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隐蔽式柔性贴片心率传感器设计

传感器与微系统 2023年第3期42卷 124-127,131页

作者：陈卓郭少强信阳农林学院信息工程学院河南信阳464000

针对大多数传统可穿戴心率监测系统存在配戴不方便或者对准难的问题,提出了一种新型的隐蔽式柔性贴片表面型心率传感器。将2个薄板(扩散板和检测板)与光电容积脉搏波描记法(PPG)传感器的基本元件相结合,在检测板和扩散板上分别形成发射... 详细信息

针对大多数传统可穿戴心率监测系统存在配戴不方便或者对准难的问题,提出了一种新型的隐蔽式柔性贴片表面型心率传感器。将2个薄板(扩散板和检测板)与光电容积脉搏波描记法(PPG)传感器的基本元件相结合,在检测板和扩散板上分别形成发射面和全内反射。当人体部分接触检测板上部时,从板接收的光在身体部分和检测板之间的边界反射。反射光的量根据皮下血量的不同而发生变化。检测板和扩散板均由聚甲基丙烯酸甲酯材料制成。在7名受试者身上对平面、曲面和嵌入鼠标的3种原型分别进行了实验评估。实验结果表明:设计的传感器的测量精度与传统PPG传感器相当,相关系数为0.99,准确率为93.85%;且具有较大的传感区域,能够十分方便地安装在日常设备的表面,从而在不引人注意的情况下监测心率。

关键词：柔性心率传感器大面积心率变异性全内反射体表发射

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全内反射电子纸显示技术发展

信息技术与标准化 2023年第3期 11-17页

作者：冯晓炯汤姆斯·约翰逊无锡科领显示科技有限公司

围绕反射式显示技术,重点分析CLEARink全内反射显示技术和所涉及的光学元件,以及如何实现颜色和流程视频和不同世代CLEARink显示技术的性能演变。

关键词：全内反射电泳式全内反射受抑全内反射反射式显示半逆反射电子墨水电子纸彩色视频

用全内反射瞬逝场照明磁镊研究Bloom解旋G-四联体

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物理学报 2017年第18期66卷 259-267页

作者：赵振业徐春华李菁华黄星榞马建兵陆颖中国科学院物理研究所软物质物理重点实验室北京100190 中国科学院大学物理学院北京100190 广东工业大学材料与能源学院广州510006

G-四联体(G-quadruplex,G4)是广泛存在于细胞基因组中的一种DNA结构,在DNA的代谢如复制、转录、同源重组等过程中起重要作用.G4解旋酶近年来受到广泛研究,其中Bloom(BLM)解旋酶的研究已经相当丰富,但仍有一些基本问题不清楚.我们应用全... 详细信息

G-四联体(G-quadruplex,G4)是广泛存在于细胞基因组中的一种DNA结构,在DNA的代谢如复制、转录、同源重组等过程中起重要作用.G4解旋酶近年来受到广泛研究,其中Bloom(BLM)解旋酶的研究已经相当丰富,但仍有一些基本问题不清楚.我们应用全内反射瞬逝场照明磁镊对BLM解旋G4的动力学过程进行了深入研究,观察到了BLM解旋G4的分步过程.相对于单分子荧光共振能量转移技术而言,借助磁镊的长时间观测性能,我们在近饱和三磷酸腺苷(ATP)浓度的实验体系中观察到BLM长时间反复解开G4或者长时间维持G4于打开状态的两种作用方式.最后,使用相同的实验条件做了单分子荧光共振能量转移实验,确定了加载2-3 pN的外力对BLM解旋G4没有显著影响.

关键词： Bloom解旋酶 G-四联体全内反射磁镊

Liquid Level Sensor Based on CMFTIR Effect in Polymer Optical Fiber

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Photonic Sensors 2016年第4期6卷 312-317页

作者： Yulong HOU Wenyi LIU Huixin ZHANG Shan SU Jia LIU Yanjun ZHANG Jun LIU Jijun XIONG Key Laboratory of Instrumentation Science & Dynamic Measurement (North University of China) Ministry of Education Taiyuan 030051 China

挫败的弯曲宏的导致的光纤维 cladding 模式总计内部思考效果被用来与单个宏拐弯聚合物的简单结构认识到液体水平探查光纤维循环。测试结果证明扑灭比率到达 1.06 dB。第一洗澡现象不是明显的(大约 0.8%) 。传感器的坚韧性更好，并且反... 详细信息

挫败的弯曲宏的导致的光纤维 cladding 模式总计内部思考效果被用来与单个宏拐弯聚合物的简单结构认识到液体水平探查光纤维循环。测试结果证明扑灭比率到达 1.06 dB。第一洗澡现象不是明显的(大约 0.8%) 。传感器的坚韧性更好，并且反污染的能力与常规传感器相比是更强壮的。做这根察觉到的探针的过程是极其容易的，并且费用是很低的。

关键词：光纤液位传感器聚合物抗污染能力包层模式全内反射传感探头鲁棒性光纤环

全内反射结构中的法诺共振现象及传感应用研究

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全内反射结构中的法诺共振现象及传感应用研究

作者：江宏娣南京信息工程大学

学位级别：硕士

法诺共振自从被发现其具有不对称的共振谱线以来,成为新型共振效应的研究热点。法诺共振来源于结构中所支持的处于连续态的超辐射亮模式和处于分立态的亚辐射暗模式之间的耦合干涉。由于法诺共振具有极窄的共振峰谷间距、强大的近场增... 详细信息

法诺共振自从被发现其具有不对称的共振谱线以来,成为新型共振效应的研究热点。法诺共振来源于结构中所支持的处于连续态的超辐射亮模式和处于分立态的亚辐射暗模式之间的耦合干涉。由于法诺共振具有极窄的共振峰谷间距、强大的近场增强能力、超高的灵敏度和品质因数等优点,其对生物传感、表面增强拉曼散射、非线性光学等多方面领域有着极大的潜在应用价值。本文围绕利用全内反射原理在微结构中实现具有超高品质因子的法诺共振或多重法诺共振这一问题,设计了两种简单、可灵活操控的光学结构,数值计算了相对应的光学响应谱图,并分析了结构中产生法诺共振的物理机理。系统研究了微结构的几何参数、以及入射光波长对结构光学响应的调制作用。本论文的主要研究内容如下:1.设计了一个二维材料耦合光波导的全内反射结构:使用棱镜全内反射效应激发出结构中的两个波导模,通过引入二硫化钼和石墨烯这两种二维材料,使得两个导模分别呈现出一宽一窄的共振,从而耦合后可以实现谱线精细且不对称的法诺共振的激发。通过数值计算来解释并证明法诺共振的形成。此外,通过改变结构参数还实现了对法诺共振的调制作用。我们还分析了结构在传感应用方面最重要的两个参数灵敏度和品质因子,分别得到含二硫化钼和含石墨烯结构的超高的品质因子为9630RIU,8264RIU。该结构是一种通过利用二维材料实现同种电磁模式之间的耦合而获得超高品质因子法诺共振的全新结构。2.设计了一个1D-Ph Cs耦合等离激元系统的全内反射结构:此部分是通过等离激元体系结合周期性全介质波导,激发出了多重法诺共振。该结构中通过使用基于半导体的表面等离子体材料,使得多重法诺共振可以在近红外波段得到激发。我们计算了每一个共振角下结构中的电磁场分布,来证明和分析结构能够产生多个法诺共振的原因。此外我们通过改变结构参数来实现同时对多重法诺共振的动态调谐。最后还将该结构拓展到整个近红外宽波段,在宽角度范围内实现了结构在近红外波段任意波长下多重法诺共振的激发。该结构采用了非传统等离子体材料(ITO)实现了近红外波段多重法诺共振的激发。

关键词：法诺共振表面等离激元全内反射二维材料氧化铟锡(ITO)

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基于多孔光纤的太赫兹生物传感特性研究

基于多孔光纤的太赫兹生物传感特性研究

作者：苗挺陕西科技大学

学位级别：硕士

太赫兹波(Terahertz,THz)是电磁波中的一种,其带宽大约在0.1-10 THz范围内,在低频段与微波相连,而在高频段则和红外相连。早在19世纪初THz就已被发现,由于缺乏相应的检测器件,致使人们对THz的研究受限。20世纪80年代后,随着对THz波段的... 详细信息

太赫兹波(Terahertz,THz)是电磁波中的一种,其带宽大约在0.1-10 THz范围内,在低频段与微波相连,而在高频段则和红外相连。早在19世纪初THz就已被发现,由于缺乏相应的检测器件,致使人们对THz的研究受限。20世纪80年代后,随着对THz波段的探索,其独特的物理属性被逐步发掘并用于安全监测、遥感通信、环境监测等诸多领域。而后研究人员又发现其辐射能量较小,在不破坏生物大分子等物质的情况下能将其特征谱覆盖,因此人们提出可以将其用于生物医学的无损检测。随着各类疑难杂症的出现,在疾病早期做出及时诊断对人类健康显得尤为重要。X射线、核磁共振和循环肿瘤细胞检测等传统方法由于存在对人体损伤较大、检测效率低且花费高昂等局限性,使得THz光纤生物检测技术凭借其优势,近年来在生物医学检测领域备受研究人员青睐。基于多孔光纤的生物传感器相比于传统电化学生物传感器,具有抗干扰、耐腐蚀、微型化以及灵敏度高等优点,因而得到研究人员的广泛追逐。本文以损耗低的聚合物材料为基底,基于不同传感机理,提出了几种新型的THz多孔光纤,在理论推导的基础上进行了一系列的模拟仿真和相应的实验研究探索。本论文的主要研究内容如下:1.基于全矢量有限元法,优化设计了一种以全内反射为传输机理的多孔光纤传感模型。通过调整光纤结构参数对其传感性能进行了优化分析。模拟研究结果表明:在0.9 THz频率下,该光纤可以获得灵敏度高达99.8%且限制损耗保持在10-12附近的良好性能,呈现出良好的生物样品识别能力。2.介绍了光固化3D打印机的结构组成及工作原理。采用光固化3D打印技术,以聚合物光敏树脂(折射率=1.651)作为基底材料,对类优化设计光纤结构进行了制备,并进一步采用太赫兹时域光谱系统对该光纤在空芯状态和填充生物分析物状态分别进行了实验测试。实验结果表明优化设计的THz光纤在生物传感检测方面具有一定的可行性。3.基于全矢量有限元法,优化设计了一种以表面等离子体共振为传输机理的D型光纤生物传感模型。该模型采用多层石墨烯作为等离子体激发材料,在1.1-1.5的折射率传感范围内,获得了最大频率灵敏度为1300 GHz/RIU,所对应的分辨率为9.6×104 RIU。研究结果表明该模型在提升生物传感检测的灵敏性方面具有广阔的应用前景。

关键词：太赫兹多孔光纤全内反射表面等离子体共振太赫兹时域光谱 3D打印技术

Orientation Angle of Molecules at Hexadecane-Water Interface Studied with Total Internal Reflection Second Harmonic Generation

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Chinese Journal of Chemical Physics 2016年第6期29卷 650-656,I0001页

作者： Li-bo Zhang Hui Fang Shun-li Chen Xue-feng Zhu Wei Gan LaboratoryofEnvironmentalScienceandTechnology TheXinjiangTechnicalInstituteofPhysicsChemistryKeyLaboratoryofFunctionalMaterialsandDevicesforSpecialEnvironmentsChineseAcademyofSciencesUrumqi830011China UniversityofChineseAcademyofSciences Beijing100049China

取向角度是在接口反映分子的结构的一个重要参数。以便获得这个参数，第二包括第二泛音代(SHG ) 订非线性的分光镜的技术并且加频率产生震动的光谱学(SFG -- 对) 成功地从各种各样的极化通过非线性的信号的分析被使用了。在一些 SHG 和 ... 详细信息

取向角度是在接口反映分子的结构的一个重要参数。以便获得这个参数，第二包括第二泛音代(SHG ) 订非线性的分光镜的技术并且加频率产生震动的光谱学(SFG -- 对) 成功地从各种各样的极化通过非线性的信号的分析被使用了。在一些 SHG 和 SFG -- 对实验，全部的内部思考(TIR ) 配置被采用了得到提高的信号。然而，极化分析和在 TIR 配置下面的界面的分子的取向角度的计算的详细过程上的报告仍然是很少的。在这份报纸，我们在 TIR 和 Non-TIR 下面在 hexadecane 水接口测量了二个分子的取向角度试验性的配置。在 TIR 配置从极化分析测量的结果在于，那些从 Non-TIR 配置获得了。这个工作在 TIR-SHG 配置下面在接口在分子的取向角度的决心表明极化分析的可行性和精确性。

关键词：二次谐波产生分子结构全内反射水界面取向角十六烷非线性光谱偏振分析

Simulation of Electronic Total-Reflection Effect in a Graphene Junction

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理论物理通讯：英文版 2014年第3期61卷 391-396页

作者：陶伟伟刘波戴乾汪萨克 Department of Physics Southeast University

We investigate theoretically the electron-reflection phenomenon in a graphene n+n junction based on electron optics, where the local potential in the left n+region is higher than that in the right n region. It is demonstrated numerically that electrons emitting from a point source in the n+region will experience total internal reflection through the interface of the junction. The reflection becomes stronger and the transmission becomes weaker with decrease of the local potential in the right graphene ribbon. It is also found that when a nonideal interface is considered in the junction,the electron-reflection effect is enhanced due to interfacial backscattering.

关键词：模拟电子反射现象石墨电子光学全内反射数字显示电子反射交界处

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透射衍射光栅内全反射级次

物理学报 2016年第5期65卷 98-106页

作者：邬融田玉婷赵东峰李大为华能邵平中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

当前高功率激光装置系统中,国内使用透射式衍射光栅进行光束采样,国外甚至使用光栅聚焦并同时结合谐波分离和采样功能.高功率激光辐照下,除了0级透射打靶光以及目标取样光外,其他级次衍射光的影响也不可忽视,可能造成诸如鬼像聚焦破坏... 详细信息

当前高功率激光装置系统中,国内使用透射式衍射光栅进行光束采样,国外甚至使用光栅聚焦并同时结合谐波分离和采样功能.高功率激光辐照下,除了0级透射打靶光以及目标取样光外,其他级次衍射光的影响也不可忽视,可能造成诸如鬼像聚焦破坏、时间脉宽测量不稳定、近远场测量噪声等问题.尤其是透射衍射光栅内部全反射级次会导致光栅出射一系列规律的衍射花样,造成上述干扰和危害.首先理论上针对透射式光栅(包括取样光栅和聚焦光栅)进行了相应的计算和分析,然后从实验上观察并测量了取样光栅内部全反射级次的现象,并且结合镀减反膜前后的衍射现象进行了讨论,最后分析并给出了如何消除或规避全反射级次和其他冗余级次影响的方法.

关键词：衍射光栅全内反射光束取样光栅鬼像