1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
2 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
3 国防科技大学，安徽 合肥 230037
针对生物粒子凝聚体单体形状和光学特性的复杂多变，构建了5种不同单体形状的生物粒子凝聚体空间结构，并用离散偶极子近似方法计算了生物粒子凝聚体的消光特性参数，分析了不同单体形状生物粒子凝聚体的消光特性差异。计算结果表明：非球形生物粒子凝聚体在将其单体形状等效为球形时，平均质量消光系数的相对偏差绝对值在6%以内；不同单体形状生物粒子凝聚体对光的散射能力不同是消光特性存在差异的主要表现，且通常情况下单体形状越偏离球形，相对偏差越大，因此，由不同单体形状引起的消光特性的差异不应被忽略。此项工作可应用于准确评估和优化生物粒子材料的消光性能。
生物粒子材料 单体形状 凝聚体 红外 消光特性
1 国防科技大学脉冲功率激光技术国家重点实验室，安徽 合肥 230037
2 先进激光技术安徽省实验室，安徽 合肥 230037
3 国防科技大学，安徽 合肥 230037
生物材料作为一种有别于传统无机消光材料的新型烟幕介质，悬浮于空气中，以烟幕的形式存在，通过对光的吸收和散射作用改变光波的传输特性。本文根据生物材料的复折射率特点，介绍了生物材料的吸收和散射特性，概括了生物材料单粒子、单分散凝聚粒子和多分散凝聚粒子的消光特性的表征方式，分析了影响生物材料消光特性的因素，总结了生物材料消光性能的测试方法。最后，本文提出了生物材料在复杂空间结构模拟精确化、消光特性影响因素分析多元性、消光特性测试标准化方面的发展趋势，以期为新型消光材料的制备和改进等提供有益参考。
材料 烟幕 消光特性 凝聚粒子 复折射率
1 山东中医药大学中医学院, 济南 250014
2 山东中医药大学中医学院, 济南 250014山东省中医经典名方协同创新中心, 济南 250355
3 山东中医药大学附属医院, 济南 250014
2型糖尿病(T2DM)主要由胰岛β细胞的胰岛素分泌缺陷和胰岛素抵抗引起。棕榈酸作为人体内最丰富的游离脂肪酸之一, 其体内含量过高易造成脂代谢紊乱, 诱导胰岛β细胞功能障碍及胰岛素抵抗。这与T2DM的发生发展密切相关, 但具体机制尚未完全明确。棕榈酸诱导胰岛β细胞发生的氧化应激和内质网应激(ERS)是影响胰岛β细胞功能以及破坏胰岛素信号传导的关键应激途径。棕榈酸通过增加线粒体氧化、二酰基甘油-蛋白质激酶C-还原型辅酶Ⅱ途径、改变线粒体呼吸链正常功能和炎症刺激加重氧化应激, 通过影响内质网折叠能力、破坏胞内蛋白运输途径、上调未折叠蛋白反应相关转录因子、棕榈酰化、降解羧肽酶E和减少内质网中Ca2+促进ERS, 加剧胰岛β细胞功能障碍和凋亡, 最终导致T2DM的发生与发展。本文综述了棕榈酸与胰岛β细胞内氧化应激和ERS的关联性, 介绍了蛋白激酶R抑制剂、人参皂苷Rg1和三黄汤等具有潜力的中、西医靶向干预药物, 为T2DM的临床治疗提供新思路。
胰岛β细胞 2型糖尿病 棕榈酸 氧化应激 内质网应激 islet β cell type 2 diabetes mellitus palmitic acid oxidative stress endoplasmic reticulum stress
华中光电技术研究所—武汉光电国家研究中心，湖北武汉 430223
半球谐振子的机械能量损耗包括材料本征损耗、空气阻尼损耗、支撑损耗、热弹性损耗和表面损耗等，直接影响了半球谐振子 Q值。通过分析这些能量损耗的数学模型，总结出半球谐振子的关键技术指标是材料性能、形位精度和表面粗糙度。综合考虑半球谐振子的精度和工程化应用，提出了一套高精度半球谐振子加工工艺，经过精密磨削、精密抛光和化学抛光后，加工得到的谐振子球面圆度小于 0.25μm，表面粗糙度小于 15nm，品质因数大于 5.2×107。对高精度半球谐振子加工和半球谐振陀螺制造工程化具有重要的指导意义。
半球谐振子 能量损耗 圆度 表面粗糙度 品质因数 hemispherical resonator energy loss roundness roughness quality factor
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.中国科学院大学 材料科学与光电技术学院, 北京 100049
3 3.上海交通大学 医学院附属仁济医院, 上海市肿瘤研究所 癌基因与相关基因国家重点实验室, 上海 200032
4 4.上海市疾病预防控制中心, 上海 200336
新型冠状病毒肺炎(Corona Virus Disease 2019, COVID-19)疫情大流行引起全球对此重大突发公共卫生事件的高度关注。新型冠状病毒(SARS-CoV-2)经过多次突变, 出现传染速度加快、免疫逃逸、隐匿性传播等特性, 令防控形势至今仍异常严峻。对患者的早发现、早隔离仍然是目前最有效的防控措施。因此, 迫切需要快速、高灵敏的检测手段来甄别此病毒, 以便及早识别感染者。本文简要介绍了SARS-CoV-2的一般特征, 并针对核酸、抗体、抗原及病原体作为检测靶标的不同检测手段及最新进展进行分类概述; 对一些光学、电学、磁学以及可视化的新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测技术上的应用进行了分析。鉴于纳米技术的应用在提高检测灵敏度、特异性以及准确率上具有优势, 本文详细介绍了新型纳米传感器在SARS-CoV-2检测中的研究进展, 包括表面增强拉曼基生物传感器、电化学生物传感器、磁纳米生物传感器以及比色生物传感器等, 并探讨了纳米材料在新型生物传感器构建中的作用和挑战, 为纳米材料研究人员开发各种类型的冠状病毒传感技术提供思路。
SARS-CoV-2 检测方法 核酸 抗体 抗原 纳米材料 生物传感器 综述 SARS-CoV-2 detection method nucleic acid antibody antigen nanomaterial biosensor review 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230243
Yize Liang 1,2,3Hongya Wang 1,2,3Xi Zhang 1,2,3Jianzhou Ai 1,2,3[ ... ]Jian Wang 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Huazhong University of Science and Technology, Wuhan National Laboratory for Optoelectronics and School of Optical and Electronic Information, Wuhan, China
2 Optics Valley Laboratory, Wuhan, China
3 Shenzhen Institute of Huazhong University of Science and Technology, Shenzhen, China
4 Boston University, College of Engineering, Boston, Massachusetts, United States
Recently, structured light beams have attracted substantial attention in many applications, including optical communications, imaging, optical tweezers, and quantum optics. We propose and experimentally demonstrate a reconfigurable structured light beam generator in order to generate diverse structured light beams with adjustable beam types, beam orders, and beam sizes. By controlling the sizes of generated free-space structured light beams, free-space orbital angular momentum (OAM) beams and vector beams are coupled into an air–core fiber. To verify that our structured light generator enables generating structured light with high beam quality, polarization distributions and mode purity of generated OAM beams and vector beams in both free space and air–core fiber are characterized. Such a structured light generator may pave the way for future applications based on higher-order structured light beams.
structured light beams orbital angular momentum vector beams air–core fiber Advanced Photonics Nexus
2023, 2(3): 036015
1 浙江大学物理学院, 杭州 310027
2 浙江大学杭州国际科创中心, 先进半导体研究院和浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室, 杭州 311200
3 浙江大学材料科学与工程学院, 硅材料国家重点实验室, 杭州 310027
4 浙江机电职业技术学院增材制造学院, 杭州 310053
作为制备半导体晶圆的重要工序, 线锯切片对半导体晶圆的质量具有至关重要的影响。本文以发展最成熟的硅材料为例, 介绍了线锯切片技术的基本理论, 特别介绍了线锯切片技术的力学模型和材料去除机理, 并讨论了线锯制造技术及切片工艺对材料的影响。在此基础上, 综述了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工中的应用和技术进展, 并分析了线锯切片技术对碳化硅晶体表面质量和损伤层的影响。最后, 本文指出了线锯切片技术在碳化硅晶圆加工领域面临的挑战与未来的发展方向。
线锯切片 硬脆材料 单晶碳化硅 晶圆加工 砂浆线切割 金刚线切割 wire saw slicing brittle-and-hard material single crystal silicon carbide wafer processing slurry sawing diamond wire sawing
1 浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院，浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室，杭州 311200
2 浙江大学硅材料国家重点实验室，材料科学与工程学院，杭州 310027
3 杭州乾晶半导体有限公司，杭州 311200
4 浙江机电职业技术学院，杭州 310053
研磨作为4H碳化硅(4H-SiC)晶片加工的重要工序之一，对4H-SiC衬底晶圆的质量具有重要影响。本文研究了金刚石磨料形貌和分散介质对4H-SiC晶片研磨过程中材料去除速率和面型参数的影响，基于研磨过程中金刚石磨料与4H-SiC晶片表面的接触情况，推导出简易的晶片材料去除速率模型。研究结果表明，磨料形貌显著影响4H-SiC晶片的材料去除速率，材料去除速率越高，晶片的总厚度变化(TTV)越小。由于4H-SiC中C面和Si面的各向异性，4H-SiC晶片研磨过程中C面的材料去除速率高于Si面。在分散介质的影响方面：水基体系研磨液的Zeta电位绝对值较高，磨料分散均匀，水的高导热系数有利于控制研磨过程中的盘面温度；乙二醇体系研磨液的Zeta电位绝对值小，磨料易发生团聚，增大研磨过程的磨料切入深度，晶片的材料去除速率提高，晶片最大划痕深度随之增大。
4H碳化硅 研磨 金刚石磨料 分散介质 材料去除速率 面型参数 4H-SiC lapping diamond abrasive dispersion medium material removal rate surface parameter
中国科学院空天信息创新研究院 中国科学院定量遥感信息技术重点实验室, 北京 100094
针对目前传统的地物光谱仪对光信号强度要求较高, 只能白天使用, 无法在夜间使用而导致夜间遥感在轨辐射定标不确定度较高的问题, 提出一种将传统光谱仪的CCD(Charge-Coupled Device)探测器与像增强器直接耦合提升光谱仪低照度条件下信息获取能力的技术方案。基于该技术方案的光谱仪可有效实现地面目标光谱信息的夜间测量。相关测试试验结果表明: 在入射光源只有月光和星光的条件下, 该微光光谱仪可有效实现对地面目标光谱信息的测量, 且性能良好稳定, 未来可应用于夜间遥感定标、夜间目标光谱信息获取等应用领域, 为夜间遥感在轨定标精度的提升奠定技术基础。
