1 兰州理工大学 兰州 730000
2 中国科学院近代物理研究所 兰州 730000
3 中国科学院大学 北京 101408
西蓝花（Brassica oleracea var. italica）是我国重要的蔬菜作物之一，其种子主要源于进口，亟需开发属于我国的创新型品种。为探究高能重离子束对西蓝花的当代生物学效应，本研究采用碳离子束辐照西蓝花种子，检测其幼苗期的生长指标、抗氧化酶活性、光合指标和叶绿素荧光等参数。结果表明：100~500 Gy的辐照对种子的萌发没有显著影响，600 Gy显著抑制其萌发。100~600 Gy辐照后根长、芽长、苗高、叶面积总体上随剂量增加而降低。碳离子束辐照西蓝花的半致死剂量（Median lethal dose，LD50）为415.89 Gy，使根长减半的剂量为495.12 Gy。辐照后幼苗的超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）和过氧化物酶（Peroxidase，POD）活性均高于对照，过氧化氢酶（Catalase，CAT）的活性低于对照，400 Gy辐照后丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量显著升高。随吸收剂量的增加光合色素（叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素）呈现先升高再降低的趋势，最高值出现在300 Gy处。净光合作用、蒸腾速率和气孔导度均与吸收剂量负相关，辐照后非光合淬灭系数显著升高。结果表明，重离子束辐照抑制了西蓝花植株的生长，影响了抗氧化酶活性和光合作用。本研究为西蓝花的重离子束辐照诱变育种提供了基础数据。
西蓝花 重离子束 辐照 诱变育种 生理响应 Brassica oleracea Heavy ion beam Irradiation Mutation induction breeding Physiological response 辐射研究与辐射工艺学报
2024, 42(1): 010402
中国科学院西安光学与精密机械研究所信息光子学研究室， 陕西 西安 710119
综述了单光纤成像技术的研究现状和动态。单光纤成像技术采用单根多模光纤进行成像，光纤既是成像器件又是传像器件，无需增加扫描器件和成像透镜便可将光纤一端视场范围内的场景一次性传输到另一端，因此又称为宽场光纤成像技术。该技术可减小成像光纤探头的直径，实现超细内窥成像。单光纤成像技术是一种计算成像方法，是在全息光学和傅里叶光学的基础上发展起来的，包括传输矩阵法和相位补偿法两种成像方法。对于多模光纤，如果可以预先得到频域（或空间域）的传输矩阵，则可以从光纤输出端光场中恢复目标图像,也可以预先测量光束通过光纤后的波前畸变。在成像系统中增加该波前畸变的共轭相位场，可以消除相应的波前畸变，从而在输出端获得不失真的目标图像。
光纤光学 内窥镜 全息 相位共轭 传输矩阵 显微成像 激光与光电子学进展
2017, 54(3): 030005
1 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 西北大学物理学院, 陕西 西安 710069
提出了一种基于荧光强度比值法的光纤温度传感器并通过实验来具体探究其性能。实验中采用塑料光纤来传导激励光，以及接收罗丹明B 和罗丹明110两种荧光物质发出的荧光。由于罗丹明B 对温度敏感而罗丹明110对温度不敏感，因此可通过计算两种物质的荧光强度比来标定温度。为了得到理想的测温性能，进行了大量实验以确定出可用于比值法的最佳荧光光谱范围。该传感器在25~60 ℃的范围内能稳定工作，可获得0.38 ℃的最小均方误差及0.0134 /℃的灵敏度。此外，通过实验证明该传感器对曲率半径大于9 mm 的光纤弯曲不敏感；在现场温度测量方面有较大的应用潜力。
光纤光学 荧光强度比率 谱间隔 温度传感器 塑料光纤
1 西北大学物理学院, 陕西 西安 710069
2 陕西科技大学理学院, 陕西 西安 710021
3 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
浑浊介质引起的多光散射会扭曲光波传播，使图像变得模糊。浑浊透镜成像（TLI）则可以重建这种被扭曲的图像。在该方法中，需要提取输光场的复电场（复振幅）信息，以计算浑浊介质的传输矩阵。但是CCD记录的是图像的强度信息，丢失了扭曲光场的相位信息。由于物光经过浑浊介质后变成了强度剧烈变化的散斑图像，直接进行相位解调会产生较大误差。为了消除散斑强度变化的影响，分别记录扭曲光场图像、参考光图像、干涉条纹图像和背景光图像。根据对应关系换算出干涉余弦因子，对余弦因子应用希尔伯特变换进行相位解调就可以比较准确地计算出散斑的相位。通过上述方法成功地计算出扭曲图像的复电场及浑浊介质的传输矩阵。由于对振幅的测量采用直接方法，因而对于散斑干涉条纹来说，该方法的计算结果更加准确。
成像系统 相位解调 希尔伯特变换 浑浊介质成像 光学学报
2015, 35(s1): s111005
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 信息光子学研究室, 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 西北大学 物理系, 西安 710069
基于荧光强度比值法, 设计了一种使用两种荧光染料的光纤温度传感器.实验中, 罗丹明B和罗丹明110分别为对温度敏感和对温度不敏感的荧光传感物质, 利用聚合物光纤来传导激发光及接收荧光.由于两种染料的荧光谱峰相距60 nm, 因此容易将二者对应的荧光谱分开.通过确定能代表两种染料的最优荧光光谱范围, 获得具有良好线性度的温度-荧光强度标定曲线.实验研究了不同浓度的荧光染料对标定曲线的影响, 当染料浓度为0.3 g/L时, 可获得0.28℃的最小均方误差及0.0128/℃的灵敏度.此外, 该传感器还具备一定的抗光源扰动和抗荧光染料漂白的能力.
荧光强度比值 聚合物光纤 双荧光 温度传感器 荧光基团浓度 Fluorescence intensity ratio Polymer optical fiber Dual-fluorescence Temperature sensor Concentrations of fluorophore
提出一种具有温度自校准功能的光纤折射率(RI)传感器, 传感头结构由2段很短的多模光纤(MMF)之间夹熔一段对折射率不敏感的光纤布拉格光栅(FBG)构成, 传感头总长度为14 mm, FBG可以为折射率测量提供良好的温度校准功能。实验结果证明, 该传感器的折射率灵敏度为126 nm。其干涉光谱共振波长的温度灵敏度为35.09 pm/℃, 用于温度校准的FBG的温度灵敏度为11.14 pm/℃。相比于普通的折射率传感器, 这种具有温度自校准功能的折射率传感器具有良好的实用前景。
光纤传感器 折射率 多模光纤 布拉格光栅 optical fiber sensor refractive index multimode fiber fiber Bragg grating
研究了不同尺寸SiO2胶体微球形成纳米结构薄膜的光学传输特性和光子带隙。通过在玻璃基底上自组装透光的SiO2胶体微球形成胶体晶体薄膜, 依据布拉格定律，分析微球尺寸对胶体晶体光子带隙的影响。为实现可见光波段的全方位减反射，提出通过改变胶体粒径将胶体晶体带隙位置移动至紫外波段，理论计算得出当粒径为112 nm，占空比为0.45时能实现可见光波段0.5%的平均反射率。实验结果表明，玻璃基底在400~800 nm间的平均反射率从4.3%降低至0.7%，最小反射率达0.3%。通过控制微球粒径移动光子带隙位置，优化晶体结构参数实现了可见光波段的减反射，有效提高了光学组件对可见光的利用率。
薄膜 减反膜 SiO2胶体晶体 自组装 亚波长纳米结构 光学学报
2012, 32(12): 1216001
1 空军工程大学 理学院,西安 710051
2 陕西科技大学 理学院,西安 710021
3 西安交通大学 电子物理与器件教育部重点实验室,西安 710049
4 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
介绍了一种新型的多极式偏转器--8瓣状多极偏转器,它可通过将一旋转对称电极均匀开槽切割为8片而成。通过对圆周上各电极电位分布作傅里叶分析,获得了在其内部产生近乎均匀横向偏转场所需要的电极电位设置规律。由于其结构上的旋转对称性以及Laplace方程解的调和性,当在此8瓣偏转器各电极上同时叠加一聚焦透镜所需电位时,它所产生的场中多极场分量为16极场或者更多极场而不影响近轴区的聚焦效果,因而其能与常用的圆筒形电极相结合而形成复合聚焦-偏转系统。其具有的聚焦偏转特性也通过相关的定性分析得以验证。同时,这样结构上的优化也为变像管的小型化设计提供了可能性。
变像管 复合聚焦-偏转系统 瓣状偏转器 傅里叶分析 小型化 streak image tube combined focusing-deflection systems petal-like deflector Fourier analysis miniaturization
1 中科院近代物理研究所,中国甘肃,兰州,730000
2 兰州大学生命科学学院,中国甘肃,兰州,730000
本文采用80MeV/u12C6+和50keV的电子辐照沙打旺干种子,研究沙打旺干种子不同注量的辐照生物学效应,检测其生理生化指标.结果表明:无论是碳离子辐照还是电子辐照,发芽势都随注量的增加先升高后降低,发芽率都随注量增加逐渐降低.其次,碳离子辐照样品,其超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性变化随注量增加先升高后降低,即存在一个峰值,过氧化氢酶(CAT)在高??×106ions/cm2注量的离子辐照中其活性基本不发生变化;不同注量的电子辐照,样品的CAT、SOD、GSH-Px活性都是先升高后降低.第三,无论是碳离子辐照还是电子辐照样品的谷胱甘肽(GSH)含量变化不显著,与注量的变化没有明显的相关性.总而言之,本工作发现碳离子及电子辐照样品,其多个生理生化指标均随注量的增加呈先升高后降低的趋势,但GSH变化对碳离子或电子辐照都不敏感.
重离子 沙打旺 抗氧化酶 发芽率 发芽势 heavy ions Astragalus adsurgens pall anti-oxidative enzyme germination fraction germination potential
1 中科院近代物理研究所,中国甘肃,兰州,730000
2 兰州大学生命科学学院,中国甘肃,兰州,730000
从辐照剂量和修复时间两个角度研究了重离子辐照对肿瘤细胞DNA损伤及细胞周期的影响,为重离子治癌的临床应用积累基础数据.不同剂量的80MeV/u20Ne10+辐照SMMC-7721细胞样品,利用单细胞凝胶电泳技术(Single Cell Gel Electrophoresis,SCGE)对细胞DNA损伤进行了检测,利用流式细胞技术(Flow Cytometry Methods,FCM)对细胞周期变化进行了分析.80MeV/u20Ne10+辐照后4小时内,SMMC-7721细胞的DNA损伤与辐照剂量呈线性关系,在0小时组其线性相关因子r为0.9621,4小时组为0.914;随着修复时间的增加,DNA损伤与辐照剂量不再线性相关,但0.5Gy, 1Gy和2Gy三个剂量点的DNA损伤程度极为相近.另外,重离子辐照后SMMC-7721细胞发生S期和G2/M期阻滞现象,其随剂量变化及时间变化的规律不同于X、γ等低LET(Linear Energy Transfer)射线辐照.
重离子 SMMC-7721细胞 DNA损伤 细胞周期 流式细胞术 heavy ions SMMC-7721 cells DNA damage cell cycle flow cytometry methods
