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微球透镜阵列并行制造表面增强拉曼衬底及其光谱增强研究

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光散射学报 2024年第1期36卷 28-37页

作者：王梦圆赵晨闫胤洲赵艳蒋毅坚北京工业大学物理与光电工程学院北京100124

SERS作为一种高灵敏物质指纹谱分析技术,在生物传感、化学分析等领域具有广泛的应用。具有规整纳米结构的SERS衬底是保证拉曼光谱痕量检测可靠性和稳定性的前提,实现高精度、大尺度和高效率的微纳结构制造是SERS衬底目前亟需突破的技术... 详细信息

SERS作为一种高灵敏物质指纹谱分析技术,在生物传感、化学分析等领域具有广泛的应用。具有规整纳米结构的SERS衬底是保证拉曼光谱痕量检测可靠性和稳定性的前提,实现高精度、大尺度和高效率的微纳结构制造是SERS衬底目前亟需突破的技术瓶颈。本工作提出了介质微球透镜—金纳米孔(ML/AuNHs)阵列复合SERS衬底新结构与制造新方法。首先,利用介质微球透镜光子纳米射流,在沉积于微球底部的金膜上制备纳米孔结构,形成ML/AuNHs复合结构。系统研究了532 nm纳秒脉冲激光能量、微球透镜直径、金膜厚度等工艺参数对金纳米孔的成形规律,通过优化加工工艺,实现了微球透镜阵列底部直径215 nm金纳米孔的超分辨并行加工。之后,理论分析了微球透镜的SERS“热点”自对准聚焦、光学回音壁共振模式以及定向天线等光场调控过程,揭示了ML/AuNHs复合衬底的拉曼增强机制。最后,展示了ML/AuNHs复合衬底检出灵敏度10-10 M(硝基苯硫酚,4-NBT)的SERS检测能力,较单独使用金属纳米孔降低2个数量级。本工作提供了一种简易高效且具有高灵敏度的SERS衬底结构及其制备方法,拓宽了SERS的实际应用潜力。

关键词：表面增强拉曼光谱超分辨并行加工微球透镜阵列光子纳米射流局域表面等离激元

Label-free super-resolution imaging of adenoviruses by submerged microsphere optical nanoscopy

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Light(Science & Applications) 2013年第1期2卷 64-72页

作者： Lin Li Wei Guo yinzhou yan Seoungjun Lee Tao Wang Laser Processing Research Centre School of MechanicalAerospace and Civil Engineeringand Photon Science InstituteThe University of ManchesterManchester M139PLUK Faculty of Medical and Human Sciences The University of ManchesterManchester M139PLUK

Because of the small sizes of most viruses(typically 5–150 nm),standard optical microscopes,which have an optical diffraction limit of 200 nm,are not generally suitable for their direct *** microscopes usually require specimens to be placed under vacuum conditions,thus making them unsuitable for imaging live biological specimens in liquid *** optical imaging of viruses has been made possible by the use of fluorescence optical microscopy that relies on the stimulated emission of light from the fluorescing specimens when they are excited with light of a specific wavelength,a process known as labeling or self-fluorescent emissions from certain organic *** this paper,we describe direct white-light optical imaging of 75-nm adenoviruses by submerged microsphere optical nanoscopy(SMON)without the use of fluorescent labeling or *** mechanism involved in the imaging is *** calculations of the imaging planes and the magnification factors have been verified by experimental results,with good agreement between theory and experiment.

关键词： imaging microscope optical super-resolution virus

无机卤化物钙钛矿量子点微球腔荧光增强自参考温度传感研究

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发光学报 2023年第10期44卷 1786-1796页

作者：李茜赵晨米彦霖闫胤洲北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院北京100124

利用稀土离子掺杂材料、有机染料以及量子点等荧光材料实现荧光温度传感在航空航天、生物医疗、食品储存等领域具有重要意义。其中,无机卤化物钙钛矿量子点(PeQDs)荧光材料由于具有量子产率高,温度依赖性强等特点,在荧光温度传感领域展... 详细信息

利用稀土离子掺杂材料、有机染料以及量子点等荧光材料实现荧光温度传感在航空航天、生物医疗、食品储存等领域具有重要意义。其中,无机卤化物钙钛矿量子点(PeQDs)荧光材料由于具有量子产率高,温度依赖性强等特点,在荧光温度传感领域展现了巨大的应用前景。然而,PeQDs只有一个光致荧光(PL)峰,其强度和位置极易受到浓度和尺寸等因素的干扰,因此用单一PL峰进行温度传感的准确性较低。在本工作中,我们提出了一种微球腔阵列(MCA)耦合PeQDs薄膜(MCA/PeQDs)的新型温度传感结构,利用MCA/PeQDs结构与PeQDs薄膜具有温度依赖性的PL峰值强度比实现温度传感。该结构通过微球腔中回音壁模式(WGMs)增强的Purcell效应提高了自发辐射速率,抑制了声子辅助猝灭效应,从而实现了较好的PeQDs荧光增强。结果表明,在223~373 K范围内,当PeQDs浓度为0.1316 mg/mL、微球腔直径为(19±1)μm时,该结构的绝对灵敏度(S_(a))与相对灵敏度(S_(r))可达到0.75 K^(-1)和1.95%·K^(-1)。本工作克服了使用单个PL峰进行温度传感准确性差的缺点,为荧光材料在高性能荧光温度传感器中的应用开辟了新的途径。

关键词：温度传感微球腔无机卤化物钙钛矿量子点荧光增强

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激光加工陶瓷裂纹行为的理论分析及实验验证

中国激光 2008年第9期35卷 1401-1408页

作者：闫胤洲季凌飞鲍勇蒋毅坚北京工业大学激光工程研究院北京100022

通过建立脉冲激光陶瓷打孔二维温度场模型,计算了相应的热应力分布,预测了打孔过程中的两种裂纹形态——径向裂纹和环形裂纹,并由此预测出激光脉冲切割过程中的两种裂纹扩展方式——发散型和回归型,提出通过降低加工处温度、减少热影响... 详细信息

通过建立脉冲激光陶瓷打孔二维温度场模型,计算了相应的热应力分布,预测了打孔过程中的两种裂纹形态——径向裂纹和环形裂纹,并由此预测出激光脉冲切割过程中的两种裂纹扩展方式——发散型和回归型,提出通过降低加工处温度、减少热影响区以及增大孔径(或切缝宽度),可以达到降低热应力,抑制加工裂纹产生的目的。通过讨论模型参数和激光加工工艺参数之间的对应关系,提出低占空比、高辅助气体压力和离焦加工是激光加工工艺参数优化的基本方向,通过对氧化铝陶瓷和单晶硅的激光加工实验,对裂纹的产生及扩展预测进行了验证,并对加工参数优化实现了陶瓷的激光无裂纹加工。

关键词：激光技术激光加工陶瓷裂纹行为温度场模型切割实验

皮秒激光-化学复合法制备高效减反射晶硅表面微结构研究

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中国激光 2015年第4期42卷 70-78页

作者：吕晓占季凌飞吴燕林真源闫胤洲北京工业大学激光工程研究院北京100124

基于皮秒激光的“冷加工”特点,进行了用皮秒激光辐照结合快速化学腐蚀（Na OH溶液：质量分数为4%,不大于3 min,80℃水浴）调控工艺制备高效减反射晶硅表面微结构的研究,在400-1000 nm波长的宽光谱范围内,获得了微-纳双结构微孔阵列和... 详细信息

基于皮秒激光的“冷加工”特点,进行了用皮秒激光辐照结合快速化学腐蚀（Na OH溶液：质量分数为4%,不大于3 min,80℃水浴）调控工艺制备高效减反射晶硅表面微结构的研究,在400-1000 nm波长的宽光谱范围内,获得了微-纳双结构微孔阵列和圆顶锥形周期性阵列两种减反射表面,前者的平均反射率低于5%,后者的平均反射率低于10%。制备过程中工艺可控性强,无需掩膜和真空环境。研究了激光工艺参数和化学腐蚀参数的不同调控匹配在微结构单元形成中的作用机制,分析了所制备表面微结构的减反射机理,为太阳能电池和其他半导体器件中硅基减反射表面微结构的低成本激光可控制造提供了重要的指导。

关键词：激光技术皮秒激光功能表面微结构高效减反射晶硅

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陶瓷激光切割技术的研究现状与思考

中国激光 2008年第11期35卷 1686-1692页

作者：季凌飞闫胤洲鲍勇蒋毅坚北京工业大学激光工程研究院北京100124

介绍了硬脆性陶瓷激光切割技术研究的若干新进展,着重从工艺角度系统地分析总结了激光加工陶瓷减少热损伤的4大类型:传统工艺的优化参数法、多道切割法、应力引导控制裂纹切割法以及辅助切割法。结合实际研究经验,针对陶瓷不同薄厚类型... 详细信息

介绍了硬脆性陶瓷激光切割技术研究的若干新进展,着重从工艺角度系统地分析总结了激光加工陶瓷减少热损伤的4大类型:传统工艺的优化参数法、多道切割法、应力引导控制裂纹切割法以及辅助切割法。结合实际研究经验,针对陶瓷不同薄厚类型及三维切割需求,提出了目前该技术所需解决的主要问题及相关思考。

关键词：激光加工陶瓷激光无损切割

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激光辐照制备PTFE、FEP、PFA涂层

中国激光 2015年第9期42卷 98-104页

作者：崔炳季凌飞闫胤洲蒋毅坚高宇北京工业大学激光工程研究院北京100124 北京松宇喷涂厂北京101113

烘烤炉高温烧结固化是传统的聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙稀(FEP)、聚全氟代烷氧基聚合物(PFA)涂层制备工艺。针对传统工艺的诸多缺陷,提出激光辐照固化技术。在室温空气条件下,利用1070 nm连续光纤激光辐照系统取代原有高温烘烤固化... 详细信息

烘烤炉高温烧结固化是传统的聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙稀(FEP)、聚全氟代烷氧基聚合物(PFA)涂层制备工艺。针对传统工艺的诸多缺陷,提出激光辐照固化技术。在室温空气条件下,利用1070 nm连续光纤激光辐照系统取代原有高温烘烤固化工艺来制备三种氟聚合物涂层。同时,通过控制激光扫描路径,制备出图形化的PTFE、FEP、PFA氟聚合物涂层,得出制备三种涂层的最佳工艺参数。分析发现制备机理是利用激光的热效应,使三种涂层膜处于熔融状态,发生交联固化而成。

关键词：材料激光辐照聚四氟乙烯聚全氟乙丙稀聚全氟代烷氧基聚合物交联固化涂层

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皮秒激光工程应用研究现状与发展分析

机械工程学报 2014年第5期50卷 115-126页

作者：季凌飞凌晨李秋瑞吴燕闫胤洲鲍勇蒋毅坚北京工业大学激光工程研究院北京100124

皮秒激光作为一种新型的能量源,具有皮秒级(?10 ps=10–11s)超短脉宽、重复频率可调范围宽和高脉冲能量等特点,有望实现包括硬脆性难加工材料在内的高精与高效兼顾的材料加工效果,在材料精细与微纳加工领域已逐步显露头角。介绍了皮秒... 详细信息

皮秒激光作为一种新型的能量源,具有皮秒级(?10 ps=10–11s)超短脉宽、重复频率可调范围宽和高脉冲能量等特点,有望实现包括硬脆性难加工材料在内的高精与高效兼顾的材料加工效果,在材料精细与微纳加工领域已逐步显露头角。介绍了皮秒激光与材料相互作用的基本特点和区别于其他类型激光加工的优势,总结综述近年来国内外皮秒激光在材料切割、选择性去除、深微孔加工和型面加工等几个面向工程实际应用研究的最新进展,对皮秒激光在工业领域未来应用中所面临的问题和发展方向进行分析与预测。皮秒激光的工程应用作为新型激光智能化制造手段之一将在高精高效机械制造领域具有广阔的应用前景。

关键词：皮秒激光工程应用高精与高效加工

Application and progress of artificial intelligence technology in the segmentation of hyperreflective foci in OCT images for ophthalmic disease research

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International Journal of Ophthalmology(English edition) 2024年第6期17卷 1138-1143页

作者： Jia-Ning Ying Hu Li yan-yan Zhang Wen-Die Li Quan-Yong Yi Ningbo Eye Hospital Wenzhou Medical UniversityNingbo 315042Zhejiang ProvinceChina Health Science Center Ningbo UniversityNingbo 315211Zhejiang ProvinceChina

With the advancement of retinal imaging,hyperreflective foci(HRF)on optical coherence tomography(OCT)images have gained significant attention as potential biological biomarkers for retinal ***,these biomarkers,represented by HRF,present pose challenges in terms of localization,quantification,and require substantial time and *** recent years,the progress and utilization of artificial intelligence(AI)have provided powerful tools for the analysis of biological *** technology enables use machine learning(ML),deep learning(DL)and other technologies to precise characterization of changes in biological biomarkers during disease progression and facilitates quantitative *** on ophthalmic images,AI has significant implications for early screening,diagnostic grading,treatment efficacy evaluation,treatment recommendations,and prognosis development in common ophthalmic ***,it will help reduce the reliance of the healthcare system on human labor,which has the potential to simplify and expedite clinical trials,enhance the reliability and professionalism of disease management,and improve the prediction of adverse *** article offers a comprehensive review of the application of AI in combination with HRF on OCT images in ophthalmic diseases including age-related macular degeneration(AMD),diabetic macular edema(DME),retinal vein occlusion(RVO)and other retinal diseases and presents prospects for their utilization.

关键词： artificial intelligence deep learning hyperreflective foci image analysis