1 昆明理工大学材料科学与工程学院，云南 昆明 650093
2 云南省新材料制备与加工重点实验室，云南 昆明 650093
近红外光写入的光激励发光材料不仅能推进光激励发光材料在信息存储领域的实用化进程，也能在生物成像和编码方面发挥独到的作用。然而，近红外光写入型的高容量光激励发光材料仍旧十分缺乏。首先以具有热辅助紫外光激发增值填充容量的BaSi2O5∶Eu2+，Nd3+材料作为基础，进一步掺杂Yb3+离子实现近红外光的热转化，然后复合含有蓝、紫光发射的NaYF4∶Yb3+，Tm3+上转换发光材料，成功展示了980 nm激光调控的强度复用光存储。本研究不仅提供了一种高效的近红外光写入型的光激励信息存储材料，还表明了基于热辅助光激励发光材料构建高效近红外光写入的高简效性。
光激励发光材料 近红外光写入 热辅助激发 信息存储 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0116005
1 江南大学化学与材料工程学院，江苏 无锡 214122
2 陕西师范大学材料科学与工程学院，陕西 西安 710119
上转换粒子（UCPs）辅助近红外光聚合（UCAP）作为一种新型光聚合方法在聚合化学中显示出潜在的应用价值，UCPs的上转换发光效率是影响其光聚合效率的关键因素。利用乙二胺四乙酸（EDTA）辅助的水热法合成了一系列NaYbF4∶Tm3+微晶体，探究了氟化钠（NaF）和EDTA含量、敏化剂掺杂比例以及水热温度对UCPs的形貌以及上转换发光强度的影响，并进一步研究了UCPs对近红外光聚合行为的影响。研究结果表明：氟源的加入会促进产物的相变并使长径比增大，适量的氟源可以增强上转换发光；此外，降低敏化剂掺杂浓度、提高反应温度以及降低配体的含量都可以在一定程度上增强UCPs的荧光强度。研究发现，增加近红外光光强可以有效提升粒子的荧光强度和紫外发射波段的占比，从而获得更快的聚合速率以及更高的官能团转化效率。最后，将最优条件下合成的UCPs应用于近红外光固化墨水直写3D打印，展现了其在3D打印领域的应用潜力。
上转换发光 水热法 光聚合 近红外光 3D打印 激光与光电子学进展
2023, 60(21): 2116004
光学 精密工程
2023, 31(16): 2333
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Biomedical Optics and Optometry, Key Laboratory of Medical Optical Technology and Instruments Ministry of Education, University of Shanghai for Science & Technology, 200093, P. R. China
2 Department of Paediatric Dentistry, Ninth People’s Hospital, Shanghai Jiaotong University, 200011, P. R. China
3 Equipment Department, Nantong Hospital of Traditional Chinese Medicine, 226007, P. R. China
4 Engineering Research Centre for Optical Instruments and Systems, Ministry of Education, Shanghai Key Laboratory of Modern Optical Systems, University of Shanghai for Science & Technology, 200093, P. R. China
Objective:We applied hyperspectral imaging (HSI) system to distinguish early caries from sound and pigmented areas. It will provide a theoretical basis and technical support, for research and development of an instrument that could be used for screening and detection of early dental caries.
Methods:Eighteen extracted human teeth (molars and premolars), with varying degrees of natural pathology and no degree of decay involving dentin were obtained. HSI system with a wavelength range from 400 to 1000nm was used to obtain images of all 18 teeth containing sound, carious and pigmented areas. We compared the spectra of the wavebands at both 500nm and 780nm from the different tooth states, and the reflectance difference between sound versus carious lesions and sound versus pigmented areas, respectively.
Results:There was a slight difference in reflectance between carious areas and pigmented areas at 500nm. A substantial difference was additionally noted in reflectance between carious areas and pigmented areas at 780nm.
Conclusion:The results have shown that the interference of tooth surface pigment can be eliminated in the near-infrared (NIR) waveband, and the caries can be effectively identified from the pigmented areas. Thus, it could be used to detect carious areas of teeth in place of the traditional visual inspection method or white light endoscopy.
Clinical significance:The NIR diffused light signal enables the identification of early caries from pigment and other interference, providing a reasonable detection tool for early detection and early treatment of teeth diseases.
Hyperspectral imaging near-infrared light early dental caries spectral reflectance Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(3): 2250036
喀什大学化学与环境科学学院新疆特色药食用植物资源化学实验室，新疆 喀什 844006
利用高温固相法制备了BaGa2O4∶Cr3+，Sm3+（BGO∶Cr，Sm）近红外长余辉发光（PersL）材料，考察了Sm3+掺杂浓度和煅烧温度对BGO∶Cr，Sm晶体结构和发光性能的影响，初步探讨了近红外余辉发光机理。结果表明：当长余辉发光材料组成为BGO∶Cr0.06，Sm0.004且煅烧温度为1100 ℃时，可以获得高纯度的BGO∶Cr，Sm长余辉发光材料，其发射波长为734 nm。Cr3+与Sm3+共掺杂为应用于生物成像的BGO提供了优化策略，同时为开发长余辉发光材料提供了良好范例。
材料 近红外光 长余辉发光 Sm3+掺杂 镓酸钡
吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
光热治疗以其无创性、非侵入性、副作用小等特点受到了广泛关注。二维碳化钛（MXene）作为一种新型纳米材料，具有优异的物理和化学性能，其中包括良好的光热效应。本课题组通过静电吸附作用构建了基于MXene的光热/化疗协同治疗纳米试剂，该纳米试剂具有优异的消光系数［24.05 L/（g·cm）］以及出色的光热转效率（31.34%）。体外细胞实验结果表明该纳米对HepG2细胞起到了良好的抑制效果，经其治疗后的细胞存活率仅为21.09%。
医用光学 光热治疗 MXene 化疗 近红外光 纳米材料
中电科思仪科技股份有限公司，山东 青岛266555
基于铟镓砷(InGaAs)光电二极管设计了一种大动态范围近红外光功率测量电路。在不使用外置光衰减片的条件下，它可以测量-95~10 dBm范围内的近红外光功率。该光功率测量电路采用了自动偏压控制、多档放大量程、差分采样电路等技术，并通过电磁屏蔽设计抑制了杂散光噪声和电路暗噪声，从而提高了测量动态范围。测试结果表明，这种近红外光功率测量电路的动态范围达到105 dB，在-60~10 dBm范围内的线性度优于±002 dB。
近红外光 动态范围 光电二极管 near-infrared light dynamic range photodiode0
教育部物质非平衡合成与调控重点实验室，陕西省量子信息与光电量子器件重点实验室，西安交通大学物理学院，陕西 西安 710049
光动力治疗以其高度选择性和低侵入性已在肿瘤和皮肤类疾病的临床治疗中展现出巨大的优势和广阔的前景。基于近红外光激发的双光子光动力治疗克服了传统紫外-可见光在生物组织中穿透能力有限的缺点，同时，非线性光学效应提升了光激活的时间和空间分辨率，使得其在深层肿瘤和病灶的精准诊疗中受到广泛关注。本文介绍了双光子光动力的基本原理，总结了目前高效双光子光敏剂的开发设计以及双光子光敏特性的表征技术，以具有聚集诱导发光特性的光敏剂为代表，对当前双光子光动力治疗的研究进展进行讨论和分析。最后对双光子光动力治疗未来的发展方向进行了展望。
医用光学 双光子 光动力治疗 光敏剂 近红外光 聚集诱导发光 中国激光
2022, 49(15): 1507101
1 北京创盈光电医疗科技有限公司, 北京 1001762
2 哈尔滨医科大学, 人体自身免疫疾病诊疗技术国家地方联合工程研究中心, 哈尔滨 150081
通过分析红光/近红外LED光照射治疗(LED光疗)对外周血单核细胞中疼痛相关炎症因子及趋化因子的表达影响, 研究红光/近红外光生物治疗对疼痛的抑制作用。在用人单核细胞THP-1评价红光/红外光的安全剂量的基础上制备健康成年人外周血单核细胞(PBMC), 进行红光/红外光照射处理后, 用荧光定量PCR法检测疼痛相关炎症因子及趋化因子的表达变化。结果显示, 经过红光/近红外LED光疗后, 与对照组相比, PBMC的CXCL12、CXCL13、CX3CL1、CCL4、CCR2、IL-4、IL-6和MMP2基因表达水平明显下调, 表明红光/近红外LED光疗可通过抑制PBMC中疼痛相关趋化因子及炎症因子表达发挥抗疼痛作用。此研究可为疼痛辅助治疗提供新的思路。
红光/近红外LED光照射治疗 外周血单核细胞 趋化因子 炎症因子 疼痛 red/near infrared light irradiation therapy peripheral blood monocytes chemokines inflammatory factors pain
