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基于光纤探头激光光谱的质子交换膜燃料电池负载变化下干湿转换评估
摘要： 为避免聚合物电解质燃料电池（PEFCs）在低湿度条件下出现膜干涸和性能退化，必须理解工作电池内的动态水传输过程。本研究基于可调谐二极管激光吸收光谱技术（TDLAS），开发了采用单端光纤探针的实时气体传感系统，能高精度、高时间分辨率地测量燃料电池狭窄通道中的水蒸气分布。该传感器用于评估PEFC在低湿度和负载变化运行期间阳极流道中的干-湿瞬态现象。该技术显示：当电流密度增加并出现电压骤降时，阳极通道中的水蒸气浓度会出现大幅瞬时下降。我们得出结论：基于TDLAS的气体传感技术能够检测到电流密度阶跃变化后流道中观测到的水浓度瞬时波动。
关键词： 负载变化、光纤探针、干湿转变、质子交换膜燃料电池、可调谐二极管激光吸收光谱
更新于2025-09-23 15:19:57
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[2019年IEEE第四届集成电路与微系统国际会议(ICICM) - 中国北京(2019.10.25-2019.10.27)] 2019年IEEE第四届集成电路与微系统国际会议(ICICM) - 一种用于量子密钥分发系统的130纳米CMOS工艺激光调制驱动器
摘要： 失调细胞表面受体（或生物标志物）的成像技术是一种具有高灵敏度和特异性的癌症检测潜在手段。然而由于肿瘤中蛋白质生物标志物表达存在异质性，分子成像技术理想情况下应能实现多种癌症生物标志物的同步可视化。近年来，表面增强拉曼散射（SERS）纳米颗粒（NPs）因其敏感且可多重检测生物标志物的潜力而备受关注。本综述重点介绍采用SERS编码纳米颗粒进行肿瘤成像的最新进展：首先简述SERS纳米颗粒的结构与光学特性，随后详细讨论关键成像问题——包括纳米颗粒在组织中的给药方式（局部给药与全身给药）、拉曼成像系统的光学配置与成像方法、用于量化纳米颗粒浓度的光谱解复用技术，以及通过靶向/非靶向（对照）纳米颗粒对的比率成像区分特异性与非特异性对比度来源。最后简要概述未来挑战与发展方向。
关键词： 分子成像、光纤探针、生物标志物、癌症检测、纳米医学、肿瘤、拉曼光谱、生物医学光学成像
更新于2025-09-19 17:13:59
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[IEEE 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 利用氧化锌修饰多壁碳纳米管实现儿茶酚选择性等离子体传感的光纤探针
摘要： 二羟基苯类化合物（如摄影、农药、染料、抗氧化剂和医药等行业广泛使用）的不当处置导致其进入土壤和水体。邻苯二酚作为二羟基苯的异构体，因具有毒性，在地下水和河水中残留需配备高灵敏度传感器。该物质具有极性易被细胞摄取却难以有效排出，从而在细胞内累积。国际癌症研究机构（IARC）将其列为人类2B类致癌物，对中枢神经系统有严重危害。美国环保署（USEPA）和欧盟因其毒性、协同致癌性及低生物降解性，将其认定为重大生态威胁[1,2]。 本研究报道了一种基于表面等离子体共振（SPR）技术的选择性高灵敏度邻苯二酚传感器：采用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）功能化的氧化锌修饰多壁碳纳米管（MWCNTs）作为传感层，负载于光纤探针表面。SPR技术赋予传感器超高灵敏度，光纤载体则实现微型化探头与在线连续监测功能。传感器制备包含三个关键步骤：首先通过化学法合成纳米复合材料——以氢氧化钠还原醋酸锌制备氧化锌纳米颗粒，将其负载于侧壁功能化的MWCNTs后进行CTAB功能化处理[3]（图1(a)为ZnO-MWCNTs的TEM图像）；其次在光纤探针1cm裸露区域热蒸镀银膜；最后采用浸渍法将纳米复合材料包覆于光纤探头。图1(b)展示了探头制备全流程示意图。 表征时将探头固定于带进样/出样口的流动池，单色光从探头一端入射，光谱仪在另一端记录流动池中特定浓度邻苯二酚样品的SPR光谱。
关键词： 表面等离子体共振、光纤探针、十六烷基三甲基溴化铵、邻苯二酚、氧化锌修饰的多壁碳纳米管
更新于2025-09-16 10:30:52
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使用锥形光纤尖端对离体绵羊食道进行浅表光热激光消融（SPLA）
摘要： 浅表光热激光消融术（SPLA）可能是一种有效的治疗手段，其产生的损伤深度足以消除黏膜病变，但不会过深而对深层组织产生热效应。本初步研究目的有二：一是描述能输送高度聚焦激光束的光纤探针设计步骤（包括基于蒙特卡罗模拟的计算），二是完成该探针在离体绵羊食管模型中的初期测试。通过化学蚀刻光纤获得锥形（渐缩）光纤尖端，采用功率可达500毫瓦的1505纳米连续波二极管激光器。实验证实该探针能通过不同速度-功率组合实现绵羊黏膜层的有效SPLA消融，包括以0.5毫米/秒表面扫描速率施加300毫瓦激光功率，以及以2.0毫米/秒表面扫描速率施加450毫瓦激光功率。经进一步改进后，该探针或可用于内镜下低功率光热激光黏膜层消融治疗。
关键词： 光热消融、化学蚀刻、光纤探针、黏膜、蒙特卡罗
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于硫烯交联分子印迹光纤探针的D-天冬氨酸荧光检测
摘要： 基于硫烯交联分子印迹光纤探针的D-天冬氨酸荧光检测
关键词： 荧光检测、分子印迹技术、D-天冬氨酸、苝二酰亚胺衍生物、光纤探针
更新于2025-09-12 10:27:22
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使用CO2激光器制造用于微结构测量的光纤探针：高功能性与耐久性测试
摘要： 近年来，随着微细加工技术的进步，测量机械微小零件、微孔等微观结构的重要性日益凸显。具体而言，为提升器件功能，已提出多种微观结构测量方法。因此，我们致力于利用微型光纤探针开发具有低测量力的高精度测量系统。本研究除进行耐久性测试外，还对测头尖端的疏水涂层性能进行了测试，以防止表面力导致的测量面粘附问题。
关键词： 微孔、光纤、测量、光纤探针、微纳结构、微型三坐标测量机
更新于2025-09-12 10:27:22
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单等离子体活性光纤探针用于瞬时手性检测
摘要： 有机化合物的手性识别在药理学和医学领域至关重要。遗憾的是，该领域常用的分析方法受限于耗时过长和设备要求苛刻。本研究提出了一种前所未有的替代方案，旨在以简便即时的方式实现手性对映体鉴别及其浓度测定。该方法基于制备具有金、银双显著等离子体带的光纤探针——通过将金/银表面接枝能从溶液中手性选择性捕获手性胺的官能团，从而产生对应每种等离子体金属的波长偏移。我们选择具有高医学相关性的DOPA作为手性胺模型化合物。进行手性检测时，只需将光纤探针浸入DOPA分析溶液，根据DOPA手性即可在反射光中观察到金或银等离子体带的选择性偏移。所观测到的偏移程度与DOPA对映体浓度相关。对于外消旋混合物，两种等离子体带均会出现偏移，从而可同步测定对映体浓度及其比例。该分析流程仅需数分钟，并仅需非常简单的实验室设备。
关键词： 光纤探针、多巴胺、外消旋混合物、表面等离子体共振、手性检测、即时识别
更新于2025-09-12 10:27:22
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[IEEE 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 用于高精度微调高性能铌酸锂光子集成电路的附加光纤探针技术
摘要： 铌酸锂（LN）是集成光学的基础材料，例如用于电光和声光调制器、开关、衍射光栅、非线性光学波长转换器等[1]?；贚N的离子交换或钛扩散接触式光刻技术虽已成熟，但光学元件的有限公差难以满足某些现代应用需求。例如高纯度抑制载流子合成或精密测量系统所需的高消光比脉冲生成，需要在器件上增设主动微调电极[2]及相应伺服回路。近期发展的飞秒/超快激光脉冲直接激光写入技术（DLW）[3]虽可解决该问题，但该方法不利于大规模生产，且会导致光波导产生较高插入损耗（钛扩散波导通常<0.1 dB/cm，而DLW波导约1 dB/cm）。我们提出了一种结合钛扩散技术低损耗特性与DLW被动永久微调的方法，其实施仅需廉价的商用设备，极具吸引力。该技术通过微加工波导顶部薄载流金属膜实现，基于等离激元极化子激发效率对金属膜厚度的依赖性。10 nm钛载流膜会增加额外插入损耗（约1 dB/mm）并改变波导有效折射率（约10-6至10-5量级）。该载流膜沉积于集成光学芯片最敏感区域（如X型定向耦合器和Y分支）。数纳米级膜厚允许采用较低激光强度进行局部烧蚀——使用掺铒光纤放大器的普通半导体泵浦激光器（978 nm），输出单模光纤作为探测头，其端面靠近芯片表面时，在500 mW激光功率下输出端光纤尖端光强可达1 kW/mm2。芯片固定在精密三轴平移台上以实现载流膜微加工的灵活操控，通过监测芯片输出端1550 nm光学信号实现在线微调控制。为验证该方法有效性，我们对马赫-曾德尔调制器的消光比ER（最大传输光功率与最小值之比）进行了调节——该参数高度依赖干涉仪双臂的精确功率平衡。实验证明ER可提升17 dB（从30 dB增至47 dB）。本研究成果可应用于量子密钥分发调制器、精密传感、高保真信号处理等领域。
关键词： 修整、光子集成电路、集成光学、光纤探针、铌酸锂
更新于2025-09-12 10:27:22