1 南宁师范大学化学与材料学院, 广西 南宁 530100
2 广西壮族自治区生殖医院, 广西 南宁 530218
氨基硫脲过渡金属配合物的生物学应用是当前研究的热点, 为更好地了解氨基硫脲芳基钌配合物与人血清白蛋白(HSA)之间相互作用机制, 合成了两种氨基硫脲芳基钌(Ⅱ)配合物, 采用时间分辨荧光光谱法和稳态荧光光谱法研究了两种氨基硫脲芳基钌配合物与人血清白蛋白的荧光猝灭机理。 荧光光谱结果表明, 这两种氨基硫脲芳基钌配合物能使HSA的内源荧光猝灭, 且HSA的荧光猝灭影响与配合物的浓度呈线性关系, 通过对比发现配合物2对HSA的荧光猝灭效率更强。 两个配合物与HSA相互作用的猝灭常数和结合常数均随温度的升高而降低, 因此, 配合物与HSA的相互作用是静态猝灭过程, 且配合物2的荧光猝灭能力更强。 通过热力学参数分析发现这两种配合物与HSA的主要结合作用力均为氢键和范德华力, 且两种配合物与HSA之间的结合过程是自发进行的。 最后采用红外吸收光谱及圆二色光谱验证了这两种氨基硫脲芳基钌配合物均对HSA二级构象产生了不同程度的影响, 红外吸收光谱结果表明两种配合物与HSA的结合引起了HSA二级结构的重排, 圆二色光谱结果表明这两种配合物的加入使HSA的二级结构稳定性降低。 研究表明: 通过探究氨基硫脲芳基钌配合物对人血清白蛋白结构和功能的影响, 可揭示其作为抗肿瘤药物进入体内后与HSA的可能作用机制, 从而为以氨基硫脲为配体的芳基钌配合物类抗肿瘤药物的研发提供理论参考。
氨基硫脲 芳基钌 人血清白蛋白 相互作用 Thiosemicarbazide Ruthenium Human serum albumin Interaction 光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2761
1 广东白云学院教育学院 广东 广州 510450
2 湖北师范大学物理与电子科学学院 湖北 黄石 435002
3 中国科学院量子信息重点实验室 安徽 合肥 230026
本文研究了具有两种三体相互作用的海森堡XXZ自旋链的量子相干与量子纠缠的特性。研究发现, 量子相干性不会出现突然死亡现象且非零量子相干性存在的温度范围大于量子纠缠存在的温度范围, 说明量子相干性相对于量子纠缠, 具有更强的鲁棒性。在量子临界环境中, 量子相干性可以表征本模型的量子相变现象。在铁磁情形中, 无论外磁场是否为0, 单独调控XZX+YZY三体相互作用对于减缓量子相干性的衰减速率与增大量子相干性存在的温度范围效果最好。在反铁磁情形中, 外磁场为0时, XZX+YZY与XZY-YZX两种三体相互作用的协同作用可以显著增加量子相干性的最大值, 并明显减缓其衰减速率。在铁磁情形与反铁磁情形中都发现当外磁场B<0时, 量子相干性存在的温度范围更大, 更有利于保存量子相干性。
量子光学 三体相互作用 量子相干 量子纠缠 quantum optics three-site interaction quantum coherence quantum entanglement 量子光学学报
2023, 29(1): 010102
杨天利 1,2,3杨晶 1,2,4,*周王哲 1,2,3李雪鹏 1,2,4[ ... ]彭钦军 1,2,4
1 中国科学院 理化技术研究所 固体激光重点实验室,北京 100190
2 中国科学院 理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室,北京 100190
3 中国科学院大学,北京 100049
4 齐鲁中科光物理与工程技术研究院,济南 250000
高功率、高重复频率纳秒脉冲激光广泛应用于激光切割、激光焊接等领域。随着激光重复频率的提升,特别是高于50 kHz时,单个周期有限的时间内难以积累足够的上能级粒子,调Q脉冲的稳定性成为了激光器设计的难点。当前主要采用主振荡器的功率放大器(MOPA)方案,直接振荡获得兼具高功率、高重复频率及高光束质量的纳秒脉冲激光还比较困难。通过对激光动力学过程的仿真模拟,定量分析了高重复频率调Q过程中脉冲强度稳定性与泵浦速率的关系,并利用负透镜使振荡器工作在具有较大基模体积的热近非稳区,实现了Nd:YAG声光调Q激光振荡器在高重复频率、高功率、高光束质量三方面的均衡设计。首次利用侧泵模块实现了100 kHz高功率高光束质量纳秒脉冲激光的直接振荡产生,脉冲强度的离散系数仅为0.041,激光输出功率超过142 W,脉冲宽度为165 ns,光束质量因子M2为1.5。
激光振荡器 高重复频率 声光调Q 纳秒 高光束质量 laser oscillator high repetition rate acousto-optic Q-switched nanosecond high beam quality 强激光与粒子束
2023, 35(7): 071006
强激光与粒子束
2022, 34(8): 081004
1 中国科学院 理化技术研究所 固体激光重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院 理化技术研究所 功能晶体与激光技术重点实验室, 北京 100190
3 中国科学院大学, 北京 100049
研究了脉宽对于中红外脉冲激光带内损伤碲镉汞(HgCdTe)材料阈值的影响,使用一维自洽模型对激光辐照HgCdTe材料程中的载流子数密度,载流子对数目流,载流子对能流,载流子温度和材料晶格温度等相关参数进行仿真计算。仿真结果表明,波长2.85 μm,脉宽30 ps~10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值为200~500 mJ/cm2。其中,300 ps~3 ns脉冲激光的损伤阈值相近,均为200 mJ/cm2且低于其他脉宽激光的损伤阈值。搭建实验光路并进行相关实验验证仿真模型的正确性。实验发现,波长2.85 μm、脉宽300 ps的单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值在200 mJ/cm2左右。相同条件下,10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值约474 mJ/cm2。百皮秒脉冲激光对HgCdTe材料的损伤过程结合了热击穿和光学击穿效应,其独特的毁伤机理加剧了材料的损伤。
激光辐照半导体 碲镉汞 损伤阈值 自洽模型 百皮秒脉冲激光 laser radiation semiconductor HgCdTe damage threshold self-consistent model hundred-picosecond pulsed laser 强激光与粒子束
2022, 34(1): 011009
1 上海理工大学 教育部微创医疗器械工程研究中心生物医学 光学与视光学研究所, 上海 200093
2 上海奥普生物医药有限公司, 上海 201201
糖尿病性黄斑水肿(DME)是导致失明的主要原因之一, 由专业的医生通过检查光学相干扫描(OCT)图像是主要的诊断方法, 但这一过程不仅耗时而且容易误判, 提出一种辅助诊断模型来区分DME和正常黄斑。对原始OCT图像进行降噪、展平、裁剪预处理, 得到易于分类的病灶区图像, 在小波分解金字塔模型的基础上用局部二值模式方法对原图和低频子图像提取纹理特征; 与提取细节图像的灰度-梯度共生矩阵特征融合形成最终的全局特征, 并对其进行降维; 用weka平台的序列最小优化模型进行分类。在杜克大学数据集和临床数据集上的试验结果表明, 算法在两个数据集上验证的准确率分别为95.7%、95.3%, 灵敏性分别为95.3%、95.5%, 特异度分别为96.0%、95.1%。因此, 所提方法能有效对OCT图像分类, 为临床上视网膜疾病辅助诊断提供技术支撑。
光学相干层析成像 糖尿病性黄斑水肿 局部二值模式 灰度-梯度共生矩阵 特征提取 分类 optical coherence tomography diabetic macular edema local binary pattern gray-gradient co-occurrence matrix feature extraction classification
1 中国科学院 理化技术研究所 中国科学院固体激光重点实验室,北京 100190;中国科学院大学,北京 100190
2 中国科学院 理化技术研究所 中国科学院固体激光重点实验室,北京 100190
对多种全固态激光中的光谱合成技术进行了探讨和研究,包括光纤激光、Yb:YAG板条激光和半导体激光。对于光纤激光,探讨了基于单个多层介质膜(MLD)光栅、一对MLD光栅、多个体布拉格光栅三种衍射光学元件的光谱合成技术中色散造成的光束质量退化问题,指出子束光谱线型的二阶矩全宽决定了光束质量的退化量,但所允许的光谱宽度又依赖于具体的技术选择途径。进而比较了三种光谱合成方案的优缺点。对于固体激光,实验演示了基于Yb:YAG晶体的板条激光实现光谱合成的原理可行性。通过设计一个基于MLD光栅的振荡器内的光谱合成装置,实现了7束子激光最高241 W的光谱合成输出,合成后光束质量β因子约4.1,表明大功率Yb:YAG板条激光具有通过光谱合束技术实现功率进一步提升的潜力。对于半导体激光,提出并设计了大模场外腔半导体激光+快轴光谱合成的技术。实验演示了9个1 mm宽LD芯片沿快轴方向的光谱合成,用β因子评价合成后的光束质量,在慢轴方向β≈6.3,在快轴方向β≈1.6,表明快轴光谱合成造成的光束质量退化是完全可控的。
光谱合成 光束质量 板条激光 半导体激光 光谱线形 Yb:YAG spectral beam combing beam quality slab laser Yb:YAG laser diode spectral lineshape 强激光与粒子束
2020, 32(12): 121008
1 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室,陕西 西安 710048
分析雾环境下利用LED交通灯进行车辆定位的性能,讨论了接收角度、道路宽度、雾环境下接收端信噪比等对车辆定位范围的影响。仿真结果表明:信号最佳接收角度为25°;车辆距离LED交通灯20 m之内时,道路宽度对信号的接收功率影响较大;在靠近交通灯处,车辆位于第二车道上的定位距离比车辆位于第一车道的定位距离少2.2 m;晚间接收端的信噪比优于白天,晚间的定位范围大于白天;与晴朗天气相比,雾天信噪比下降较大,将极大影响车辆的可定位范围,因此为保证安全驾驶,车辆在雾天行驶过程中需要更多的制动时间。
LED交通灯 能见度 信噪比 定位范围 LED traffic light visibility signal to noise ratio positioning range
强激光与粒子束
2020, 32(3): 033003
1 湖北师范大学物理与电子科学学院, 湖北 黄石 435002
2 中国科学院量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026
3 中国科学技术大学近代物理系, 安徽 合肥 230026
利用concurrence作为纠缠度量,研究了 z 方向非均匀磁场中双量子比特的海森堡 XYZ 模型及其基态纠缠在不同参数范围内的性质,通过计算得出了临界磁场值,讨论了平均磁场和临界磁场与量子相变的关系,分析了两个相邻量子位自旋 z 分量 J z 的相互作用和各向异性参数 γ B 、 γ J 对海森堡模型热纠缠的影响,通过绘制图像说明了各向异性、自旋耦合参数 J z 和热纠缠之间的关系。研究结果表明:在双量子比特系统中,对于有效的温度 T ,当耦合参数 J z =0时,随着 γ J 的增加,临界磁场 Bc 减小,纠缠逐渐消失;但是当耦合参数 J z >0时,对各向异性参数 γ B 、 γ J 取合适的值,随着 J z 的增加,纠缠度达到最大值的磁场范围和温度范围都变大,且纠缠得到有效增强。
量子光学 海森堡模型 热纠缠 各向异性 自旋耦合参数 激光与光电子学进展
2019, 56(24): 242701