提出了一种全息三维(3D)显示光学系统滤波窗的优化设计方法。首先,基于标量衍射理论,用复振幅编码方法获得相息图,研究了相息图再现光场在光学系统焦平面上的频谱分布。然后,导出了重建物光场在光学系统焦平面上的频谱中心位置和频率分布公式,并进行了实验验证。最后,提出了一种基于纯相位型空间光调制器全息显示系统滤波窗的优化设计方法。理论仿真及光学实验结果表明,该优化方法可获得优化编码的相息图,且能设计高质量的全息3D显示系统,从而获得高质量的全息再现像。

安徽铜陵、 南陵地区铜矿资源丰富, 古代矿冶遗址数量众多, 最早可追溯至二里头文化时期。 各遗址遍地分布的炉渣、 炉壁等矿冶遗物, 为研究中国早期的铜矿冶炼技术提供了大量的实物资料。 本工作采用X射线衍射分析(XRD)、 X射线荧光分析(XRF)和扫描电镜能谱分析(SEM-EDS)等多种技术手段, 对安徽铜陵、 南陵地区古铜矿冶遗址的炉渣样品进行检测分析, 以了解该地区早期的铜矿冶炼技术。 XRD分析结果显示, 所检测炉渣样品的物相以铁橄榄石、 辉石、 钙铁辉石为主, 伴有石英、 方石英、 磁铁矿等矿物, 符合炼铜渣的物相特征。 根据炉渣的SiO2, CaO和Fe2O3的含量, 可将51个炉渣样品分为三大类: Ⅰ类炉渣、 Ⅱ类炉渣和Ⅲ类炉渣。 其中, Ⅰ类炉渣钙、 硅、 铁含量较高, 其CaO含量远高于Ⅱ类和Ⅲ类炉渣, 为铁硅钙系。 相较而言, Ⅱ类炉渣为高铁系, 其Fe2O3含量明显高于Ⅰ类和Ⅲ类炉渣; Ⅲ类炉渣为高硅系, 其SiO2含量较高, 钙、 铁含量较低。 所有炉渣样品的铁含量均高于普通熔炼渣, 结合其物相分析结果, 可推测全部炉渣为冶炼渣。 Ⅰ类、 Ⅱ类炉渣的Ca和Fe含量呈现很强的负相关性, 且波动范围很大, 显示二者的含量并非人工调控, 更可能是来自矿石中的天然成分。 据此可以推测, 本地区的早期工匠可能尚未认识到含钙和含铁助熔剂的作用, 没有掌握不同类型铜矿石的配矿技术。 SEM-EDS的分析结果表明, 炉渣中的金属颗粒夹杂以冰铜、 红铜和砷铜为主, 表明该地区同时存在红铜和砷铜的冶炼活动。 不同品位的冰铜颗粒大多来自不同遗址, 尚没有在同一遗址发现较多品位依次升高的冰铜颗粒, 因而难以确认冰铜熔炼环节的存在, 不能证明上述遗址是否已采用了“硫化铜矿-冰铜-铜”的冶炼技术。 所发现的冰铜颗粒, 可能是采用硫化铜矿死焙烧工艺或混合矿原料冶炼的结果。 铜陵夏家墩遗址炉渣中砷铜颗粒的存在, 表明该地区早至西周时期, 很可能已掌握了采用共熔还原法冶炼砷铜的技术。 相关研究结果, 对探讨砷铜技术的起源和传播, 以及中国早期冶金技术的发展和生产组织状况均具有重要意义。

硅光子阵列波导光栅(AWG)是实现硅基光子集成的重要器件。根据不同器件结构和材料介绍了该器件的研究进展。器件结构主要包括常规对称型、反射型、级联型和多模干涉仪(MMI)输入型。与常规对称型阵列波导光栅相比,反射型阵列波导光栅使器件尺寸更小;级联阵列波导光栅通道串扰性能更优越;MMI输入阵列波导光栅能获得平坦化输出光谱。硅材料具有高折射率,因此硅纳米线阵列波导光栅弯曲半径极小,器件更加紧凑;氮化硅阵列波导光栅具有良好的通道串扰和偏振性能。还介绍了温度和偏振不敏感阵列波导光栅,并对硅光子阵列波导光栅的未来发展趋势作出预测。

硅光子模斑转换器是硅光子集成芯片与外部光纤连接的关键器件,在集成光路中起着至关重要的作用。标准光纤的模斑尺寸与纳米光子波导的模斑尺寸不匹配,导致标准光纤与纳米级硅波导直接对接时存在很大的耦合损耗,而硅光子模斑转换器能够显著减小它们之间的光损耗。硅光子模斑转换器的一端具有较大的模斑尺寸,与标准光纤的模斑尺寸相匹配;其另一端具有较小的模斑尺寸,与纳米硅光子波导的模斑尺寸相匹配,因此能够显著减小标准光纤与纳米硅光子波导之间的光连接损耗。综述了不同结构转换器的特点,对不同类型的转换器在结构、性能以及应用上的优缺点进行了比较与分析,对硅光子模斑转换器的前景进行了展望,并提出一些看法。

在模拟人体生理条件下, 应用多光谱法和分子对接技术对罗利环素(RTC)与人血清白蛋白(HSA)的相互作用进行了研究。 实验通过消除内滤光来提高荧光数据的准确性。 此外, 荧光光谱和紫外光谱的结果表明RTC与HSA的猝灭方式是静态猝灭, 且在298和310 K温度下的结合位点数分别为1.09和0.95。 在两个不同温度下的结合常数分别为K298 K=3.13×105 L·mol-1和K310 K=0.70×105 L·mol-1。 根据热力学参数的计算结果可知, RTC与HSA的结合作用力主要是氢键和范德华力。 取代实验表明, RTC在HSA的Site Ⅰ, ⅡA子域上有一个结合位点。 根据非辐射能量转移理论得到的RTC和HSA氨基酸残基间的结合距离为2.59 nm。 三维荧光光谱表明RTC和HSA的相互作用改变了蛋白质的构象。 此外, 采用傅里叶变换红外光谱法对RTC与HSA作用前后HSA二级结构的变化进行了定量分析, 结果表明, α-螺旋结构含量降低了8.4%, β-折叠含量从30.3%增加到31.4%, β-转角也从15.6%增加到了16.1%。 分子对接进一步显示RTC通过氢键、 疏水作用力、 极性键等多种作用力与HSA的ⅡA子域上氨基酸残基相互作用。 实验结果有助于从分子水平研究RTC和HSA的相互作用。

在模拟人体生理条件下, 应用光谱法和分子对接技术对氟罗沙星(FIE)与溶菌酶(LYSO)的相互作用进行了研究。 结果表明, FIE与LYSO的猝灭方式是静态猝灭, 且在298和310 K温度下的猝灭常数Ka分别为410×104和074×104 L·mol-1。 根据热力学参数的计算结果可知, FIE与LYSO的结合作用力主要是氢键和范德华力, 结合距离(r=316 nm, ＜8 nm)表明从LYSO到FIE发生了非辐射能量转移。 希尔系数的计算结果表明, 在不同温度下的nH＜1, LYSO和FIE的相互作用属于负协同作用。 圆二色谱结果表明, LYSO和FIE的结合使LYSO的α-螺旋的含量由211% 减少到 88%。 紫外光谱、 三维荧光光谱、 同步荧光光谱结果表明, LYSO和FIE的相互作用改变了LYSO的构象和微环境。 分子对接进一步显示FIE通过氢键、 极性键、 疏水作用力等与LYSO活性部位的ASP-52, TRP-62, TRP-63等氨基酸残基相互作用。 溶菌酶的活性实验表明, 由于以上实验结果说明FIE引起了LYSO的构象改变, LYSO的活性随着FIE浓度的增大而降低, 抑制了LYSO的活性。 该研究结果为阐明FIE在机体内与LYSO的结合机理提供了可靠的实验数据和结果, 为FIE对溶菌酶的的毒性评价和毒理学研究提供了理论依据。

异烟肼(Isoniazid, INH)是最常用的一线抗结核药物之一。 据报道, 人体内高浓度的异烟肼可导致癫痫, 肝功能衰竭, 甚至死亡。 因此, 研究异烟肼对人血清白蛋白(HSA)和过氧化氢酶(CAT)的结构和活性的潜在结合影响有利于评估其毒性和副作用。 在模拟生理条件下, 利用多种荧光光谱和分子对接技术研究INH与HSA和CAT之间的相互作用。 所有荧光数据均进行了内滤光校正以获得更准确的结合参数。 结果表明, INH-HSA和INH-CAT体系的猝灭常数(Ksv)随着温度的升高而降低, 表明INH对HSA及CAT的荧光猝灭机理为静态猝灭。 利用紫外-可见吸收光谱、 同步荧光光谱、 和圆二色(CD)光谱法研究了INH对HSA和CAT构象的影响。 结果发现, INH可改变色氨酸残基的微环境并降低HSA和CAT中α-螺旋结构, 导致蛋白质结构发生伸展, 进而可能影响其生理功能。 分子对接结果表明, INH与HSA的结合位点位于HSA的site Ⅰ, ⅡA子域。 INH可以进入CAT中β-折叠的桶状空腔, 从而抑制CAT的活性。 Hill系数结果表明, INH与左氧氟沙星(LVFX, 一种安全有效的二线抗结核药物, 与其他抗结核药物联合使用可以提高抗结核疗效)之间存在药物协同性, 促进INH与HSA的相互作用。 另外, CD光谱测定表明INH与LVFX的协同作用改变HSA的二级结构, 使α-螺旋结构降低约7.9%。 该研究探讨了INH与HSA和CAT之间的结合作用和毒性机制, 为INH的安全使用提供重要依据。