作者单位
摘要
1 山东理工大学电气与电子工程学院,山东 淄博,255049
2 澳谱特科技(上海)有限公司,上海,201109
利用退偏振动态光散射法测量棒状纳米颗粒尺寸时,计算过程中通常使用指数拟合算法,但该算法受初始值的影响较大,选取的初值不同拟合结果也不同。为解决该问题,提出利用Tikhonov正则化算法对退偏振动态光散射实验获得的垂直偏振和水平偏振自相关函数进行反演,从而得到平移和旋转衰减线宽,再计算得出平移扩散系数和旋转扩散系数,进而拟合得到纳米棒的长度和直径。搭建了退偏振动态光散射实验装置,对三种金纳米棒样品进行了退偏振动态光散射测量。实验结果表明,经过修正去掉吸附层后,金纳米棒的长度和直径测量值与透射电子显微镜(TEM)测量值相比,其偏差在8%以内,这表明修正后的测量结果与TEM的测量结果一致性较好。
退偏振动态光散射 金纳米棒 平移扩散系数 旋转扩散系数 多分散性 
光学学报
2024, 44(4): 0412002
作者单位
摘要
上海交通大学生物医学工程学院,上海 200240
光学相干层析成像(OCT)能够无损获得微米级空间分辨率的样品截面信息,在眼科、血管内科等临床诊疗研究和应用中起到了重要的作用。利用OCT测量光场的幅度可以获得样本的三维结构信息,如眼底视网膜的分层结构,但对组织特异性、血流、力学特性等功能信息的作用有限。基于相位、偏振态、波长等光场参量的OCT功能成像技术应运而生,如多普勒OCT、OCT弹性成像、偏振敏感OCT、可见光OCT等。其中,基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术具有显著的鲁棒性和系统复杂度优势,已经在临床无标记血管造影中获得成功。此外,应用于三维血流流速测量的动态光散射OCT、具有无标记组织/细胞特异性显示能力的动态OCT、能够监控热物理治疗温度场的OCT温度层析成像等,已经成为了OCT功能成像的技术前沿。综述基于光场幅度动态变化的OCT功能成像技术的原理、实现和应用,分析了所面临的技术挑战,并展望了未来发展方向。
光学相干层析成像 功能成像 光场幅度动态变化 动态光散射 
激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211018
作者单位
摘要
山东理工大学 电气与电子工程学院,淄博 255049
利用双峰颗粒样品相关函数的相对衰减特性,提出基于衰减特性的长延时相关函数相继提取法。该方法分别定义小颗粒相关函数拟合窗口的起始点,间隔点和大颗粒相关函数拟合窗口的终止点。首先,将间隔点定义为相对衰减特性极小值对应的延迟时间;其次,以间隔点为界,根据相对衰减特性图纵坐标最大值与其他纵坐标值的比例关系,确定小颗粒相关函数拟合窗口的起始点与大颗粒相关函数拟合窗口的终止点。以此三个参考点作为相关函数拟合窗口的选取准则,对拟合窗口进行优化选择,减小窗口选择的盲目性,从而提高粒度反演结果的准确性。模拟数据与实验数据表明,改进的优化算法反演结果显著降低了颗粒粒径相对误差、峰值位置相对误差以及相关函数均方根误差,提出的基于衰减特性的长延时相关函数相继提取法优于传统长延时相关函数相关提取法。
动态光散射 相关函数 拟合窗口选择 相继提取法 颗粒粒度 反演算法 Dynamic light scattering Correlation function Fitting window selection Sequential extraction method Particle size Inversion algorithm 
光子学报
2023, 52(6): 0629001
作者单位
摘要
太原理工大学 电气与动力工程学院 循环流化床高效清洁燃烧与利用山西省重点实验室,太原 030024
流体工质的热、质扩散系数是表征其传热和传质的重要迁移性质,往往需要采用不同设备测量获得。为探索可同时测量热、质扩散系数的动态光散射方法,研究了采样时间、入射角、黏度、折射率偏差及路易斯数Le等因素对测量可靠性及精度的影响。利用二元混合流体正己烷/正癸烷、正己烷/正十六烷体系进行验证,结果表明:当采样时间为弛豫时间的1.5~3倍且入射角度为8°~12°时,具有较低黏度、较高折射率偏差(>4%)的体系且Le值为10~80时,可以同时可靠地获取流体热、质扩散系数,且测量不确定度低于5%;与已有方法对比,热、质扩散系数的偏差分别为4.00%和3.56%,证明了该测量方法和系统的可靠性。
动态光散射法 热扩散系数 质扩散系数 正己烷 正癸烷 正十六烷 Dynamic light scattering Mutual diffusivity Thermal diffusivity n-Hexane n-Decane n-Hexadecane 
光子学报
2023, 52(4): 0429002
作者单位
摘要
华中科技大学光学与电子信息学院,湖北 武汉 430074
动态光散射技术在微米与亚微米级颗粒系粒径分析领域中具有广泛应用,但缺乏非球形颗粒系粒径分布(PSD)的反演模型和算法,限制了其在生物医疗等领域中的应用。基于机器学习方法,设计了基于广义回归神经网络(GRNN)的PSD反演模型和算法,可应用于多角度动态光散射法的粒径分析场景中。以生物医疗领域中的双凹圆饼形和椭球形血红细胞作为典型的非球形颗粒物模型,通过仿真实验测试了所设计的算法。实验结果表明,与传统的正则化Tikhonov算法相比,所设计的反演算法粒径分析准确性更好且耗时更短。对多角度动态光散射法中的散射角度数量进行了仿真实验。结果表明,仅使用2个散射角度处获得的数据依然能实现非球形颗粒系粒径分布的准确反演。
散射 多角度动态光散射 颗粒系粒径分布 广义回归神经网络 非球形颗粒分析 
光学学报
2023, 43(9): 0929002
作者单位
摘要
1 太原理工大学电气与动力工程学院,山西 太原 030024
2 循环流化床高效清洁与利用山西省重点实验室,山西 太原 030024
基于动态光散射原理,搭建了一套可测量热扩散系数的动态光散射系统,该实验系统包括散射光路、耐压实验本体、温度控制以及数据采集系统。同时,将光纤引入到动态光散射系统中作为探头,将实验系统缩小至类似系统的1/3。利用参考流体正己烷对实验系统进行了检验,将实验获得的热扩散系数拟合为多项式方程,拟合最大偏差为0.19%,平均绝对偏差为0.11%,与文献值最大偏差为3%。经过不确定度分析可知,所研制的动态光散射实验系统测量液体热扩散系数的不确定度为2%(k=2)。
散射 动态光散射 热扩散系数 正己烷 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0129002
作者单位
摘要
山东理工大学 电气与电子工程学院,山东 淄博 255049
为提高流动气溶胶动态光散射粒度反演的准确性,采用结合条件预优的流动气溶胶正则化反演,通过条件预优处理,以先验流速信息和延迟时间构建对角阵形式的条件预优矩阵,对病态方程实现乘法修正,从而降低了流速对反演方程病态性的加剧作用和正则化方法对流速的敏感性。模拟与实测数据的反演结果表明,与Tikhonov正则化反演相比,结合条件预优的Tikhonov正则化反演,可克服正则化在流动颗粒粒度反演中的局限性,显著改善了流动气溶胶动态光散射测量数据的反演性能指标,提高了正则化反演结果的准确性。
动态光散射 气溶胶 反演 颗粒测量 正则化 条件预优 Dynamic light scattering Aerosols Inversion Particle size measurement Regularization Preconditioner 
光子学报
2022, 51(11): 1101002
齐甜甜 1刘伟 1,*CTHOMAS J 1,2贾宏燕 1[ ... ]申晋 1
作者单位
摘要
1 山东理工大学 电气与电子工程学院,山东 淄博 255049
2 科学集团有限公司,澳大利亚 南澳大利亚州 葛兰许5022
从动态光散射信号中反演纳米颗粒粒度分布,结果准确性和重复性受测量的自相关函数数据点影响,数据点长度不同会导致不同的反演结果。为了解决该问题,提出了一种根据拟合自相关函数的均方根误差来截断自相函数的方法,该方法通过设置拟合误差阈值来自适应地选择最佳自相关函数数据点数。实验结果表明,使用均方根误差阈值方法获得的颗粒粒度分布比其他方法获得的结果具有更高的准确性和更好的重复性。
动态光散射 光子相关光谱 最佳数据点 自相关函数 均方根误差 颗粒粒度分布 纳米颗粒测量 Dynamic light scattering Photon correlation spectroscopy Optimal data points Autocorrelation function Root mean square error Particle size distribution Nanoparticle measurement 
光子学报
2022, 51(3): 0329001
作者单位
摘要
1 上海理工大学能源与动力工程学院, 上海 200093
2 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093
3 西安电子科技大学物理与光电工程学院, 陕西 西安 710071
二维纳米棒的布朗运动可以用平移扩散和转动扩散运动来描述。提出了一种基于去偏振-偏振图像的动态光散射(DIDLS)测量方法,通过分析纳米棒布朗运动的平移扩散和转动扩散在偏振激光入射下产生的垂直-垂直和垂直-水平偏振动态光散射信号,测量了纳米棒的尺寸和尺寸分布。研究了连续测量的偏振动态光散射信号图像间的相关系数函数,通过两次反演,计算出纳米棒的长度以及长径比,进而得到颗粒的二维尺度分布。分析了不同入射激光波长对测量结果的影响,提出自相关函数的基线值可以作为信噪比的判据。采用650,780,905 nm三种波长对直径为20 nm、长度为300 nm的纳米金棒进行了测量,得到了纳米金棒的平均尺寸和尺寸分布。
散射 二维纳米颗粒 动态光散射 偏振光散射 转动扩散系数 
光学学报
2021, 41(21): 2129001
作者单位
摘要
复旦大学生命科学学院, 上海 200438
结核病的病原体结核分枝杆菌是最致命的传染病病原体之一, 然而2019年新冠疫情对结核病防治工作造成了沉重打击, 因此对结核分枝杆菌进行深入研究有着重要的意义。基因组学的研究表明, 结核分枝杆菌来源Ⅰ型3-甲基腺嘌呤DNA糖基化酶TagA(MtbTagA)可识别和切除受损烷基化碱基, 以此维持基因组的正常复制、转录和翻译, 但其结合底物的类型、催化机制以及结构基础尚不清楚。在大肠杆菌中异源表达MtbTagA, 通过镍介质亲和层析、离子交换层析以及凝胶过滤层析的方法获得高纯度的蛋白。动态光散射(DLS)试验发现MtbTagA蛋白以单体分布于溶液中, 可与底物次黄嘌呤(Hx)和3-甲基腺嘌呤(3MA)结合, 并改变其聚集状态。进一步结晶筛选优化出片状晶体, 通过X光衍射获得分辨率为7 ?的衍射数据。该研究为进一步探究DNA糖基化酶蛋白的生化性质和结构性质提供了参考。
DNA糖基化酶 结核分枝杆菌 动态光散射 结晶 DNA glycosylase TagA TagA Mycobacterium tuberculosis dynamic light scattering crystallization 
激光生物学报
2021, 30(4): 325

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