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高功率光纤激光技术

中国激光 2024年第11期51卷 355-378页

作者：周军何兵漆云凤杨依枫沈辉孟俊清中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部上海201800 中国科学院大学光电与材料研究中心北京100049 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室上海201800

高功率光纤技术是目前发展最为迅速的激光技术之一,其在通信、科研、工业、国防等领域有着卓越表现。通过对激光技术发展的研判,上海光学精密机械研究所在国内率先开展光纤激光技术的研究,其中的关键技术主要为高功率窄线宽光纤激光技... 详细信息

高功率光纤技术是目前发展最为迅速的激光技术之一,其在通信、科研、工业、国防等领域有着卓越表现。通过对激光技术发展的研判,上海光学精密机械研究所在国内率先开展光纤激光技术的研究,其中的关键技术主要为高功率窄线宽光纤激光技术和高功率光纤激光合成技术。针对光纤激光的特点,在高功率窄线光纤激光方面,为了抑制非线性效应,逐渐凝练出单频种子光谱调控结合多级放大技术,该技术能够在单光纤激光器功率放大的同时,保持线宽不变并最小化光束质量的劣化。在高功率光纤激光合成方面,同样结合光纤激光的特点,率先开展了全光纤环形腔相干合成(CBC)技术和光谱合成(SBC)技术的研究。近年来,上海光学精密机械研究所在一系列关键技术方面取得了突破性进展,并取得了一系列重要成果。这些成果推动了高功率光纤激光技术的推广和应用,使其成为目前国内外实现高能光纤光源的主流技术。

关键词：高功率窄线宽光纤激光相干合成光谱合成

动物实验伦理的三个维度:基于生命价值、动物福利和风险防范的阐析

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实验动物与比较医学 2024年第4期44卷 445-454页

作者：赵勇上海实验动物研究中心上海201203

动物实验伦理审查是基于动物实验的必要性、科学性以及实验人员专业技能和科研条件等因素,对动物实验做出可为或不可为的伦理判定。由于文化传统、宗教信仰、人格特质以及在动物实验过程中分工角色等的不同,人们对待实验动物和动物实验... 详细信息

动物实验伦理审查是基于动物实验的必要性、科学性以及实验人员专业技能和科研条件等因素,对动物实验做出可为或不可为的伦理判定。由于文化传统、宗教信仰、人格特质以及在动物实验过程中分工角色等的不同,人们对待实验动物和动物实验的态度也存在较大差异。动物实验伦理如何与生命科技发展方骖并路,并始终发挥科技伦理的前瞻引导作用和底线保障功能,是需要不断探索、实践和研究的课题。目前,保障实验动物福利已成为社会普遍关注的伦理共识。但是,对待不同类别动物实验的态度和原则理念,以及在开展活体动物实验过程中如何真正有效地保证动物福利质量,则更应该纳入实验动物科技伦理管理范畴。本文基于生物技术在实验动物领域的深度应用,考量动物实验行为对科技伦理理念发展的促进作用,系统阐释了实验动物的特殊生命价值地位以及实验动物与生物安全、生态安全的关系,并列举了不同种类实验动物的福利质量评估方法,证明生命价值观的哲学思想是动物实验伦理的核心,动物实验的质量和意义决定着实验动物生命价值实现的伦理水平,动物福利技术则为动物实验提供高水平的伦理保障。伦理学理论与实验动物生命科技的紧密结合是动物实验伦理的客观要求。生命价值、动物福利与风险防范共同构成了动物实验伦理审查的核心内容,是提高动物实验伦理审查质量,避免出现伦理偏差的根本因素。

关键词：实验动物伦理审查生命价值动物福利风险防范

妊娠期小鼠血浆促肾上腺皮质激素释放激素水平变化研究

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动物医学进展 2024年第5期45卷 46-50页

作者：张曼彭丽娜王朝霞上海交通大学实验动物中心上海200240

为了探讨促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)在小鼠妊娠期间血浆中的浓度变化及其与小鼠妊娠持续时间的关系,选取自然交配的见栓雌鼠,自见栓当天开始,通过面颊采血分离、收集血浆,采用酶联免疫吸附试验测定CRH含量。通过对孕鼠妊娠期间、分... 详细信息

为了探讨促肾上腺皮质激素释放激素(CRH)在小鼠妊娠期间血浆中的浓度变化及其与小鼠妊娠持续时间的关系,选取自然交配的见栓雌鼠,自见栓当天开始,通过面颊采血分离、收集血浆,采用酶联免疫吸附试验测定CRH含量。通过对孕鼠妊娠期间、分娩当天及分娩后24 h血浆CRH水平的分析,发现正常妊娠孕鼠血浆中CRH水平在妊娠早期即升高,妊娠13.5 d起血浆CRH水平[(21.6±3.90)pg/mL]呈进行性升高,妊娠晚期升高显著,至分娩时达最高水平,分娩后24 h CRH基本恢复至正常值;早产孕鼠13.5 d时血浆含量高于正常妊娠的小鼠,而难产孕鼠的CRH则明显低于正常妊娠小鼠;孕鼠13.5 d血浆中CRH的含量与妊娠持续时间呈负相关。说明小鼠血浆中CRH水平可作为判定妊娠持续时间的一个标志,用于预测孕鼠的分娩时间,为小鼠的剖宫产生物净化提供理论基础。

关键词：促肾上腺皮质激素释放激素分娩妊娠生物净化

大型实验动物设施信息化集成建设的必要性和对策

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实验室研究与探索 2024年第1期43卷 265-268页

作者：郑琳琳魏迅吴起亮徐汪节上海交通大学实验动物中心上海200240

目前我国实验动物中心设施均采用信息化的软件进行管理,主要依据业务需求进行模块化建设和运行,但伴随着单体设施饲养规模的扩大,相应的管理和服务也出现新的问题。实验动物中心平台依根据国家和学校新的政策,整合传统模块功能,以实验... 详细信息

目前我国实验动物中心设施均采用信息化的软件进行管理,主要依据业务需求进行模块化建设和运行,但伴随着单体设施饲养规模的扩大,相应的管理和服务也出现新的问题。实验动物中心平台依根据国家和学校新的政策,整合传统模块功能,以实验动物饲养管理及技术服务为核心,将动物伦理审批、生物安全监管、培训资源共享等方面有机融合集成建设,配套人脸识别系统、便携笼牌打印系统、便携信息采集系统、智能巡检系统、智能电源控制系统等硬件设备,采用“一码通”形式,对动物实验的全流程进行监管,确保实验动物设施安全稳定运行;实施科研工作的科学、准确、溯源管理,为学校科研教学工作提供有力支持。

关键词：实验动物设施信息化集成建设科研综合管理系统

连续重复给予含左炔诺孕酮紧急避孕药对雌性大鼠生育力及其子代健康的影响

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中华生殖与避孕杂志 2024年第6期44卷 562-573页

作者：胡颖怡倪其承钟瑞华杨文捷李国停周洁芸郭湘洁谢淑武周佳铃朱焰复旦大学药学院上海200032 上海市生物医药技术研究院国家卫生健康委生育调节药械重点实验室上海生殖健康药具工程技术研究中心上海200032 上海市实验动物研究中心上海201203 上海健康医学院药学院上海201318

目的探讨连续重复给予含左炔诺孕酮(levonorgestrel,LNG)紧急避孕药(emergency contraception pills,ECPs)对雌性大鼠生育力及其F1代仔鼠健康的影响。方法成年SPF级雌性大鼠于每个动情周期连续给予3次LNG-ECPs,分别给予3个(P-3)、6个(P... 详细信息

目的探讨连续重复给予含左炔诺孕酮(levonorgestrel,LNG)紧急避孕药(emergency contraception pills,ECPs)对雌性大鼠生育力及其F1代仔鼠健康的影响。方法成年SPF级雌性大鼠于每个动情周期连续给予3次LNG-ECPs,分别给予3个(P-3)、6个(P-6)和12个(P-12)动情周期。雌性大鼠每个给药时程下,采用Excel产生随机数按体质量分层随机分为2组,分别为LNG-ECPs组和溶媒对照组,分别灌胃给予0.12 mg/kg LNG-ECPs和等体积溶媒。各组于末次给药后4 h分别取1/2动物(12~18只)进行解剖(6~9只)和交配(6~9只);剩余1/2动物(12~18只)于停药恢复3个动情周期后再分别进行解剖(6~9只)和交配(6~9只),计算脏器系数。采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)检测雌性大鼠血清中卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone,FSH)、黄体生成素(lutenizing hormone,LH)、雌激素、孕激素、睾酮、抗苗勒管激素(anti-Müllerian hormone,AMH)以及游离甲状腺激素3(free thyroid hormone,fT3)的水平。雌性大鼠卵巢组织切片苏木精-伊红(hematoxylin and eosin,HE)染色后进行卵泡计数。记录LNG-ECPs给药结束和停药恢复期雌性大鼠妊娠率及窝仔数,测定F1代仔鼠生长指数以及主动和被动运动能力等指标。取P-12大鼠卵巢组织进行转录组学测序,建立LNG-ECPs致卵巢差异表达基因谱,分析LNG-ECPs致卵巢损伤的差异基因,并进行基因本体(gene ontology,GO)和京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路富集分析。结果①连续给予3个和6个动情周期后,LNG-ECPs组雌鼠的血清激素水平和生育力与溶媒对照组相比,差异均无统计学意义(均P>0.05);F1代仔鼠生长指数和行为学结果与溶媒对照组仔鼠相比差异均无统计学意义(均P>0.05)。②连续给予12个动情周期后,与溶媒对照组相比,LNG-ECPs组大鼠血清中FSH[(0.21±0.17)U/L]、LH[(0.27±0.08)U/L]和孕激素[(0.68±0.23)μg/L]水平显著低于溶媒对照组[(1.00±0.82)U/L,P=0.043;(1.00±0.50)U/L,P=0.006;(1.00±0.20)μg/L,P=0.027],雌二醇[(2.24±1.03)μg/L]和睾酮[(1.25±0.25)μg/L]水平明显高于溶媒对照组[(1.00±0.35)μg/L,P=0.019;(1.00±0.07)μg/L,P=0.044];卵巢中原始卵泡数量(4.88±2.36)显著少于溶媒对照组(16.13±9.36,P=0.005),闭锁卵泡数量(24.38±5.01)显著高于溶媒对照组(19.13±2.30,P=0.018);LNG-ECPs组中F1代仔鼠负重游泳时间[(157.13±32.29)s]明显低于溶媒对照组[(198.06±40.01)s,P=0.003]。停药恢复3个动情周期后,LNG-ECPs可造成大鼠血清中FSH[(2.48±1.18)U/L]、LH[(1.60±0.41)U/L]、睾酮[(1.37±0.23)μg/L]及FSH/LH值(1.61±0.41)显著高于溶媒对照组[(1.00±0.67)U/L,P=0.024;(1.00±0.27)U/L,P=0.014;(1.00±0.18)μg/L,P=0.011;1.00±0.49,P=0.042],且雌激素水平[(0.49±0.15)μg/L]和AMH水平[(0.79±0.15)μg/L]显著低于溶媒对照组[(1.00±0.37)μg/L,P=0.011;(1.00±0.10)μg/L,P=0.016],同时,大鼠卵巢中原始卵泡数量(6.25±5.06)仍显著少于溶媒对照组(12.00±5.56,P=0.048);F1代仔鼠在旷场中的运动总距离[(89.85±36.98)m]以及负重游泳时长[(112.00±29.52)s]均显著低于溶媒对照组[(147.55±23.13)m,P<0.001;(137.69±25.85)s,P=0.014]。③转录组测序结果表明,与溶媒对照组相比,LNG-ECPs组雌性大鼠卵巢组织中存在Cd5、Cxcr1、Lexm、Fga、Mybphl和Gstm5等显著差异表达的基因,参与萜类骨架生物合成、卵巢类固醇生成和皮质醇的合成与分泌等类固醇激素合成相关过程

关键词：左炔诺孕酮生育力行为学卵巢损伤转录组学

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非交互密钥协商综述

计算机学报 2024年第3期47卷 558-574页

作者：张明瑞张蕊张磊华东师范大学软件工程学院上海市高可信计算重点实验室上海200062 软硬件协同设计技术与应用教育部工程研究中心上海200062

非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式,持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述,我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面... 详细信息

非交互密钥协商作为一种重要的密码学原语是一种极具潜力的安全信道建立范式,持续受到学术界和工业界的密切关注.本文综述了非交互密钥协商协议的发展概况以及待解决的问题.有别于以往的综述,我们在对传统的非交互密钥协商协议进行全面回顾的同时,还对由消息层安全协议衍生的一类部分非交互密钥协商协议进行了深入的探讨.这类协议的突出特点在于,它们能够(部分)非交互式地为群组建立(初次)会话密钥;且后续在群组需要动态变化时,仅需其中一个参与者发送一条请求消息,其他参与者进行监听就能完成群组会话密钥的更新.此外,本文首次讨论了一种基于非对称群密钥协商构造多方非交互密钥协商协议的潜在技术路线,以及利用区块链技术作为公钥基础设施扩充组件用于解决非交互密钥协商协议设计中潜在风险的方法.

关键词：密钥协商群密钥协商非交互密钥协商消息层安全协议

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温度变化对TiAlCN涂层耐蚀性和钝化膜性能的影响

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表面技术 2024年

作者：张而耕王林林梁丹丹陈强周琼黄彪上海应用技术大学上海物理气相沉积(PVD)超硬涂层及装备工程技术研究中心

目的研究在不同温度的3.5wt.%NaCl溶液中，TiAlCN涂层耐腐蚀性能的变化，并进一步探究温度对涂层表面钝化膜性能的影响。方法采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)表征涂层的微观形貌和物相组成... 详细信息

目的研究在不同温度的3.5wt.%NaCl溶液中，TiAlCN涂层耐腐蚀性能的变化，并进一步探究温度对涂层表面钝化膜性能的影响。方法采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)表征涂层的微观形貌和物相组成；通过动电位极化、电化学阻抗谱实验评估TiAlCN涂层的耐腐蚀性；进一步，先通过恒电位极化使涂层表面生成稳定的钝化膜，再利用X射线光电子能谱仪和Mott-Schottky测试探究钝化膜结构和半导体性质。结果 TiAlCN涂层表面存在凹坑、颗粒和针孔，截面呈现出明显的柱状晶结构；涂层为面心立方结构，主要由TiC、TiN相组成；随着温度的升高，腐蚀电流密度及钝化电流密度增加，容抗弧直径减小，涂层的耐蚀性降低；TiAlCN涂层钝化膜的主要成分为Al2O3和TiO2，且二者含量随着温度升高而减小。在20℃和80℃的温度条件下，TiAlCN涂层的钝化膜表现出n型半导体性质，且钝化膜的施主密度值从1.14×1016cm-3增加到3.27×1016cm-3，钝化膜的保护能力降低。结论温度对TiAlCN涂层的耐腐蚀性有显著的影响，高温会降低钝化膜的致密性及增加施主密度，使得钝化膜的保护性降低，从而降低涂层的耐蚀性。

关键词： TiAlCN涂层温度耐蚀性钝化膜半导体性能施主密度

碳纤维/环氧树脂编织结构激光辐照热传导效应仿真研究

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光学学报 2024年第11期44卷 133-143页

作者：卓越洋贺子安刘涛汪贺刘兆和熊小强陈晓龙何兵中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部王之江创新中心上海201800 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器及应用技术重点实验室上海201800 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049 中国科学技术大学光学与光学工程系安徽合肥230026

本文根据碳纤维/环氧树脂复合材料内部编织结构导致的径向和轴向导热系数差异,以及垂直纤维方向的环氧树脂层和碳纤维层的层叠结构建立了复合导热系数、密度和比热容的阶梯变化模型,并根据材料的物理性质理论给出碳纤维/环氧树脂复合材... 详细信息

本文根据碳纤维/环氧树脂复合材料内部编织结构导致的径向和轴向导热系数差异,以及垂直纤维方向的环氧树脂层和碳纤维层的层叠结构建立了复合导热系数、密度和比热容的阶梯变化模型,并根据材料的物理性质理论给出碳纤维/环氧树脂复合材料对激光的吸收率数值约为0.96。基于该模型利用COMSOL软件仿真计算了碳纤维/环氧树脂复合材料在高斯激光束平行/垂直材料内部纤维取向辐照的烧蚀行为,得到了激光功率、辐照时间对材料温度、烧蚀深度以及烧蚀热的影响规律。结果表明,激光平行纤维方向辐照材料时,材料向深度导热迅速,易形成较大的烧蚀坑,激光功率设置为400、600、800、1000 W辐照10 s时,分别形成0.642、1.721、2.846、3.990 mm的烧蚀深度;激光垂直纤维方向辐照材料时,材料的温升速率受环氧树脂和碳纤维层的叠加以及环氧树脂热解的热隔绝影响,难以向深度导热,烧蚀深度较浅,在光斑直径为10 mm、激光功率设置为800、1000 W辐照10 s时,分别形成0.567、1.243 mm的烧蚀深度。

关键词：碳纤维/环氧树脂复合材料导热系数阶梯变化模型温度场烧蚀深度烧蚀热

缺陷诱导电子-金属载体相互作用加速固液界面Fenton反应

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第6期61卷 247-258页

作者：毛海舫刘洋许振民卞振锋上海应用技术大学化学与环境工程学院上海201418 上海师范大学资源化学教育部重点实验室稀土功能材料上海市重点实验室上海200234

水体污染物的深度氧化去除是环境领域的研究热点.芬顿反应作为典型的高级氧化技术(AOPs)被广泛用于水中有机污染物的去除.对于非均相芬顿反应,催化剂表面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环是决定其活性的主要因素.Fe^(3+)还原的关键在于接受额外电... 详细信息

水体污染物的深度氧化去除是环境领域的研究热点.芬顿反应作为典型的高级氧化技术(AOPs)被广泛用于水中有机污染物的去除.对于非均相芬顿反应,催化剂表面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环是决定其活性的主要因素.Fe^(3+)还原的关键在于接受额外电子,因此电子是提升芬顿反应效率的关键.传统非均相催化剂由于表面“惰性”,限制了固液界面电子的传递,导致Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环效率处于较低的水平.因此设计一种具有高效界面电子传递性能的催化剂对提高芬顿反应效率至关重要.本文通过简易的酸处理法,成功合成了富含缺陷的NH_(2)-UiO-66(d-NU)材料,并将其用于水中有机污染物的去除.核磁共振氢谱(1H NMR)、热重分析(TG)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线吸收精细结构(EXAFS)等多种表征证明了酸处理诱导NH_(2)-UiO-66上缺陷结构的形成.光电流、电化学阻抗和时间分辨瞬态荧光光谱结果表明,缺陷结构的形成可有效促进光生电子-空穴的分离.与不含缺陷的NH_(2)-UiO-66(NU)相比,d-NU在光芬顿氧化过程中表现出更优的4-CP去除效率,其降解动力学速率常数是NU的11倍,极大地加速了4-CP的去除进程.实验及理论计算结果表明缺陷的形成破坏了Zr配位结构的几何对称性,导致Zr位点电荷密度的不对称分布.该不对称结构有利于Fe^(3+)富集到Zr-O簇上,并通过电子-金属-载体相互作用(EMSI)形成Zr‒O‒Fe桥键,促进催化剂固液界面电子的传输,提高催化剂界面Fe^(3+)/Fe^(2+)的循环效率.实际应用实验结果表明,在d-NU/Fe^(3+)/H_(2)O_(2)光芬顿体系中,环境水体中常见无机离子对4-CP的降解影响很小.同时,d-NU/Fe^(3+)/H_(2)O_(2)光芬顿体系能够对多种有机污染物保持较高的去除效率,且催化活性在经过10次循环后没有明显的衰减,说明d-NU具有较好的抗离子干扰性、降解多种污染物的普适性和结构稳定性.通过液相色谱-质谱监测确定了4-CP的降解途径,并通过毒理学模拟4-CP及其降解生成中间体的生物毒性,结果表明,4-CP降解过程中形成的中间体的综合毒性低于4-CP.综上,本研究揭示了MOF基芬顿催化剂中金属氧簇的配位关系对芬顿反应的作用机制,提出了富含缺陷的MOFs与Fe^(3+)之间电子转移的作用机制,为进一步开发高效芬顿催化剂提供了新思路.

关键词：缺陷 NH_(2)-UiO-66 三价铁还原电子-金属支撑作用芬顿反应