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椭偏光场下锂原子共振激发过程（特邀）

光学学报 2024年第17期 321-329页

作者：齐昕郭丽易小鹏胡师林陈京上海师范大学数理学院物理系中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所汕头大学理学院物理系先进光学与光子学研究中心中国科学技术大学物理学院合肥微尺度物质科学国家研究中心深圳技术大学工程物理学院深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室

基于散射矩阵理论建立了在强激光场作用下电子从基态直接跃迁到里德伯态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德伯态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一致；但... 详细信息

基于散射矩阵理论建立了在强激光场作用下电子从基态直接跃迁到里德伯态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德伯态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一致；但当光强较高时，激光场不仅使里德伯态的能级发生移动，而且对里德伯态的空间相位分布也产生了影响，进而改变了激发率随光场椭偏率的变化曲线。同时，计算结果也展现出椭偏场多光子激发过程中角动量和磁量子数跃迁选择定则特点：当共振激发过程吸收偶数或者奇数个光子时，初态与里德伯态的轨道角动量量子数（磁量子数）的奇偶性分别一致或者相反。

关键词：超快光学场缀饰的里德伯态多光子共振散射矩阵理论

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超构表面:设计原理与应用挑战(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 259-279页

作者：马耀光高宇斌浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室光电科学与工程学院先进光子学研究中心嘉兴研究院智能光子研究中心浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州310027

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚... 详细信息

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚的研究兴趣。从物理机理、相位调控到正向设计方法,系统回顾了超构表面的设计原理。介绍了这些机理如何用于实现丰富的应用,包括功能复用、宽带宽、大视场、多层级联、非局域超构表面等,涵盖了最主要和最新的发展方向。最后,讨论了超构表面在走向实用化的道路上所面临的器件设计和加工制造上的挑战,并对领域未来的发展进行展望。

关键词：材料超构表面超构透镜成像光学全息复用消色差成像

极紫外光栅波导中TE_(0)模式有效折射率分析

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中国激光 2024年第12期51卷 457-464页

作者：毛亚星曹清程长杰朱吉瑞陈文轩肖晓琳上海大学理学院物理系上海200444 浙江省杭州第七中学浙江杭州310024 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心上海201800

将极紫外光刻掩模板的吸收层视为光栅波导,对光栅波导的最低阶横电模式(TE_(0)模式)进行理论分析。根据光栅波导电场分布的对称性,首先指出其电场分布应为双曲余弦函数cosh(·),并提供了有效折射率的零阶近似值n_(eff,0)。利用有限元软... 详细信息

将极紫外光刻掩模板的吸收层视为光栅波导,对光栅波导的最低阶横电模式(TE_(0)模式)进行理论分析。根据光栅波导电场分布的对称性,首先指出其电场分布应为双曲余弦函数cosh(·),并提供了有效折射率的零阶近似值n_(eff,0)。利用有限元软件对TE_(0)模式进行仿真,然后将模拟结果与解析表达式计算结果进行对比,验证理论猜测的准确性。在吸收材料为金和银的情况下,零阶近似值(n_(eff,0))的相对误差已分别小至0.75%和0.96%。在此基础上,进一步推导出了一个简单的适用于非亚波长光栅波导有效折射率(neff)的高阶迭代公式,并用其来减小零阶近似的相对误差。数值模拟结果表明,经过7次迭代后,相对误差已减小到0.11%;经过23次迭代后,相对误差小于10^(-5)。

关键词：物理光学极紫外光栅波导有效折射率零阶近似值高阶数值迭代

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椭偏光场下锂原子共振激发过程的研究

光学学报 2024年

作者：齐昕郭丽易小鹏胡师林陈京上海师范大学数理学院中国工程物理研究院北京应用物理与计算数学研究所汕头大学理学院物理系中国科学技术大学物理学院合肥维尺度物质科学国家研究中心深圳技术大学工程物理学院深圳市超强激光与先进材料技术重点实验室

本文基于散射矩阵理论建立了在强激光场的作用下电子从基态直接跃迁到里德堡态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德堡态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一... 详细信息

本文基于散射矩阵理论建立了在强激光场的作用下电子从基态直接跃迁到里德堡态的量子理论模型。利用该模型计算研究了椭偏光场下锂原子被激发到不同里德堡态的概率随激光场椭偏率的变化。研究发现：当光强较低时，激发过程与微扰理论一致；但当光强较高时，激光场不仅使里德堡态的能级发生移动，而且对里德堡态的空间相位分布也产生了影响，进而改变了激发率随光场椭偏率的变化曲线。同时，计算也展现出椭偏场多光子激发过程中角动量和磁量子数跃迁选择定则特点：当共振激发过程吸收偶数或者奇数个光子时，初态与里德堡态的轨道角动量量子数（磁量子数）的奇偶性分别一致或者相反。

关键词：场缀饰的里德堡态多光子共振散射矩阵理论

用于BI-RADS 4类肿块动态超声诊断的人工智能新模型

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中华超声影像学杂志 2024年第7期33卷 589-596页

作者：邱舜敏卢焕冲庄哲民李洋陈绍琦汕头大学医学院第一附属医院超声科汕头515041 汕头大学工学院电子系、广东省人工智能与现代超声工程技术研究中心汕头515063

目的探究一种融合了SAM-YOLOV 5深度学习网络和图像处理技术的人工智能(AI)新模型在乳腺影像报告与数据系统(BI-RADS)4类肿块超声动态视频良恶性分类中的应用。方法回顾性收集2019年5月至2023年6月汕头大学医学院第一附属医院经病理证实... 详细信息

目的探究一种融合了SAM-YOLOV 5深度学习网络和图像处理技术的人工智能(AI)新模型在乳腺影像报告与数据系统(BI-RADS)4类肿块超声动态视频良恶性分类中的应用。方法回顾性收集2019年5月至2023年6月汕头大学医学院第一附属医院经病理证实的BI-RADS 4类的乳腺肿块患者458例(530个肿块),按7∶3的比例进行模型的训练和测试,分析模型的ROC曲线下面积(AUC)、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值。先与单张静态图像下的测试效果进行比较,再与3个传统的深度学习网络以及高、低年资医师组的测试效果进行比较。分析新模型在BI-RADS 4a、4b、4c类肿块中的诊断效能。结果二维超声动态视频在新模型中测试所得到的AUC、敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值高于使用单张超声静态图像(均P学习网络模型(YOLOV 5、VGG 16、Resnet 50)和低年资医师组(均P学习网络和图像处理技术开发的用于BI-RADS 4类乳腺肿块动态超声分类诊断的新模型有较高的诊断价值,有望用于辅助临床诊断。

关键词：超声检查深度学习图像处理人工智能乳腺肿块

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可见-近红外二区双通道荧光成像系统

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 413-420页

作者：刘雯倪沪桅钱骏浙江师范大学浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室物理与电子工程学院浙江金华321004 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室光及电磁波研究中心光电科学与工程学院先进光子学国际研究中心浙江杭州310058

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用... 详细信息

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用不同厚度的脂肪组织测试了吲哚菁绿的NIR-Ⅱ窗口荧光信号分别在1 100~1 700 nm长通滤光片与1 300~1 700 nm长通滤光片下的抗散射能力与成像表现。接着利用所搭建的双通道宏观成像系统分别在小鼠以及大鼠模型上实现了淋巴结成像并模拟进行了淋巴结的切除手术,模拟了对腹腔淋巴结清扫的过程。最后,在大鼠模型上添加了不同厚度的生物脂肪组织,模拟实际手术中脂肪组织覆盖在淋巴结上的情况,观察双通道系统的穿透能力。可见近红外二区双通道荧光成像系统通过给操作者提供直观的影像信息,缩减手术时间、提高患者的预后,在临床手术导航中具有较大的应用潜力。

关键词：荧光成像技术双通道宏观成像系统近红外二区临床手术导航

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基于近场光学成像技术的极化激元学研究进展

物理学报 2024年第8期73卷 1-21页

作者：周怡汐李志鹏陈佳宁首都师范大学物理系北京100048 中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049 北京凝聚态物理国家研究中心北京100190 松山湖材料实验室东莞523808

极化激元作为光与物质的混合激发可以实现纳米光场的精确调控,为未来纳米光电器件的小型化和集成化提供了有效的途径.近年来,借助散射型扫描近场光学显微镜对多类型极化激元的观测,多种光学现象背后的物理机制被揭示,进一步加深了对极... 详细信息

极化激元作为光与物质的混合激发可以实现纳米光场的精确调控,为未来纳米光电器件的小型化和集成化提供了有效的途径.近年来,借助散射型扫描近场光学显微镜对多类型极化激元的观测,多种光学现象背后的物理机制被揭示,进一步加深了对极化激元物理和相互作用的理解,也极大地推动了极化激元调控及其应用的研究.基于此,本文总结了最新的极化激元近场研究进展.不同于前期关于二维材料极化激元的综述,本文不仅涵盖了三维至一维的极化激元材料体系,还在极化激元纳米光学特性方面增添了各向异性极化激元的最新研究工作,并且系统总结了极化激元调控的最新进展以及在亚衍射成像和聚焦、纳米结构识别、光调制器和分子检测等方面的相关应用.最后,对极化激元未来的研究方向进行了展望.

关键词：近场光学成像极化激元各向异性调控及应用

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微纳光纤在超快光学领域的研究进展（英文）

Frontiers of Information Technology & Electronic Engineering 2024年第9期 1193-1209页

作者：何欣莹李宇航王铸宁片思杰刘旭马耀光浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室先进光子学国际研究中心浙江大学嘉兴研究院智能光学与光子学研究中心杭州国际科创中心清华大学精密仪器系精密测试技术与仪器全国重点实验室

超快光纤激光器作为超快光学领域至关重要的组成部分，其性能不断推动超快光学的进展。在产生超短脉冲过程中，微纳光纤凭借其高比例倏逝场、灵活可控的色散和高非线性特性，在饱和吸收锁模以及色散和非线性管理方面发挥了积极作用。在... 详细信息

超快光纤激光器作为超快光学领域至关重要的组成部分，其性能不断推动超快光学的进展。在产生超短脉冲过程中，微纳光纤凭借其高比例倏逝场、灵活可控的色散和高非线性特性，在饱和吸收锁模以及色散和非线性管理方面发挥了积极作用。在产生超短脉冲方面，具备高非线性系数的微纳光纤已经成为研究非线性动力学现象的理想平台工具之一，并且也反向促进超快光纤激光器技术的发展。本文首先介绍了微纳光纤模式演化及相关特征，然后全面综述微纳光纤在超快光学领域最新研究进展，包括倏逝场调制与控制、色散与非线性管理以及非线性动力学现象，最后讨论了微纳尺度下未来可能应用于超快光学领域的潜在前景。

关键词：微纳光纤非线性动力学色散超快光学

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计算机辅助在关节镜手术诊疗中的应用进展

中国医学影像学杂志 2024年第4期32卷 402-406页

作者：吴根全孙鸿坤伍克州汕头大学医学院第一附属医院运动医学中心广东汕头515041 汕头大学工学院生物医学工程系广东汕头515000 汕头大学医学院口腔医学系广东汕头515041

关节镜是一种临床常用的微创检查和治疗方法,但其视野易受关节内组织遮挡,常需要配合其他影像检查应用。随着医疗设备及计算机图像处理技术的不断发展,基于计算机辅助的手术方式在普外科、骨科等的应用已相对成熟,能在术中提供精确的导... 详细信息

关节镜是一种临床常用的微创检查和治疗方法,但其视野易受关节内组织遮挡,常需要配合其他影像检查应用。随着医疗设备及计算机图像处理技术的不断发展,基于计算机辅助的手术方式在普外科、骨科等的应用已相对成熟,能在术中提供精确的导航。因此,基于计算机辅助的手术方式在关节镜外科手术中的应用逐渐受到重视。本研究对计算机辅助骨科手术的原理和技术进行分析,从术前成像、术中导航、机械臂操作等方面分析计算机辅助关节镜手术的诊疗应用进展以及技术可行性,发掘其潜在的临床应用价值,讨论存在的问题,进一步提升我国关节镜手术诊疗可行性。

关键词：外科手术,计算机辅助手术导航系统关节镜综述