1 华中科技大学 自动化学院 多谱信息处理国家级重点实验室，湖北 武汉 430074
2 北京机电工程研究所， 北京 100074
船只目标是海上的一种重要目标。红外成像系统由于其可白天、夜间同时工作的特点已被广泛应用于船只检测系统中。但是，红外成像系统容易受到烟幕干扰，导致船只检测系统失效。因此及时有效地检测到红外船只图像中的烟幕干扰区域，对于提高船只目标检测系统的准确性具有重要意义。针对红外图像中船只释放的烟幕区域的检测问题，提出了一种基于显著性与稠密光流融合的烟幕检测方法。由于舰船释放的烟幕有明显区别于背景的特性，因此首先采用多尺度邻域滤波的AC算法对图像进行显著性区域检测，提取显著的烟幕区域；然后利用烟幕扩散的运动特点，对图像前后帧进行稠密光流计算得到图像的运动信息，通过设置阈值筛选得到明显的运动点、扩充运动点区域、合并分裂的运动区域，得到运动的烟幕区域；最后对显著性区域与运动烟幕区域进行合并得到最终的烟幕区域。实验结果表明，该方法能有效检测到烟幕区域，并且能够很好地适应烟幕反射光以及背景亮度的变化。
红外成像 烟幕干扰 烟幕检测 显著性检测 稠密光流 infrared imaging smoke interference smoke screens detection saliency detection dense optical flow 红外与激光工程
2021, 50(7): 20200496
1 上海应用技术大学 材料科学与工程学院, 上海201418
2 山东大学 晶体材料国家重点实验室, 济南250100
3 上海电机学院 材料科学与工程学院, 上海201306
稀土离子掺杂铁电陶瓷是一类新型光致变色材料, 在光开关、光信息存储等领域具有潜在应用价值。本研究采用水热法制备了(K0.5 Na0.5)1-xEuxNbO3(KNN:xEu)前驱体粉体, 随后利用高温烧结得到对应陶瓷样品。在465 nm激发下, 观察到615 nm处有强的红色发光, 对应于Eu 3+的 5D0→ 7F2跃迁。通过紫外光照射, KNN:Eu陶瓷从乳白色变为深灰色。随后经过200 ℃加热10 min, 着色陶瓷又变回到初始颜色, 显示出良好的光致变色行为。紫外照射和反复加热循环可以有效调控该陶瓷的发光强度。且经过多次循环之后, 发光强度没有明显衰减。在紫外光照射下, KNN:0.06Eu陶瓷发光强度的可调比(ΔRt)高达83.9%, 说明发光具有良好的可调性。进而结合发光中心和色心之间的能量转移, 对KNN:Eu陶瓷的光致变色和发光机理进行了解释。
K0.5Na0.5NbO3(KNN) 发光 光致变色 K0.5Na0.5NbO3(KNN) luminescence photochromism
华南师范大学生命科学学院, 分子生物医学实验室, 广州 510631
自2012年首次证明了CRISPR/Cas9可以在体外进行DNA切割试验以来, CRISPR技术逐渐在基因编辑研究中获得了迅速的发展, 除了应用于基因编辑领域之外, 它在基因表达调控、基因成像、基因分析等方面也展现出了巨大的应用潜力。尤其在基因分析领域, CRISPR技术由于其精确的基因识别、室温的反应条件、易设计性和操作性等特色, 使得一系列新型的基因检测技术得以发展, 并取得了超越常规技术的一些检测参数。本文以Cas9蛋白为对象, 综述了近些年来在该领域取得的研究进展。主要论述Cas9蛋白的功能、改造、引导RNA(sgRNA)的设计及其在基因分析方法上的应用。
基因检测 基因富集 分子诊断 CRISPR CRISPR gene detection gene enrichment molecular diagnosis
张欣欣 1,2,3何明霞 1,2,3,*赵晋武 1,2,3陈勰宇 1,3[ ... ]王璞 1,2,3
1 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
2 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
3 天津大学太赫兹研究中心, 天津 300072
4 西安交通大学生命科学与技术学院, 陕西 西安 710048
采用频率为0.1 THz、功率密度为2.65 mW/cm 2的太赫兹光源分别辐射SD大鼠海马神经元5,15,25 min,通过神经元膜电位的变化,研究了太赫兹辐射对海马神经元兴奋性的影响,结果发现,15 min和25 min的太赫兹辐射会显著诱发海马神经元去极化,从而提高其兴奋性。为了探究太赫兹辐射提高神经元兴奋性的原因,检测了神经元内Ca 2+、Na +和K +浓度的变化,结果表明,此辐射使海马神经元内Ca 2+、Na +浓度增加,K +浓度减小。研究证实了太赫兹辐射(0.1 THz,2.65 mW/cm 2)通过调节海马神经元内带电离子的浓度促使其兴奋,为太赫兹辐射技术在生物医学领域应用的发展奠定了前期实验基础。
生物医学 太赫兹辐射 海马神经元 荧光检测 兴奋 离子浓度 何明霞 1,*田甜 2刘立媛 1,2,3,4,5步绍翀 1,2,3,4,5[ ... ]张洪桢 1,2,3,4,5
1 天津大学测试计量技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
3 天津大学光电信息技术教育部重点实验室, 天津 300072
4 天津大学化学工程国家重点实验室, 天津 300072
5 天津医科大学眼科医院, 天津 300384
原发性开角型青光眼是常见的致盲性眼部疾病。 眼压升高是原发性开角型青光眼发生和发展最主要的危险因素, 是由小梁网途径的房水外流排出系统发生病变、 房水流出阻力增加所致。 研究表明, 房水中存在的转化生长因子-β能够使小梁细胞纤维化, 诱导小梁细胞过度增殖, 从而阻碍房水外流, 导致原发性开角型青光眼的发生。 原发性开角型青光眼发病隐蔽, 病程进展缓慢, 早期没有任何症状, 往往到晚期视力视野有显著损害时, 才会被发现, 因此原发性开角型青光眼的早期诊断尤为重要。 同步辐射红外显微成像结合高亮度、 高分辨率的同步辐射源, 同时配备傅里叶变换红外光谱仪与红外显微镜, 可以实现细胞的检测。 这对从分子层面获取细胞的变化信息, 深入理解疾病的发病机制以及疾病的早期诊断具有非常重要的意义。 虽然有很多红外光谱在生物医学领域的研究报道, 但是应用红外光谱显微成像技术研究细胞等生物医学体系仍然是亟待发展的领域, 并且目前未找到关于红外光谱用于小梁网细胞的检测报道。 在体外用转化生长因子-β对老鼠小梁网细胞进行诱导, 使其转化为肌成纤维细胞, 模拟小梁细胞纤维化过程。 对小梁网细胞以及经转化生长因子-β诱导形成的肌成纤维细胞进行同步辐射红外显微成像及光谱分析, 并进一步探讨同步辐射用于早期诊断原发性开角型青光眼的可行性。 研究表明肌成纤维细胞内的弹性蛋白明显高于小梁网细胞, 而弹性蛋白中95%为非极性氨基酸, 即氨基酸的侧链基团R基只有C和H两种元素。 对比两种细胞的红外谱图, 发现在2 934, 2 900和2 845 cm-1, 肌成纤维细胞的 CH3, CH2和CH的伸缩振动明显强于小梁网细胞, 推测可能是由于转化生长因子-β诱导后细胞内弹性蛋白增加所致。 在细胞层面检测了小梁网细胞的过度增殖, 为将来可以直接获取细胞的红外光谱从而检测小梁网细胞的增殖程度, 进而检测原发性开角型青光眼等疾病奠定了基础。 得出同步辐射红外谱学与显微成像有望成为检测原发性开角型青光眼新手段的结论, 也为将来便携式红外显微光谱仪临床实时检测青光眼等疾病提供了依据。
同步辐射红外显微成像 原发性开角型青光眼 小梁网细胞 肌成纤维细胞 弹性蛋白 Synchrotron radiation infrared microscopic imaging Primary open-angle glaucoma Trabecular meshwork cell Myofibroblast Elastin 光谱学与光谱分析
2019, 39(11): 3346
长春大学理学院材料设计与量子模拟实验室, 吉林 长春 130022
对量子化的探测场在一维超冷里德伯原子样品中的传播特性进行研究。基于偶极阻塞效应,四能级原子的稳态电磁感应透明(EIT)光谱表现出典型的单光子水平的非线性现象:未饱和之前,探测场透射率和光子关联依赖于探测场强度。调整两个经典控制场的单光子失谐,能够实现对非线性EIT行为的灵活操控。通过改变拉比频率比例,可观察到四能级原子系统到三能级梯形原子系统的非线性EIT转变。
量子光学 相干光学效应 电磁感应透明 偶极阻塞效应 光子关联 里德伯原子
1 电子科技大学 通信抗干扰技术国家级重点实验室，四川 成都 611731
2 中国空间技术研究院 西安分院，陕西 西安 710100
针对8移相键控(PSK)和16振幅移相键控(APSK)信号的频偏估计及误比特率，介绍了高阶的恒包络数字调制方式8PSK和16APSK，重点研究2种调制信号的频偏估计，并搭建通信链路模型。采用Matlab对8PSK,16APSK调制信号在加性高斯白噪声下的频偏估计进行仿真分析，并使用频偏估计得到的载波频率进行相干解调，最后对比分析实际误比特率与理论误比特率。仿真结果表明：在不同信噪比的加性高斯白噪声信道条件下，8PSK的抗噪声性能比16APSK好；采用本文给出的频偏估计方法能够较好地接近理论误比特率，为设计通信系统提供依据。
8移相键控/16振幅移相键控 频偏估计 误比特率 软件仿真 8PSK/16APSK frequency offset estimation bit error rate software simulation 太赫兹科学与电子信息学报
2018, 16(5): 802
1 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 天津大学太赫兹研究中心, 天津 300072
内部孔隙影响着药片的崩解特性,进而影响药效的发挥,但目前鲜有关于药片孔隙率有效检测手段的报道。基于太赫兹脉冲的飞行时间测量原理,利用太赫兹时域光谱技术研究了微晶纤维素和吲哚美辛混合片剂的孔隙率与折射率、吲哚美辛质量分数之间的定量关系;建立了三者关系的数学计算模型,通过实际测试固体样品片剂的太赫兹时域光谱,计算了片剂的孔隙率、折射率。结果表明:片剂的孔隙率与折射率、不同成分质量分数间存在线性关系,与建立的数学计算模型相符。利用太赫兹光谱法测得的孔隙率与采用气体置换法测量的孔隙率的平均相对误差为6.0%,与采用密度法计算的孔隙率的平均相对误差为8.9%,表明利用太赫兹光谱法测量片剂孔隙率具有可行性,能够成为药物片剂质量监测的补充手段。
光谱学 太赫兹时域光谱 孔隙率 微晶纤维素 吲哚美辛
上海理工大学医学光学与视光学研究所, 教育部微创医疗器械工程中心, 上海 200093
三维荧光光谱法检测多次高温加热植物油, 该方法能快速、准确的获得待测样品的三维荧光光谱特征图, 但只是定性的分析。当荧光强度变化较小的时候, 容易出现误检、漏检的情况。先用三维荧光光谱技术分析植物油样品的光谱信息, 然后再通过荧光寿命法, 计算多次高温加热植物油中荧光光子的寿命, 通过与未加热油荧光寿命的对比, 检测多次高温加热植物油。二者联合, 进一步提高了检测的准确度, 有利于解决误检、漏检的问题, 从而为高温加热油的检测提供有力的参考。
三维荧光光谱 荧光寿命 高温加热植物油 three dimensional fluorescence fluorescence life heated vegetable oil
