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差分干涉表面等离子体共振传感器的优化与验证被引量：7: 2013年; 分析了影响相位调制的表面等离子体共振(SPR)传感器灵敏度及动态范围的各种因素。搭建了差分干涉SPR相位检测系统,使用matlab软件模拟了若干因素对该类传感器的灵敏度和动态范围的影响,并使用3种厚度的金膜进行了实验验证,同时实时测量了牛血清白蛋白与其抗体之间的反应过程。结果显示,入射角度对于灵敏度和动态范围没有影响,而入射光波长、所选金属的介电常数和金膜厚度这3个因素是起作用的。这3个因素中,金膜厚度是比较重要且最易调节的一个。选定金膜后,通过调节入射角和反应物浓度,将抗原抗体反应导致的相位变化限制在系统的线性范围内进行了实时检测。结果表明,对于波长为633nm的光源,在测量牛血清白蛋白与其抗体之间的反应过程中,兼顾灵敏度和动态范围的最优金膜厚度为48nm,此时动态范围为0.013 6RIU,灵敏度为6.67×10-7 RIU/0.01°。; 王弋嘉张崇磊王蓉朱思伟袁小聪; 关键词：生物传感器相位调制动态范围灵敏度

光学旋涡与轨道角动量光通信被引量：12: 2014年; 光学旋涡(optical vortices,OV)光束包含螺旋型相位因子,具有全新的自由度——轨道角动量(orbital angular momentum,OAM).OAM本征值为l,且理论上拓扑荷l可取任意整数,这为光学旋涡在光通信系统中的各种应用提供基础.目前有很多方法可用于光学旋涡的产生与检测,而光学旋涡在光通信系统中的应用也正是基于这些方法.OAM在自由空间光通信系统中的应用机制可分为OAM键控(OAM状态作为调制方式)和OAM复用(OAM光束作为复用信道).针对这两种机制已展开大量的理论研究和实验探索,认为光学旋涡可为丰富自由空间光通信系统的调制方式和增加传输容量提供潜在的解决方案.光学旋涡光束的OAM和角向位置的不确定性关系也为之带来了与生俱来的安全优势.光学旋涡的独有特性为光通信系统的性能改善提供了巨大潜力.; 袁小聪贾平雷霆张萌闵长俊李玉茹李朝晖牛憨笨; 关键词：光通信技术轨道角动量自由空间光通信通信容量误码率

基于马赫-曾德尔结构的相差表面等离子体共振传感器被引量：3: 2013年; 研究了一种基于马赫-曾德尔结构的相差表面等离子体共振(SPR)传感器系统。和传统的相位型SPR传感系统相比,该系统采用了p偏振光与s偏振光各自干涉后再相位相减来提取样品折射率信息的方法,从而显著降低了环境噪声的影响,提高了分辨率。系统最小可区分0.01°的相差,对应的分辨率为10-5 RIU(折射率单位)。应用此系统进行了生物大分子结合反应的测量,分辨率可达每平方微米160个IgG分子。研究结果为表面等离子体共振传感器在生物医学的应用提供了一定的参考。; 王弋嘉张崇磊王蓉朱思伟袁小聪; 关键词：传感器表面等离子体共振差分干涉分辨率

谱域光学相干层析成像量化技术及其在生物组织定量分析中的应用被引量：4: 2012年; 研究了谱域光学相干层析(SDOCT)成像系统的量化技术,通过量化OCT图像来获得生物组织内部的信息特征对组织光学散射特性进行定量分析。给出并讨论了单次散射模型,具有轴向点散射函数(PSF)的单次散射模型和多次散射模型,利用平均A-scan算法和非线性最小二乘法曲线拟合,研究不同浓度IntralipidTM溶液的散射特性。实验显示,IntralipidTM溶液的散射系数与浓度在1%～10%间基本呈线性关系,验证了具有PSF的单次散射模型比较适用于本文的谱域光学相干层析成像系统。利用该模型对小鼠的新鲜肝脏进行量化研究,得到小鼠新鲜肝脏在波长λ0为1550nm时的散射系数为8.9mm-1。本文的研究为该项技术今后在临床医学上对各种疾病的诊断和治疗奠定了基础。; 张芹芹吴晓静朱思伟高志袁小聪; 关键词：生物组织谱域散射模型

表面等离子体共振成像系统相位提取被引量：10: 2013年; 表面等离子体共振(SPR)生物传感器应用于生物大分子结合反应的实时测量时,为满足高通量检测的要求,SPR传感器应具有宽场成像检测的能力。建立了适用于以马赫-曾德尔结构为基础的差分干涉SPR成像系统,该结构能够有效降低环境噪声,并对其提取相差的算法进行研究。在信号光与参考光合束之后,通过沃拉斯顿棱镜将p光与s光分开,经透镜聚焦后进入CCD,通过互相关运算使两光斑对准,相位从p光与s光干涉光强的若干变化周期中提取,同时通过取平均减小噪声影响,进行点对点相减得到相变值,并以此方法进行扫描得到相变图。系统通过时间轴提取相位信息,不损失空间分辨率,每10秒探测1次数据,空间分辨率为31.25μm×20.83μm,折射率分辨率为10-5 RIU。; 王弋嘉张崇磊王蓉朱思伟袁小聪; 关键词：传感器表面等离子体共振成像高通量

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国家自然科学基金(61036013)