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基于近红外水光谱组学的阿尔兹海默症诊断方法研究

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光电子·激光 2024年

作者：曾薇黄文昌曾蕊黎远鹏黄富荣胡君辉暨南大学光电工程系广西师范大学物理科学与技术学院

阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease， AD)是一种不可逆转的中枢神经系统退形性疾病，针对目前临床上AD诊断方法存在的主观性强、耗时、有创等缺点，无创、准确性高、可实现实时诊断的近红外光谱分析有巨大优势。本文对采集的已确诊为... 详细信息

阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease， AD)是一种不可逆转的中枢神经系统退形性疾病，针对目前临床上AD诊断方法存在的主观性强、耗时、有创等缺点，无创、准确性高、可实现实时诊断的近红外光谱分析有巨大优势。本文对采集的已确诊为阿尔兹海默症和健康的265例血清样品光谱信息，进行光谱分析和主成分分析，最后结合水光谱组学分析。结果表明：阿尔兹海默症病人在主成分分析（Principal component analysis， PCA）的前三个主成分分数中，PC1趋于负值，而健康人的PC1趋于正值。结合水光谱组学发现，AD患者在水光谱模式为多氢键和OH拉伸处的吸光度比正常人高，血清中水的大分子团存在的概率更高。相反，正常人在水光谱模式为单氢键、水合作用以及不含氢键的自由水处吸光度明显高于AD患者，血清中水的小分子团存在的概率更高。因此，基于近红外水光谱组学的阿尔兹海默症诊断方法是可行的。

关键词：阿尔兹海默症近红外光谱水光谱组学主成分分析

基于SPR效应的双凹槽单通道光子晶体光纤高折射率传感器

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广西师范大学学报(自然科学版) 2024年

作者：程灿儿黄川洋张秋楠张钊杨军童章伟邵伟佳唐剑邵来鹏胡君辉王咏梅广西核物理与核技术重点实验室(广西师范大学) 广西师范大学电子与信息工程学院/集成电路学院广西师范大学物理科学与技术学院中国电子科技集团公司第三十四研究所

传感器种类繁多，光纤传感器以其小型化、性能优良等特点从众多传感器中脱颖而出。基于此，本文以表面等离子体共振理论作为支撑点，使用有限元方法进行计算，设计并研究了一种D型双凹槽单通道的光子晶体光纤高折射率传感器。研究结果... 详细信息

传感器种类繁多，光纤传感器以其小型化、性能优良等特点从众多传感器中脱颖而出。基于此，本文以表面等离子体共振理论作为支撑点，使用有限元方法进行计算，设计并研究了一种D型双凹槽单通道的光子晶体光纤高折射率传感器。研究结果表明，在最优结构参数下该传感器传感效果良好，在1.32-1.41的宽检测范围内，最大灵敏度达到16200 nm/RIU，最大品质因数可达255.92 /RIU。由此可知，本文所设计的传感器符合现代化发展的需求，有望在医疗检测、生物传感等多方面实现应用价值。

关键词：光子晶体光纤传感表面等离子体共振折射率双凹槽

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基于自外差探测的多光纤光栅远程传感系统

中国激光 2012年第12期39卷 199-203页

作者：蔡江江许国良胡君辉王如刚南京大学光通信工程研究中心江苏南京210008 广西师范大学物理科学与技术学院广西桂林541004

提出并实验证明了一种基于自外差探测和波长扫描技术的光纤布拉格光栅远距离传感系统。该系统将远程光纤光栅阵列的反射信号光与本地参考光进行差频探测,并通过声光调制器对探测光的频移及脉冲进行调制,有效地提高了系统的探测灵敏度和... 详细信息

提出并实验证明了一种基于自外差探测和波长扫描技术的光纤布拉格光栅远距离传感系统。该系统将远程光纤光栅阵列的反射信号光与本地参考光进行差频探测,并通过声光调制器对探测光的频移及脉冲进行调制,有效地提高了系统的探测灵敏度和传感距离。在没有放大的情况下,在171km的探测距离处,光纤光栅传感器的反射布拉格波长信号的信噪比达到33dB。该系统可以准确地绘制出远端光纤光栅阵列的反射谱,实验结果显示两个光纤光栅的布拉格波长与温度均成良好的线性关系,且传感灵敏度为11pm/℃。

关键词：光通信光纤布拉格光栅远程传感自外差探测温度检测波长扫描

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波长扫描型布里渊光时域反射仪

中国激光 2012年第8期39卷 114-118页

作者：赵晓东路元刚胡君辉李密张旭苹南京大学光通信工程研究中心江苏南京210093

布里渊光时域反射仪(BOTDR)是一种具有广泛应用前景的分布式光纤传感器。对于特定的入射波长,自发布里渊散射光的布里渊频移与温度和应变成线性关系,通过测量光纤沿线布里渊频移分布可实现温度或应变的分布式传感。布里渊功率谱扫描是BO... 详细信息

布里渊光时域反射仪(BOTDR)是一种具有广泛应用前景的分布式光纤传感器。对于特定的入射波长,自发布里渊散射光的布里渊频移与温度和应变成线性关系,通过测量光纤沿线布里渊频移分布可实现温度或应变的分布式传感。布里渊功率谱扫描是BOTDR获取布里渊频移的常用手段,已有光频差扫描与电频扫描两种方式。基于布里渊频移对波长的依赖性,提出一种波长扫描型BOTDR。采用可调谐激光器作为光源,通过扫描入射光波长,来获取布里渊功率谱,该方法兼具光频差扫描与电频扫描的优点。实验证明了该方法的可行性,对23.4km光纤进行测量,实现了5m的空间分辨率与2.2℃的温度测量精度。

关键词：光纤光学波长扫描型布里渊光时域反射仪相干探测布里渊频移波长依赖性

基于七芯光纤和保偏光纤结构的光纤曲率传感测量

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激光与光电子学进展 2020年第17期57卷 101-107页

作者：张帆史新华胡君辉广西师范大学物理科学与技术学院广西桂林541004

提出一种基于七芯光纤和保偏光纤结构的光纤曲率传感器,该传感器先将一段七芯光纤和保偏光纤对芯熔接,然后在其两端熔接普通单模光纤分别作为输入和输出光纤。实验研究了七芯光纤长度分别为80,100,120 mm的三种传感器的曲率特性,结果表... 详细信息

提出一种基于七芯光纤和保偏光纤结构的光纤曲率传感器,该传感器先将一段七芯光纤和保偏光纤对芯熔接,然后在其两端熔接普通单模光纤分别作为输入和输出光纤。实验研究了七芯光纤长度分别为80,100,120 mm的三种传感器的曲率特性,结果表明:当曲率增大时,传感器的透射谱发生明显的红移现象,因此通过监测透射谱谐振波谷波长的漂移可实现曲率的测量。传感器的曲率灵敏度随着七芯光纤长度的增加而增大,在七芯光纤长度为120 mm时传感器获得最大的灵敏度,为17.31 nm/m^-1。但温度特性实验表明该长度下的传感器对温度具有较高的灵敏度,故在实际应用中,为避免温度对测量结果的影响,可选择温度灵敏度最低、七芯光纤长度为100 mm的传感器进行曲率测量,该长度下的最大曲率灵敏度为16.79 nm/m^-1。与其他光纤结构传感器相比,所提出的传感器具有制作简单、价格低廉、消光比高等优点,可用于土木工程等领域。

关键词：光纤光学曲率传感多芯光纤保偏光纤

光纤MZI传感器传感机理与传感应用研究进展

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广西师范大学学报（自然科学版） 2022年第6期40卷 1-17页

作者：陆杭林邵来鹏张帆唐剑黎远鹏王咏梅胡君辉广西师范大学物理科学与技术学院广西桂林541004 广西核物理与核技术重点实验室(广西师范大学) 广西桂林541004 深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060 广东工业大学信息工程学院广东广州510006

光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)传感器基于模式干涉原理,通过监测目标对传感器模式干涉的影响来实现对目标物的传感与测量。本文阐述光纤MZI传感器的特点、传感机理、研制技术和传感应用,详细介绍光纤MZI传感... 详细信息

光纤马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)传感器基于模式干涉原理,通过监测目标对传感器模式干涉的影响来实现对目标物的传感与测量。本文阐述光纤MZI传感器的特点、传感机理、研制技术和传感应用,详细介绍光纤MZI传感器已有的主要制备方法,包括光纤错位熔接法、纤芯失配法、光纤侧边抛磨法和光纤拉锥法等,分析比较各种制备方法的适用性和局限性;系统综述光纤MZI传感器在温度、应变、液位、曲率、压力、折射率、双参量和生化监测等方面的传感应用及优缺点;最后对光纤MZI传感器的研究进行展望。

关键词：光纤传感器马赫-曾德尔干涉仪模式干涉制备方法传感应用

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“消失的硬币”——一个光学小实验的计算分析

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物理教师 2018年第2期39卷 60-62页

作者：阳丽白克钊胡君辉广西师范大学物理科学与技术学院

本文从实验和计算的角度深入研究了放置在杯底的硬币在杯子注水之后消失的光学实验.区别于以往的文献,本文考虑杯壁的厚度和玻璃折射率的影响.实验结果表明硬币不是突然整体消失的,而是慢慢消失不见的,这个现象与水的注入高度密切相关.... 详细信息

本文从实验和计算的角度深入研究了放置在杯底的硬币在杯子注水之后消失的光学实验.区别于以往的文献,本文考虑杯壁的厚度和玻璃折射率的影响.实验结果表明硬币不是突然整体消失的,而是慢慢消失不见的,这个现象与水的注入高度密切相关.本文精确地计算了硬币的入射角与水面高度之间的关系,计算结果表明随着水面的升高,硬币能折射出水面的光线的范围变小,于是观察者的视觉范围慢慢变小,硬币慢慢＂消失＂了.

关键词：硬币逐渐消失水面高度玻璃杯的厚度

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考虑公交起迄站点影响的城市混合交通流研究

交通运输系统工程与信息 2011年第1期11卷 102-107页

作者：胡君辉阳丽孔令江杨永栩广西师范大学物理科学与技术学院广西桂林541004

随着汽车拥有量的不断增加,公交站点对城市交通的影响日益突出,对公交起迄点的研究,有助于公交站点的最优化布置,减少公交起迄点对道路交通的影响,提高公交起迄点路段的行车效率.在Nagel-Schreckenberg交通流模型的基础上,采用双车道快... 详细信息

随着汽车拥有量的不断增加,公交站点对城市交通的影响日益突出,对公交起迄点的研究,有助于公交站点的最优化布置,减少公交起迄点对道路交通的影响,提高公交起迄点路段的行车效率.在Nagel-Schreckenberg交通流模型的基础上,采用双车道快车优先换道规则和开放边界条件,通过计算机模拟了公交车起讫站点车辆进出对城市双向四车道混合交通流的影响.通过研究和分析发车时间间隔、车道注入概率和公交起迄站点位置对道路通行能力的影响,给出了比较合理的发车频率和公交起讫站点的位置,为改善城市道路交通和管理提供参考.

关键词：混合交通流公交起讫点计算机模拟元胞自动机模型(CA) 优先换道

大学物理学专业课程思政的融合——以《光学》课程思政教学为例

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广西物理 2023年第2期44卷 179-184页

作者：黎远鹏孙小军王广英唐剑秦子雄胡君辉广西师范大学物理科学与技术学院广西西桂林541004 广西师范大学设计学院广西桂林541004

“课程思政”是高等教育紧跟新时代提出的过程育人、全员育人的新要求。《光学》是高等教育物理学专业学生的必修课程之一,如何将光学课程的专业知识与课程思政相融合实现过程育人和全员育人是本课程面临的新的挑战与机遇。教师应当充... 详细信息

“课程思政”是高等教育紧跟新时代提出的过程育人、全员育人的新要求。《光学》是高等教育物理学专业学生的必修课程之一,如何将光学课程的专业知识与课程思政相融合实现过程育人和全员育人是本课程面临的新的挑战与机遇。教师应当充分思考和挖掘光学知识内容相关的思政元素,并结合光学教学的特点,将这些思政元素与光学教学相融合,在传授光学专业知识的同时辅以思政教育,在润物细无声中实现知识传授与价值观培养的全员育人的目的。本文以光学课程为载体,依据课程的特点对光学发展过程和光学课程内容中蕴含的思政内容进行了深入挖掘。主要从光学中蕴含的辩证唯物思想、科学探索精神、民族自豪感的案例出发,并运用现代教学方法对这些思政元素内容进行重新塑造,最后在教学过程中进行初步的探索与实践。

关键词：光学课程思政人物汇编科学探索精神民族自豪感