Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Digital Medical Engineering, School of Biomedical Engineering, Hainan University, Haikou 570228, P. R. China
2 Key Laboratory of Biomedical Engineering of Hainan Province, One Health Institute, Hainan University, Haikou 570228, P. R. China
3 Key Laboratory of Hainan Trauma and Disaster Rescue, The First Affiliated Hospital of Hainan Medical University, Hainan Medical University, Haikou 571199, P. R. China
4 Engineering Research Center for Hainan Bio-Smart Materials and Bio-Medical Devices, Key Laboratory of Emergency and Trauma, Ministry of Education, Key Laboratory of Hainan Functional Materials and Molecular Imaging, College of Emergency and Trauma, Hainan Medical University, Haikou 571199, P. R. China
Monomethyl auristatin E (MMAE) is a derivative of the marine peptide Dolastatin 10, which has therapeutic effects against various cancers according to its antimitotic activity in multiple clinical trials. The antibody drug conjugate (ADC) of MMAE is currently used in clinical practice. However, the safety issues of MMAE-based ADC, such as high drug toxicity and poor bioavailability, still exist when using it for anticancer therapy. A sustained release of drug delivery approach should be used to reduce toxicity and achieve sufficient anticancer effects. Herein, PLGA-b-PEG2000 with excellent biocompatibility and slow degradation ability was adopted to construct MMAE-loaded nanoparticles for safe and effective chemotherapy. The sustained release effect and the immunogenic cell death (ICD) effect of PLGA-MMAE nanoparticles were assessed by in vitro experiments. The PLGA-MMAE nanoparticles effectively accumulated in the tumor through the enhanced permeability and retention (EPR) effect, inducing cell apoptosis and causing a certain degree of immune response. The sustained drug release of PLGA-MMAE improved the bioavailability and effectively reduced the toxicity and development of the tumor compared to the effect of free MMAE or ADC. Overall, this study provides a safe and effective chemotherapeutic approach, as well as a simple and effective synthetic process for MMAE-based nanoparticles, improving their therapeutic efficacy and safety.
Monomethyl auristatin E poly (lactic-co-glycolic acid) nanoparticles sustained release chemotherapy immunogenic cell death 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(2): 2350024
郎中亮 1,2张帆 3吴柄萱 3邵鹏飞 3[ ... ]徐晓嵘 1,3,4,*
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学生物医学工程学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院)整形外科,安徽 合肥 230001
3 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系,安徽 合肥 230027
4 中国科学技术大学苏州高等研究院,江苏 苏州 215123
5 中国科学技术大学电子科学与技术系,安徽 合肥 230026
远程皮肤病学是缓解偏远地区皮肤专科医生缺乏问题的有效手段,但目前的方法存在适用范围有限、严重依赖远程医学专家及显示不够直观等缺陷。为弥补当前研究不足,设计并搭建了一套皮肤肿瘤智能远程会诊系统,该系统兼具无网络环境下的皮肤肿瘤自动筛查和有网络环境下的远程会诊及术前规划功能。性能量化实验结果表明,系统可将虚拟的标注高精度原位投射到成像区域。实验对照结果显示,部署于该系统的深度学习模型在诊断能力上与皮肤科专家相当,并且能够辅助专家更迅速、更精确地做出医疗决策。临床试验进一步证实了该系统的实用性。该系统旨在为医疗资源有限的地区提供帮助,使得当地患者能够进行皮肤肿瘤等多种疾病的早期筛查及治疗。
医用光学 生物技术 远程皮肤病学 人工智能 增强现实 原位投影成像 
中国激光
2024, 51(9): 0907021
杜超 1赵爽 1宋桦可 2王秋雨 1[ ... ]邓霄 2,*
作者单位
摘要
1 太原理工大学 电子信息与光学工程学院, 山西 太原 030024
2 太原理工大学 物理学院, 山西 太原 030024
3 齐鲁工业大学(山东省科学院) 海洋仪器仪表研究所, 山东 青岛 266061
为研制高灵敏海水盐度传感器,本文基于CO2激光技术成功制备出一种工作在色散转折点(DTP)附近的长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO2激光器在80 μm细单模光纤上制备出工作在DTP附近的LPFG,证明了采用CO2激光微加工技术制备较短周期LPFG的可能性。其次,通过调控CO2激光器的制备周期,使高阶包层模式LP1,9工作在DTP附近,从而显著提高了LPFG的折射率灵敏度。在双峰谐振增敏效应的作用下,当海水盐度从5.001‰变化到39.996‰时,光栅周期为115.4 μm的双峰谐振LPFG平均灵敏度高达0.279 nm/‰。研究结果表明,本文制备的LPFG海水盐度传感器具有谐振损耗大和灵敏度高的优点,其在海水盐度监测领域具有较好的应用前景。
光纤光学 长周期光纤光栅 色散转折点 海水盐度 CO2激光技术 fiber optics long period fiber grating dispersion turning point seawater salinity CO2 laser technology 
中国光学
2024, 17(2): 291
游聪 1黄维 1林高洁 1李波 1,*[ ... ]胡友友 3
作者单位
摘要
1 华中科技大学光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
2 湖北大学微电子学院,湖北 武汉 430062
3 江苏科技大学理学院,江苏 镇江 212003
获得13.5 nm极紫外光刻光源的主流方案为激光激发等离子体,即利用高功率、高重复频率、高光束质量的短脉冲CO2激光与液滴锡靶作用产生极紫外光。高功率CO2激光由振荡器产生的高重复频率CO2种子经多级放大产生,所以功率放大器是驱动光源系统的核心器件之一。建立了射频激励快轴流CO2激光放大器的六温度模型,可以模拟计算放大过程中稳态与瞬态的能量分布情况、光强变化情况、增益系数等。以此模型为适应度函数,采用遗传算法对自研射频激励快轴流CO2激光放大器的腔压和CO2、N2、He气体体积比进行全局优化,优化结果为80 mbar(1 bar=100 kPa)和V(CO2)∶V(N2)∶V(He)=12.2%∶15.3%∶72.5%。在波长10.6 μm种子光注入功率110 W的情况下,放大器的激光输出功率从2504 W 提高到3422 W,验证了该方法的可行性和有效性。
激光技术 极紫外 CO2激光放大 六温度模型 遗传算法 
中国激光
2024, 51(7): 0701016
作者单位
摘要
重庆理工大学电气与电子工程学院,重庆 400054
针对自由空间光(FSO)通信无法进行视距传输的问题,在FSO链路中引入可重构智能表面(RIS)技术,并考虑射频(RF)链路中的同信道干扰(CCI)信号,提出一种CCI下RIS辅助FSO-RF混构系统研究方案。其中FSO链路和RF链路分别服从Gamma-Gamma分布和Rayleigh分布,在光电转换中继节点处采用译码转发协议,以减少噪声对信号的干扰。基于系统端到端瞬时信噪比的概率密度函数,推导了系统中断概率和平均误码率的闭合表达式,采用蒙特卡罗仿真验证了结果的准确性。研究结果表明,相较于传统的混合FSO/RF系统,RIS能明显提升系统的性能。另外,根据系统的分集顺序,得出系统的性能主要与FSO链路的衰落参数、光检测方式和指向误差有关。
光纤光学 可重构智能表面 同信道干扰 中断概率 平均误码率 译码转发协议 
光学学报
2024, 44(6): 0606001
Zhi Deng 1,2Hailong Wang 1,2,*Qiqi Wei 1,2Lei Liu 1,2[ ... ]Jianhua Zhao 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Superlattices and Microstructures, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
(Ga,Fe)Sb is a promising magnetic semiconductor (MS) for spintronic applications because its Curie temperature (TC) is above 300 K when the Fe concentration is higher than 20%. However, the anisotropy constant Ku of (Ga,Fe)Sb is below 7.6 × 103 erg/cm3 when Fe concentration is lower than 30%, which is one order of magnitude lower than that of (Ga,Mn)As. To address this issue, we grew Ga1-x-yFexNiySb films with almost the same x (≈24%) and different y to characterize their magnetic and electrical transport properties. We found that the magnetic anisotropy of Ga0.76-yFe0.24NiySb can be enhanced by increasing y, in which Ku is negligible at y = 1.7% but increases to 3.8 × 105 erg/cm3 at y = 6.1% (TC = 354 K). In addition, the hole mobility (μ) of Ga1-x-yFexNiySb reaches 31.3 cm2/(V?s) at x = 23.7%, y = 1.7% (TC = 319 K), which is much higher than the mobility of Ga1-xFexSb at x = 25.2% (μ = 6.2 cm2/(V?s)). Our results provide useful information for enhancing the magnetic anisotropy and hole mobility of (Ga,Fe)Sb by using Ni co-doping.
magnetic semiconductor molecular beam epitaxy Fe-Ni co-doping magnetic anisotropy hole mobility 
Journal of Semiconductors
2024, 45(1): 012101
赵爽 1杜超 1,3,*王秋雨 1贾斌 1[ ... ]邓霄 1,2,**
作者单位
摘要
1 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
2 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部和山西省重点实验室,山西 太原 030024
3 山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
为了探索一种高灵敏折射率传感器,基于CO2激光技术制备出双峰谐振长周期光纤光栅(LPFG)。首先,利用CO2激光器在腐蚀包层后的传统单模光纤和80 μm弯曲不敏感光纤上制备出周期分别为196 μm和73 μm的双峰谐振LPFG,证明了采用CO2激光微加工技术在单模光纤上制备短周期LPFG的可能性。其次,利用CO2激光器直接在2种80 μm单模光纤上制备出周期分别为110 μm和115 μm的双峰谐振LPFG。实验结果表明:在2种80 μm单模光纤上制备的LPFG具有谐振损耗大,插入损耗小和折射率灵敏度高等优点。基于以上优点,采用CO2激光技术制备的双峰谐振LPFG在生物、化学及环境参数检测等重要领域的应用具有较大潜力。同时,也提供了一种操作简单、低成本制备双峰谐振LPFG的方法。
光纤光学 长周期光纤光栅 双峰谐振 CO2激光技术 折射率 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506009
黄琪 1,2王晴 3汪开涛 3王聪珊 3[ ... ]董磊 1,2,**
作者单位
摘要
1 山西大学激光光谱研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
2 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
3 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
为了研究室内二氧化碳(CO2)体积分数变化以及其与人类活动之间的关系,设计了一种开放路径式可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)传感系统对室内CO2体积分数进行监测。采用中心波长为2004 nm的分布式反馈(DFB)激光器作为激励光源测量CO2的R(16)特征吸收线。使用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘法拟合测量光谱,实现体积分数测量免定标。与商用XENSIVTMPAS二氧化碳传感器进行对比测量,二者的相关度R2达到0.89。结果显示,室内CO2每日体积分数均值为4.63×10-4,略高于室外的CO2体积分数,并且一天内波动范围在3.86×10-4~5.66×10-4之间。室内CO2体积分数受通风情况和室内人员活动的影响,其每日体积分数变化趋势与人员工作时间高度相关。在人员密度为0.005 人/m3的情况下,测量得到CO2体积分数的增长速率为2.3×10-5 h-1。因此,人员拥挤的室内环境应及时通风,以防止体积分数过高的CO2引起不适。
可调谐二极管激光吸收光谱技术 痕量气体 免标定 室内二氧化碳检测 在线监测 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0530004
作者单位
摘要
电子科技大学电子科学与工程学院太赫兹中心,四川 成都 611731
碘化铯(CsI)光电阴极广泛应用于超快诊断中,光电子的空间分布、能量分布、时间分布等与条纹变像管的整体性能有着密切的关联。本文联合粒子仿真软件Geant4和三维电磁软件CST实现了对CsI光电阴极的光电子产生与控制过程的全动态模拟。采用Geant4软件对CsI光电阴极的光电转换过程进行建模,分析了二次电子出射能量、时间、位置、角度等发射特性;通过数据交互,统计了出射光电子的分布规律,然后将其应用于CST中建立阴极发射模型,并在CST中设计出一款弧矢、子午方向上放大倍率皆为2的各向异性聚焦条纹变像管。
X射线光学 Geant4 联合仿真 碘化铯 光电发射特性 各向异性聚焦条纹变像管 
光学学报
2024, 44(3): 0334001
陶光明 1,2,3,*邹郁祁 1,2,3刘超 1,2,3任志禾 1,2,3
作者单位
摘要
1 华中科技大学武汉光电国家研究中心,湖北 武汉 430074
2 华中科技大学同济医院血管衰老教育部重点实验室,湖北 武汉 430074
3 华中科技大学材料科学与工程学院材料成型与模具技术国家重点实验室,湖北 武汉 430074
中红外激光凭借其非接触、高效率和高精准度的显著优势,广泛应用于病变组织切除、组织整形和肿瘤间质光热疗法等临床外科手术中。在诸多中红外激光中,二氧化碳(CO2)激光具备极高消融效率和高精准度的特点,广泛应用于皮肤、耳鼻喉和腹腔等手术中。然而,由于缺乏稳定、高性能的小尺度柔性能量传输介质,CO2激光无法像钬激光、钕激光等近红外激光一样,通过成熟的石英光纤,以微创或无创的方式进入体内,在人体内部自然腔道中进行微创介入操作。目前CO2激光通常通过导光臂、空心波导管等传输介质进行手术,这极大地制约了其优势在微创手术中的充分体现。为使CO2激光更好地服务于临床外科医疗领域,本文总结了现有的医用CO2激光能量传输介质,重点讨论了热拉式多材料光纤技术在CO2激光医疗领域的研究进展,并展望了未来多功能柔性CO2激光消融机器人光纤的发展趋势及应用前景。
激光医疗 CO2激光 红外光纤 多材料纤维 连续体机器人 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0117001

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