省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室，湖南师范大学生命科学学院，长沙 410081
同龄的黄颡鱼(Pelteobagrus fulvidraco)呈现明显的两性生长差异，即雄性个体的体长、体重皆大于雌性个体。而mTOR信号通路在细胞生长、发育以及蛋白合成过程中起重要作用。为了了解黄颡鱼两性差异的营养生长机制与mTOR信号通路之间的关联性，本试验首先在生理生化特性方面对雌、雄黄颡鱼的肌肉营养成分进行了比较分析。结果表明，在雌、雄黄颡鱼的比较分析中，除了两者的水分、粗蛋白、粗脂肪含量差别不大以外，在矿物元素、氨基酸组成、蛋白的氨基酸组成和脂肪酸组成等方面，雌性黄颡鱼肌肉的营养品质相对雄性更优。针对mTOR信号通路主要基因开展实时荧光定量PCR分析，结果显示，除性腺组织外，AKT1、AKT2、AKT3、mTOR、S6KA、S6KB、4E-BP1基因在雄性黄颡鱼的肌肉、肝、肾和心脏组织中的表达均显著高于雌性，这可能与雌雄黄颡鱼生长差异有关。本研究为进一步探索黄颡鱼两性生长差异的分子机制奠定了试验基础。
黄颡鱼 营养成分 生长差异 基因表达分析 mTOR信号通路 Pelteobagrus fulvidraco nutritional composition growth difference gene expression analysis mTOR signaling pathway
1 长春理工大学光电工程学院，吉林 长春 130022
2 长春理工大学空间光电技术研究所，吉林 长春 130022
3 鹏城实验室，广东 深圳 518000
导引头在3 Ma（1 Ma≈340.3 m/s）超音速飞行状态下，受到气动加热的光学窗口温度急剧上升，产生大量红外热辐射，干扰探测器的成像质量。为研究气动热辐射对导引头红外成像的影响：采用ANSYS软件对导引头进行三维建模、有限元网格划分及温度场仿真；采用普朗克黑体辐射公式与TracePro软件计算仿真得到的目标源与光学窗口在不同温度下产生的辐照度，建立信噪比模型，分析光学窗口温度及目标相对距离对导引头红外成像质量的影响。实验结果表明，导引头在2、11、20 km海拔高速飞行10 s后，红外成像系统信噪比分别下降了91.8%、50.1%、20.7%，信噪比的下降会严重影响红外系统成像质量，必须使用制冷措施冷却光学窗口以降低干扰。研究结果可为导引头的光学窗口及光学探测系统的设计提供数据参考，为克服气动热辐射干扰的相关研究提供理论依据。
大气光学 气动光学 热辐射 成像质量 光学窗口 激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0201001
1 省部共建淡水鱼类发育生物学国家重点实验室，湖南师范大学生命科学学院，长沙 410081
2 湖南省水产科学研究所，长沙 410153
由于环境污染以及人工捕杀等因素，野生黑斑蛙(Rana nigromaculata)的数量已远不能满足人们的需求，因此，人工驯食蛙养殖逐渐兴起。但是，要保证驯食蛙的产量，第一步就是解决食物的摄取问题。而舌头是一个重要的摄食和味觉器官，直接影响了其对食物的摄取与否。因此，本研究采用光学显微技术、扫描电子显微技术及透射电镜超微技术对野生黑斑蛙和驯食黑斑蛙的舌背表面及内部超微结构进行了研究。石蜡切片研究表明，野生黑斑蛙与驯食黑斑蛙二者都有角质化的丝状乳头和菌状乳头。丝状乳头分布在整个舌背表面，并由主乳头和次级乳头构成。菌状乳头呈圆形，位于舌尖和舌缘; 去除上皮后，菌状乳头的上皮细胞呈火山状，顶部有一个味蕾腔。但二者在舌组织学结构上也存在一定的差异: 野生黑斑蛙舌表面的丝状乳头相对更加发达，且角质化程度比驯食黑斑蛙更明显。通过扫描电镜超微结构的比较发现，在野生和驯食黑斑蛙中都可以观察到位于背表面尾部区域舌侧的大尺寸轮廓乳头，以及由上皮褶皱组成的叶状乳头，并由平行的凹槽分隔开。二者的舌组织扫描亚显微结构也存在一定的差异: 野生黑斑蛙舌表面的丝状乳头更加发达，其角质化程度比驯食黑斑蛙更大，这与石蜡切片研究结果一致。通过透射电镜超微结构的比较观察发现，野生和驯食黑斑蛙的舌心由骨骼肌纤维、结缔组织和舌腺组成。肌纤维在三个平面上交叉，固有层和黏膜下层包含有血管和神经纤维, 周围环绕着薄的结缔组织纤维。唾液腺局限于舌的后部，由许多浆液细胞和黏液细胞组成。因此，可推测黑斑蛙舌组织结构与其摄食食物是密切相关的。本研究结果既丰富了黑斑蛙乃至两栖类动物舌组织学结构的研究，也为野生黑斑蛙种质资源保护、驯食黑斑蛙饲料配方的改良及其产业发展提供了试验依据。
野生黑斑蛙 驯食黑斑蛙 舌乳头 组织学 水产养殖 wild Rana nigromaculata domesticated Rana nigromaculata lingual papilla histology aquaculture
1 广东省特殊儿童发展与教育重点实验室，广东 湛江 524048
2 岭南师范学院物理科学与技术学院，广东 湛江 524048
糖度检测在生物、医疗等领域具有关键作用。为了提高旋光法测量糖溶液浓度的分辨率，本文提出利用正交反射镜消除偏振光被金属平面镜反射后的消旋光现象，建立了参考臂和测量臂信号的相位差与溶液浓度之间的函数关系，并研究了正交反射多次旋光效应。在不增加样品长度的前提下，通过多次旋光使分辨率倍增。以葡萄糖溶液为例，四次旋光的实验结果表明：在0~0.4690 g/mL范围内，浓度测量分辨率为8×10-6 g/mL，最大测量相对误差小于0.54%。正交反射多次旋光检测技术可以为血糖与自闭症发病机理研究提供实时在线血糖检测。
光谱学 旋光法 正交反射 多次旋光 葡萄糖浓度 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2130001
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electrical and Information Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China
2 School of Physics Science and Technology, Lingnan Normal University, Zhanjiang 524048, China
3 School of Instrumentation Science and Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
An improved self-mixing grating interferometer based on the Littrow structure has been proposed in this Letter to measure displacement. The grating is integrated inside the interferometer to reduce the impact on the vibration parameters of the object caused by the grating attached to the vibrating object. The st diffracted light returns to the laser cavity after being reflected by the target object, and self-mixing interference occurs. The displacement can be reconstructed by processing the self-mixing signals. The feasibility of the proposed interferometer is demonstrated by experimental measurements, and results show that it can achieve micro displacement measurement with the maximum absolute errors of less than 50 nm.
displacement sensor self-mixing interferometer diffraction grating Chinese Optics Letters
2021, 19(10): 101402
Author Affiliations
Abstract
1 College of Electrical and Information Engineering, Northeast Petroleum University, Daqing 163318, China
2 School of Physics Science and Technology, Lingnan Normal University, Zhanjiang 524048, China
3 Faculty of Materials and Manufacturing, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China
A novel reconstruction method of nanometer micro-displacement of Fabry–Perot (F-P) interference is proposed in this study. Hilbert transforms are performed for F-P interference fringes, and the obtained signal performs tangent operation with the original signal. Finally, the validity of the proposed algorithm and the structure are verified by simulation and several experimental measurements for vibration. Results from the experiments show that the maximum relative error is 4.9%.
displacement reconstruction phase unwrapping Fabry–Perot interferometer Chinese Optics Letters
2021, 19(9): 091202
1 中国科学院半导体研究所 半导体集成技术工程研究中心, 北京 100083
2 中国科学院大学 微电子学院, 北京 100049
3 中国科学院大学 材料与光电研究中心, 北京 100049
4 中国科学院半导体研究所 超晶格国家重点实验室, 北京 100083)
为了提高场效应晶体管太赫兹探测器的响应度并降低噪声等效功率, 需要对探测器集成平面天线的结构进行合理设计与优化, 本文对集成平面天线结构的场效应晶体管太赫兹探测器的研究进行了深入调研。首先, 对场效应晶体管太赫兹探测器的工作原理进行了分析, 介绍了集成平面天线如何解决耦合太赫兹波效率低的问题。然后, 介绍了一些常用的平面天线结构, 包括偶极子天线、贴片天线、缝隙天线、grating-gate和其他类型的结构, 比较了各种天线的性能以及引入后对太赫兹探测器响应度的影响。通过对比不同天线结构的探测器响应度和噪声等效功率等参数指标, 发现: 采用平面天线结构之后, 场效应晶体管太赫兹探测器的响应度有了大幅度的提升, 各种类型的天线对探测器响应度都有不同程度的提升。本文着重介绍了几种集成于场效应晶体管的平面天线结构, 包括各种天线的性能和研究进展, 最后分析了场效应晶体管太赫兹探测器存在的问题和发展趋势。
场效应晶体管太赫兹探测器 平面天线 grating-gate结构 响应度 噪声等效功率 FET THz detectors planar antenna grating-gate responsivity noise equivalent power
红外热像是目前被广泛应用于各个领域的一种无损检测技术，但因设备的不足和使用环境的影响，红外图像会出现低分辨率、低对比度、低信噪比等缺陷，这无疑会对缺陷的定性和定量识别带来很大的困难，所以红外图像的处理则成为了无损检测中极其重要的环节，对整个工业领域的发展起着促进作用。本文介绍了红外技术中图像处理部分，包括预处理和图像识别；列举了目前在图像预处理阶段被广泛使用的处理技术，如神经网络、视网膜皮层、数字细节增强、Contourlet变换等技术，并简要列出其优缺点；介绍了主要运用于复合材料检测中的图像识别技术，如：温度信号重构、脉冲相位法、主成分分析、独立成分分析、区域生长法等技术，并给出了学者们的部分实验结果和实验结论；最后总结了该技术的发展趋势。
红外热像 红外无损检测 图像预处理 图像识别 infrared thermography, infrared nondestructive tes
