。 展开更多
关键词 深紫外微型发光二极管 光提取效率 平面复眼透镜
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电热耦合作用下Mini/Micro-LED三基色色品坐标变化规律研究
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作者 黄研培 王鹏 +5 位作者 庄庆瑞 史园 陈跃奋 杨旭 李金钗 黄凯 《发光学报》 北大核心 2025年第8期1485-1495,共11页
微型发光二极管(Mini/Micro-light emitting diode,Mini/Micro-LED)显示技术应用场景不断扩展,使其常工作于很宽的温区和电流密度范围。然而,环境温度和工作电流的变化都将不可避免地引起LED发光特性发生变化,从而导致三基色色品坐标偏... 微型发光二极管(Mini/Micro-light emitting diode,Mini/Micro-LED)显示技术应用场景不断扩展,使其常工作于很宽的温区和电流密度范围。然而,环境温度和工作电流的变化都将不可避免地引起LED发光特性发生变化,从而导致三基色色品坐标偏移、色域发生改变,严重影响显示器件的显色性能。本文通过系统分析红绿蓝(Red-Green-Blue,RGB)三色Mini/Micro-LED在不同温度和注入电流密度下发光特性的变化规律,深入探讨了电热耦合作用下Mini/Micro-LED三基色色品坐标变化规律,及由其构成的显示器数字电影倡导-协议3(Digital Cinema Initiatives-Protocol 3,DCI-P3)色域覆盖率变化趋势。研究发现,温度升高使得三色LED色品坐标同步偏移,色域覆盖率仅略微减小;而注入电流密度增大则导致色域覆盖率大幅下降,最高降幅可达15%。表明注入电流密度对LED色域的负面影响比环境温度更为严重。因此,在Mini/Micro-LED显示技术研发过程中,除了关注LED显示屏的热管理以降低环境温度因素对色彩性能的影响,还需重点优化电流调控策略,对电流密度变化引入动态色域补偿算法,以提升显示效果。 展开更多
关键词 微型发光二极管 色品坐标 色域
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深度学习融合模型共轭涡旋光干涉微位移测量
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作者 杨雪娇 刘吉 +6 位作者 武锦辉 袁涛 王仕杰 姬翔峰 于丽霞 张博洋 陈相 《光学精密工程》 北大核心 2025年第15期2331-2341,共11页
针对涡旋光干涉微位移测量技术中传统干涉条纹位移反演算法精度受限的问题,提出一种基于深度学习融合模型共轭涡旋光干涉微位移测量方法。采用集成FasterNet轻量化骨干网络与CARAFE动态上采样模块的YOLOv8s-Seg分割网络对干涉图像中的... 针对涡旋光干涉微位移测量技术中传统干涉条纹位移反演算法精度受限的问题,提出一种基于深度学习融合模型共轭涡旋光干涉微位移测量方法。采用集成FasterNet轻量化骨干网络与CARAFE动态上采样模块的YOLOv8s-Seg分割网络对干涉图像中的花瓣区域进行精确分割,以抑制相位信息提取过程中背景噪声和光束畸变的干扰。设计14层卷积神经网络架构对花瓣区域进行多尺度分层特征提取,构建花瓣形态变化与旋转角度的精准映射关系,实现亚纳米级位移的高精度检测。实验结果表明,在0~500 nm标准位移内,花瓣区域分割的平均精度(mAP)达96.5%,整体位移测量精度优于0.94 nm,平均绝对误差为0.63 nm。通过独特的双网络协同架构,该方法增强了对条纹畸变和噪声的抗干扰性能,在微位移测量的精度和稳定性方面具有明显的优势。 展开更多
关键词 微位移测量 共轭涡旋光干涉 YOLOv8s-Seg分割网络 多尺度分层特征提取
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光驱动微纳马达的机理及应用
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作者 陈刚 刘云龙 张冰洋 《科技导报》 北大核心 2025年第20期25-36,共12页
近年来,光驱动微纳马达作为一种新兴的微型动力装置,因其能量输入可调、开关状态可逆且可远程操控等优势,在水环境处理、生物医疗以及生物传感等领域展现出广阔的应用前景。梳理了光驱动微纳马达在材料设计、光能利用与驱动控制等方面... 近年来,光驱动微纳马达作为一种新兴的微型动力装置,因其能量输入可调、开关状态可逆且可远程操控等优势,在水环境处理、生物医疗以及生物传感等领域展现出广阔的应用前景。梳理了光驱动微纳马达在材料设计、光能利用与驱动控制等方面的研究进展,重点分析了基于光热效应、光致异构化以及光催化分解等不同机制的驱动机理,并列举了分别利用紫外光、可见光与近红外光驱动的微纳马达的独特优势及其典型应用。同时,该类马达在实际应用中仍面临光能转换效率较低、运动控制精度不足以及材料生物相容性和稳定性不佳等问题。未来研究应致力于提升光能转换效率、开发高生物相容性材料、优化运动控制策略,并探索多源驱动方式与多功能集成化设计,从而推动光驱动微纳马达性能的全面提升与应用范围的进一步扩展。 展开更多
关键词 微纳马达 光驱动 驱动机理 应用及展望
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