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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 基于光谱双光子显微镜技术的完整小鼠眼房水流出系统三维分割与定量测量

    摘要： 目的：利用光谱双光子显微镜（TPM）技术，在完整摘除的小鼠眼球中可视化和量化房水流出系统（AOS）结构的三维（3D）空间关系。 方法：采用包括双光子自体荧光（TPAF）和二次谐波产生（SHG）的光谱TPM技术，对新鲜摘除小鼠眼球角膜缘区域的AOS微小结构进行成像。使用长红外激发波长（930 nm）以减少光学散射和自体荧光背景。采集图像堆栈用于3D图像渲染和结构分割。为提供解剖学参照，分别通过荧光标记右旋糖酐（150 KDa）血管灌注和经角膜灌注0.1 μm荧光聚苯乙烯微球来识别巩膜上静脉（EV）以及小梁网（TM）和施莱姆管（SC）。 结果：光谱双光子图像的3D渲染和分割揭示了AOS的详细结构，包括SC、集液管（CC）和房水静脉（AV）。在小梁网近端检测到胶原纤维。施莱姆管的长轴和短轴分别为82.2 ± 22.2 μm和6.7 ± 1.4 μm。集液管在起源于施莱姆管处（开口）的平均直径为25.6 ± 7.9 μm，在中点扩大至34.1 ± 13.1 μm，在与房水静脉连接处缩窄至18.3 ± 4.8 μm。房水静脉的平均直径为12.5 ± 3.4 μm。 结论：光谱TPM可用于重建和测量大、小AOS结构的空间关系，这将有助于更好地理解远端房水流出动力学。

    关键词： 二次谐波产生、房水流出、非线性显微镜技术、青光眼、双光子荧光显微镜技术

    更新于2025-11-21 11:08:12

  • BaHgGeSe4和SrHgGeSe4：两种新型汞基红外非线性光学材料

    摘要： 亟需开发新型实用红外非线性光学（NLO）晶体，尤其是适用于高效泵浦商用1μm激光器的材料。然而过去二十年间，由于实现多种强关联性能共存的极端困难，仅有少数新型红外NLO材料成功生长出块状晶体并实现红外激光输出。本研究基于汞元素的成键特性及高性能新晶体的高效筛选策略，发现两种新型汞基红外非线性材料BaHgGeSe4和SrHgGeSe4。它们结晶于极性空间群Ama2，具有平行排列的畸变HgSe4和GeSe4四面体结构，在实用性能方面展现出卓越平衡性——特别是对商用1μm激光的高效泵浦：宽禁带（~2.5eV）可避免1μm激光的双光子吸收并提高激光损伤阈值；具备相位匹配特性与极强的非线性响应（5倍于AgGaS2）；能同时覆盖3-5μm和8-12μm大气窗口。此外，它们具有同成分熔融特性，表明可通过布里奇曼法获得块状晶体。其综合性能在很大程度上超越传统材料AgGaQ2（Q=S,Se）。详细的结构分析与计算阐明了阳离子调控阴离子基团堆积的关键作用，以及高极化率HgSe4在平衡光学性能中的重要作用。

    关键词： 相位匹配能力、二次谐波产生、BaHgGeSe4、红外非线性光学材料、SrHgGeSe4、同成分熔融、汞基硫属化合物

    更新于2025-11-19 16:56:35

  • YAl3(BO3)4和K2Al2B2O7晶体中光学活性变化揭示的对映体现象

    摘要： 许多硼酸盐晶体具有非线性光学特性，能够实现常见激光向紫外波段的高效频率转换。孪晶现象可能降低晶体质量并影响非线性光学性能，尤其是当晶体由极性相反的孪晶畴构成时。本研究通过旋光性测量证实了YAl3(BO3)4（YAB）和K2Al2B2O7（KABO）单晶中存在反演孪晶。我们利用配备旋转偏振器的分光光度计测定了YAB和KABO在整个可见光波段的旋光色散?？占浞直娴男獠饬靠捎肼暇Ы峁瓜喙亓?，从而估算孪晶程度。所报道的YAB和KABO旋光能力的色散关系可用于评估晶体质量并筛选无孪晶样品。

    关键词： 旋光性、反演孪晶、YAB晶体、旋光色散、KABO方程、二次谐波产生、频率转换、K2Al2B2O7、非线性光学晶体、YAl3(BO3)4

    更新于2025-10-22 19:40:53

  • 利用二次谐波成像和二维离散傅里叶变换分析定量研究胶原纤维结构：在人视神经乳头中的应用

    摘要： 二次谐波成像显微镜（SHG）因其高空间分辨率、光学切片能力及相对无损的样品制备特性，被广泛应用于胶原纤维微结构的成像。对SHG图像进行量化分析需要灵敏的方法来捕捉纤维排列特征。本文提出一种基于二维离散傅里叶变换（DFT）的胶原纤维结构分析方法，该方法整合了周期性加平滑图像分解技术（PPSID）以校正DFT边缘不连续伪影，避免了常用窗函数法导致的周边图像数据丢失。输出参数包括：胶原纤维取向分布、定向胶原含量以及沿主取向方向的纤维分散程度。我们通过该方法测定人视神经头部的胶原微结构，展示了其准确捕捉特征结构的能力——包括包绕巩膜最内层的径向纤维排列和中基质组织中的环状胶原环。同时实现了对神经头内筛板梁个体结构的高空间分辨率渲染。通过广角X射线散射（WAXS）的关联结果及该方法在其他纤维组织中的应用验证了其有效性。

    关键词： 二次谐波产生、边缘效应伪影校正、离散傅里叶变换、视神经乳头、胶原纤维结构、非线性显微镜技术

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 两种非中心对称Cu(II)杂化卤化物化合物的合成、晶体结构、二次谐波响应及温度相变：[(R)-C7H16N2][CuX4] (X = Cl 或 Br)

    摘要： (R)-(+)-3-氨基奎宁环被用于合成[(R)-C7H16N2][CuCl4]（1）和[(R)-C7H16N2][CuBr4]（2），这两种化合物均含有相似的[CuX4]2-阴离子（X=Cl或Br）。通过单晶X射线衍射确定了两种化合物的结构。使用手性纯的(R)-C7H14N2原料迫使晶体呈现非中心对称性。这些材料结晶于手性空间群P212121（No.19），属于222（D2）手性晶类。在分子排列中，[CuX4]2-阴离子通过N-H...X和C-H...X氢键与有机阳离子连接形成阳离子-阴离子-阳离子分子单元，这些单元通过错位面对面相互作用形成三维网络。热重分析证实了晶体的热稳定性?；衔?1)和(2)在较高转变温度T=100°C处呈现多个相变。采用Nd:YAG激光器的Kurtz-Perry粉末法显示，其二次谐波产生（SHG）效率分别为KH2PO4（KDP）的0.81倍和0.82倍。这种手性杂化金属卤化物骨架可为未来信息存储、光调制器和光电功能器件等领域的工程开发提供新平台。

    关键词： 非线性光学、二次谐波产生、晶体结构、手性杂卤化物、相变

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 铁掺杂SrTiO<sub>3</sub>界面处电场诱导氧空位迁移导致的局部结构变化

    摘要： 我们采用二次谐波（SHG）与光致发光（PL）联用技术，研究了直流电压作用下还原态与氧化态掺铁钛酸锶（Fe:STO）电极界面的结构变化。研究表明氧空位缺陷对肖特基结界面耗尽区的局部电学与结构特性起决定性作用。SHG结果显示：低电场条件下，直流电场分别驱使氧离子和空位向阳极与阴极方向迁移，该过程在局部界面耗尽区形成由Fe-Ti-O键伸缩与弯曲描述的电致伸缩畸变。通过分析氧化态与还原态晶体界面的电场诱导二次谐波（EFISHG）响应差异，我们阐释了局部氧空位浓度、动力学特性及其对各界面肖特基势垒高度与耗尽区宽度的影响机制，相关结论得到PL测量结果进一步验证。氧离子向Fe:STO表面迁移会增强带隙内受主态的荧光强度。本研究表明SHG与PL技术能有效解析钙钛矿型电子陶瓷中直流电场与离子缺陷迁移导致的介电击穿过程及器件失效根源。

    关键词： 光致发光、氧空位、电陶瓷、二次谐波产生

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 基于铁电HfO?的混合超表面增强二次谐波产生

    摘要： 能产生高效光学二次谐波（SHG）的集成非线性超表面，在光学传感、成像及量子光子系统中极具应用价值。与传统纯金属超表面相比，其混合结构（将非中心对称非线性光子材料嵌入超表面近场区域）可显著提升SHG效率。然而受材料兼容性、厚度缩放难题及非线性光学材料窄带隙限制，这类器件难以实现片上集成。本研究通过采用铁电性Y:HfO?纳米薄膜，在片上集成超表面中实现了SHG强度的大幅增强——该材料具有CMOS工艺兼容性、250nm紫外波段透明特性，且在硅基底沉积时可缩放至10nm以下厚度。实验观测到混合超表面的SHG强度较纯铁电HfO?薄膜提升二十倍，较非铁电HfO?对照结构提升三倍，证实铁电Y:HfO?对SHG信号的关键贡献。测定Y:HfO?的有效二阶非线性光学系数χ(2)为6.0±0.5 pm/V，与其它复杂非线性光子氧化物材料相当。本研究为利用铁电HfO?薄膜构建高效片上纳米光子非线性光源提供了通用技术路径。

    关键词： 二次谐波产生（SHG）、非线性光子学、超表面、等离子体激元学、铁电氧化铪钇（Y:HfO?）

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 重塑混合金属-介电纳米二聚体的二阶极化响应

    摘要： 我们通过自下而上的方法组装金属-介质杂化纳米二聚体，将等离子体学的场限制效应与多重米氏共振的灵活性相结合。利用非线性二次谐波光谱和偏振测量技术，研究了金与钛酸钡（BaTiO3或BTO）异质二聚体中纳米颗粒间的电磁耦合。金纳米颗粒的局域表面等离子体共振偶极模式与BTO纳米颗粒中的偶极及高阶米氏共振模式的叠加，在可见光波段形成了杂化模式。我们采用"拾取-放置"技术在扫描电子显微镜下精准定位不同类型纳米颗粒，构建出直径可控的杂化纳米二聚体。通过线性散射光谱观测到纳米二聚体中杂化模式的形成，并证明可通过测量二次谐波（SHG）信号对泵浦光偏振和波长的依赖关系直接调控这些模式。实验与理论均表明：等离子体与米氏共振模式的杂化会导致纳米二聚体SHG偏振依赖性发生显著重构，且这种重构依赖于泵浦波长。通过将杂化纳米二聚体的SHG信号与单BTO纳米颗粒对比，我们估算了纳米二聚体内共振模式耦合带来的增强因子，发现相比孤立BTO纳米颗粒，其SHG信号增强可达两个数量级。

    关键词： 电介质，二次谐波产生，钛酸钡，偏振依赖性，混合纳米天线，等离子体学

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [IEEE 2018年第20届透明光学网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018.7.1-2018.7.5)] 2018年第20届透明光学网络国际会议(ICTON) - 基于偏振分辨二次谐波显微技术确定的甲状腺结节包膜胶原结构变化

    摘要： 甲状腺癌的诊断存在挑战性，因其与更常见的良性病变有时难以区分。若能自动鉴别甲状腺结节的良恶性，将对甲状腺疾病诊疗大有裨益。本研究采用偏振分辨二次谐波显微成像技术，探究人甲状腺结节周围纤维囊的胶原排列特征。我们发现：通过改变激光束偏振角度对胶原囊进行成像，并利用理论曲线拟合二次谐波信号强度，可获取二阶非线性光学张量的非零分量及胶原纤维取向信息?；诖朔椒?，我们成功区分了甲状腺滤泡腺瘤与乳头状癌结节的纤维囊结构。结果表明，偏振分辨二次谐波显微成像能提供结节周围胶原囊的补充信息，有望与基于强度的定量二次谐波成像及传统组织病理学检查形成互补。

    关键词： 二次谐波产生、甲状腺结节、胶原蛋白

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • Pb?GaF?(SeO?)?Cl：通过异价取代实现带隙扩大同时保持强二次谐波响应的能带工程策略

    摘要： 宽带隙与强二次谐波（SHG）效应是实用非线性光学（NLO）材料中两个关键但相互矛盾的条件。本研究通过异价取代的理性能带工程策略，设计并合成了一种含新型功能(GaO3F3)6?八面体的NLO晶体Pb2GaF2(SeO3)2Cl（I）。得益于过渡金属阳离子的移除和桥接F阴离子的引入，I在所有已报道的可相位匹配NLO亚硒酸盐中展现出最宽的带隙，同时保持了超过4.5倍KH2PO4（KDP）的强SHG响应。第一性原理研究阐明了(GaO3F3)6?基团对I中带隙增大的主导作用。

    关键词： 异价取代、二次谐波产生、非线性光学材料、亚硒酸盐、能带工程

    更新于2025-09-23 15:21:21