为了有效抑制激光照射目标表面所产生的散斑效应, 提高激光主动成像图像质量, 提出采用多光束照明技术, 通过理论分析与仿真实验相结合的方式验证了多光束照明在抑制回波散斑效应方面的作用。首先, 建立了多光束分光照明模型, 理论分析了多光束照明对于完全散射叠加场和部分散射叠加场的散斑抑制原理。在此基础上, 根据理论模型构建了仿真实验系统, 采用不同能量分配的分光方式, 对3种不同表面粗糙度的目标进行了单光束回波散斑对比度和多光束回波散斑对比度实验评估。实验结果表明: 等能量4光束照明的回波散斑对比度仅为单光束对比度的1/2, 与理论分析结果完全吻合, 充分验证了多光束照明技术在回波光场散斑抑制方面的有效性。

采用CaxSi合金前驱物和EuB6常压氮化制备了CaAlSiN3∶Eu2+氮化物红色荧光粉。研究了不同烧结温度、添加助熔剂及二次烧结对发光性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、荧光分光光度计对发光材料的形貌、晶体结构、发光性能与热稳定性进行了研究。分析结果表明: 通过合金前驱物常压氮化法得到的氮化物荧光粉具有CaAlSiN3结构, 空间群为Cmc21。CaAlSiN3∶Eu2+红色荧光粉的最佳烧结温度为1 550 ℃。添加质量分数为6%的 SrF2助熔剂后, 荧光粉发光强度的提升效果最好。添加6% SrF2助熔剂及二次烧结后得到的荧光粉的晶粒生长更加完整, 颗粒度明显改善, 发射光谱的相对强度也明显提高, 比未加助熔剂单次烧结的荧光粉相对强度提高了近一倍。将发射峰位在640 nm的Ca0.98AlSiN3∶0.02Eu2+红色荧光粉应用在白光LED的封装中, 获得了色温为3 109 K、显色指数为92.5以及色温为4 989 K、显色指数为95.8的高显色白光LED, 说明本文合成的氮化物红色荧光粉可以实现暖白光和正白光高显色的白LED发光器件。

研制了染料掺杂胆甾相液晶激光器, 测试分析了器件激光输出特性。将激光染料DCM、手性剂S-811、液晶TEB30A按一定比例混合, 注入摩擦取向的液晶盒中, 形成平面态排列的胆甾相液晶激光器件。利用532 nm波段的Nd:YAG脉冲倍频激光泵浦液晶器件, 获得了禁带边沿激光输出, 测量分析了激光能量阈值特性与激光光斑能量分布特点。液晶激光器在光子禁带边沿607 nm和680 nm处获得激光输出, 线宽小于0.5 nm。在液晶器件中, 光子禁带边缘处光子态密度最大, 此处器件阈值较低, 容易产生激光辐射。

探讨低能量激光照射(low-level laser irradiation , LLLI)联合压力刺激对人成骨样细胞的碱性磷酸酶(alkaline phosphatase, ALP)活性和胞内Ca2+浓度的变化规律的影响, 揭示LLLI促进正畸牙齿压力侧骨改建的机制。 将对数生长期的人成骨样细胞MG-63随机分为4组, 对细胞施加压力采用Forcel四点弯曲体外细胞力学加载装置, 用Ga-Al-As半导体激光器(808 nm, 500 mW)进行照射。 组Ⅰ(对照组): 不加力, 不进行激光照射。 组Ⅱ(压力组): 利用细胞加载装置对细胞加压力, 加力板变形量为3 000 ustrain, 加力时间1 h。 组Ⅲ(激光组): 激光照射1 min, 剂量3.75 J·cm-2 。 组Ⅳ(联合组): 细胞加力(加力方式同组Ⅱ)后, 激光照射(方式同组Ⅲ)。 四组细胞均用分光光度计测量细胞内ALP活性。 第二部分实验对胞内Ca2+浓度变化进行测定, 将MG-63细胞分为2组: 压力组和激光张力组, 2组细胞分别加力0, 5, 15, 30, 60 min, 激光压力组再激光照射1 min后收取细胞。 用荧光探针Fluo-3-AM测定成骨样细胞内Ca2+浓度。 结果显示第一部分实验与对照组相比, 其余3组的ALP活性均明显增强( p<0.05), 但联合组的ALP 活性分别低于压力组和激光组(p<0.05)。 第二部分实验显示: 第1组压力引起胞内Ca2+浓度随时间剧烈变化, 第2组变化曲线平缓, 但Ca2+浓度水平两组无明显差异。 由此得出结论适宜的压力和弱激光及联合应用均能增加成骨细胞的ALP活性, 两者联合应用时较单独应用时成骨细胞的ALP活性稍有降低, 压力组和激光压力组胞内Ca2+浓度的变化曲线不同, 说明在正畸牙齿的压力侧, 低能量激光的应用可以降低由压力引起的成骨细胞活性增加, 减少成骨, 破骨相对增加, 促进牙齿移动, LLLI极可能通过调节Ca2+浓度的变化规律来调节成骨细胞活性。

研制了千赫兹213 nm深紫外全固态激光器。激光器采用脉冲LD侧面泵浦方式和电光调Q技术，实现了10瓦级基频光的稳定输出。利用多次倍频技术，实现了稳定的213 nm深紫外激光输出。当LD泵浦电流为80 A时，213 nm激光输出的最大平均功率达到了151 mW，激光器重复频率为1 kHz，激光脉冲宽度为10 ns，功率不稳定度为3%。同时，对激光在非线性晶体中的偏振匹配和不同重复频率条件下的激光器运转特性进行了分析。

对成骨样细胞施加了周期性张力,探讨了成骨细胞MG-63受张力时的细胞周期和胞内Ca2+浓度的变化规律以及低能量激光照射(LLLI)对此变化规律的影响,揭示了LLLI促进骨形成的机制.实验首先将MG-63细胞随机分成对照组、加力组、激光加力组3组,用流式细胞术检测各组细胞周期.然后,将MG-63细胞分为张力组和激光张力组两组,对胞内Ca2+浓度变化进行测定,对2组细胞分别加力0,5,15,30,60 min,再对激光张力组施加激光照射1 min后收取细胞,并用荧光探针Fluo-3-AM测定成骨样细胞内Ca2+浓度和Ca2+阳性细胞百分比.结果显示:MG-63细胞加载张力后,细胞增殖指数提高,施加LLLI后受力的成骨细胞增殖指数进一步提高.张力引起胞内Ca2+浓度增加,变化剧烈,LLLI使变化曲线平缓,且胞内Ca2+浓度和Ca2+阳性细胞百分比增加.实验结果表明:LLLI可促进受张力的成骨细胞增殖,推测可能是通过调节成骨细胞内Ca2+浓度的变化规律和水平来完成的.