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基于蒙特卡罗模型的混浊介质漫反射用于上皮发育不良诊断
摘要: 生物组织漫反射在诊断肿瘤学中已被广泛用于表征上皮组织的生化和形态变化。然而,从漫反射中提取组织吸收和散射特性的计算复杂性和耗时性降低了其在临床环境中有效诊断的潜力。为此,研究人员开发了一种简单且精确的浑浊介质漫反射经验方程。通过蒙特卡洛模拟,在可见光和近红外光谱范围内为半无限介质生成了涵盖软组织典型光学特性的漫反射查找表。利用该查找表,采用表面拟合方法推导出漫反射经验方程。该方程经过模拟实验和组织仿体验证研究测试,其精度比扩散近似法高出十倍。本方法的独特之处在于即使在极端条件下仍具有可靠性。
关键词: 混浊介质、经验模型、蒙特卡罗方法、上皮发育不良、漫反射
更新于2025-09-23 15:23:52
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功能化聚吡咯/钙钛矿Eu3+纳米复合材料在光子学应用中展现出良好的红色发光性能
摘要: 通过燃烧法和溶液浇铸法分别合成了CaTiO3:Eu3+发光纳米颗粒(NPs)和Ppy/CaTiO3:Eu3+纳米复合材料(NCs),并研究了其结构与光学性能。产物的粉末X射线衍射图谱显示为单一正交晶相,采用Scherrer公式测得晶粒尺寸范围为40-45 nm。详细考察了Eu3+离子对纳米荧光粉发光性能的影响:在398 nm激发下呈现优异的红色发射,观测到540、593、615、653、696和706 nm(对应5D0→7Fj=0,1,2,3,4,5)的发射峰均源于Eu3+离子跃迁。其中电偶极跃迁5D0→7F2(615 nm)强度显著强于磁偶极跃迁5D0→7F1(596 nm)。根据发射光谱确定的CIE色度坐标值非常接近NTSC标准红色发射值,表明该荧光粉极具显示应用价值。结果表明Ppy辅助的溶液浇铸法是合成稀土掺杂CaTiO3:Eu3+纳米复合材料(NCs)的有效方法。
关键词: 漫反射、微生物活性、纳米复合材料、色图、聚吡咯
更新于2025-09-23 15:23:52
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γ射线辐照对CdS/p-Si异质结特性影响的研究
摘要: 通过热蒸发法在p型硅衬底上沉积硫化镉(CdS)薄膜以制备CdS/p-Si异质结。采用不同剂量范围(0-80 kGy)的γ射线辐照来调控该异质结的微观结构、光学及电学特性。X射线衍射测试表明γ辐照降低了CdS薄膜的结晶度;扫描电子显微镜图像显示随着辐照剂量增加,CdS颗粒平均尺寸增大。光致发光结果表明特定辐照剂量会在价带间隙位点产生黄光发射。I-V特性曲线显示电流传输特性受不同γ剂量影响。由于界面不均匀性、缺陷密度、界面电荷分布及辐照后界面层厚度变化等因素,CdS/p-Si异质结构的势垒高度、饱和电流和理想因子等参数发生改变。文中讨论了γ辐照对CdS/p-Si异质结的诱导效应及其可能机理。
关键词: 异质结构、漫反射、光致发光、伽马辐照、热蒸发
更新于2025-09-23 15:23:52
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利用交叉极化转换与反射相位抵消相结合实现散射电磁波整形
摘要: 本文提出了一种结合交叉极化转换与反射相位抵消原理的毫米波1比特编码工程反射器设计,用于后向散射电磁波形调控。该工程反射器的各向异性单元结构能在毫米波频段高效将入射电磁波偏振旋转至正交方向——每个单元由介质基板(背面为理想导体)顶面的四个倒L型铜谐振器构成。所提出的单元结构在87.3GHz、90.1GHz和91.8GHz三个等离子体共振频率点实现100%交叉极化转换效率,在86.7-91.9GHz频段内保持超过92.1%的转换效率。若将该各向异性单元("0"元件)与其镜像单元("1"元件)组合成工程反射器,二者反射相位差可达180°±25°,通过仅使用这两种单元即可构建双瓣、三瓣、四瓣乃至漫散射等多种反射电磁波调控模式。文中给出了全波仿真、加工制备及实验测试结果。
关键词: 超表面、漫反射、反射阵列、反射面
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种基于全光谱的新型无创新生儿高胆红素血症筛查设备
摘要: 目标:根据美国儿科学会(2004年)指南,必须严格筛查新生儿胆红素水平以减少核黄疸和急性胆红素脑病发生率。虽然通过有创毛细血管采血及后续生化检测被视为新生儿黄疸诊断的金标准,但全球各地也零星采用各种无创仪器进行经皮胆红素(TcB)测量。本研究主要目标是开发一种基于光谱测量的无创技术来测定新生儿胆红素水平,作为总血清胆红素(TSB)检测的替代方案,同时克服现有胆红素检测仪的局限性。 方法:该仪器由光源和光谱检测器组成。光源发出的光束通过光纤照射新生儿甲床,反射光由检测器采集。采用自主开发的软件获取并分析光学信号,计算胆红素数值。该仪器以1033例受试者的TSB值为参照进行校准和验证。 主要结果:结果显示(r=0.95,P<0.001),本方法获得的胆红素值与TSB呈强相关性。接受光疗受试者的时变分析显示良好相关性(r=0.98)。重复性测试结果表明平均变异系数小于5.0%。 结论:自主研发的这项无创技术能在各种生理条件下高精度、高准确性地检测胆红素水平。
关键词: 非侵入式光学方法、LabVIEW、漫反射、新生儿黄疸、基于全光谱的诊断
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于双向反射分布函数的卫星红外特性
摘要: 随着航天工业的发展,对空间监测技术的要求越来越高。本研究基于卫星飞行姿态、背景环境、材料特性及轨道参数等因素,分析了在轨卫星的红外特征。通过引入双向反射分布函数(BRDF)来描述元件的红外反射特性,并采用元件反射叠加法建立了反射辐射数学模型?;谖佬遣牧系腂RDF实测数据验证了Torrance-Sparrow模型的准确性,探讨了卫星光谱辐射亮度与观测角度的关系。通过对比漫反射模型与BRDF模型在反射太阳辐射随飞行周期变化规律及辐射强度分布方面的差异,分析得出:基于材料反射特性的BRDF模型能更准确地反映卫星的红外辐射特征。
关键词: 双向反射分布函数、光谱辐射率、漫反射、卫星
更新于2025-09-23 15:22:29
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面向胃肠道发育不良光谱检测的片上光学微系统
摘要: 本文介绍了一种基于16个光频转换器和16个高选择性光学滤波器的CMOS光学微系统,该系统配备4×4光电二极管阵列及其读出电路,用于漫反射和荧光信号的分光光度测量,应用于胃肠道发育异常检测。光电二极管阵列采用n+/p-外延层结硅光电二极管,其读出电路输出与光电流成正比的数字频率信号,在550nm波长下灵敏度为26Hz/nA,光谱分辨率为9MHz,功耗1mW。光学滤波器由16个采用介质镜的薄膜窄带法布里-珀罗谐振腔构成,具有高透射率和低半高全宽特性。通过使用模拟胃肠道组织主要吸收、散射和荧光特性的仿体进行实验测量,证实该CMOS光学微系统配合光学滤波器能有效提取目标信号(与商用设备对比结果一致)。该装置可作为便携式系统用于手术室验证胃肠道癌组织的彻底切除情况,所开发方法也为实现胃肠道发育异常检测的微型化工具迈出了重要一步。
关键词: 荧光、CMOS光学微系统、光学滤光片、胃肠道发育不良、漫反射
更新于2025-09-23 15:21:01
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利用空间分辨漫射成像进行高速光源深度估计
摘要: 我们描述了一种用于嵌入散射介质中光源的高速深度估计系统。该系统通过光纤探针测量散射介质表面空间分辨的漫反射分布,采用多项式模型估算光源深度?;诘湫凸庋Р问段傻拿商乜宸瓷浞植际菁?,我们在四个探测器位置对模拟反射数据进行模型拟合。该模型可处理深度达15毫米的光源。使用蒙特卡洛数据集进行交叉验证,获得0.12毫米的均方根误差。实验反射数据通过由四个安装在黑色乙缩醛塑料圆盘中的光纤构成的探测器探针获取,这些光纤耦合至雪崩光电二极管以实现反射分布的高速采集。当应用于含有嵌入式光源的组织仿生体模测量时,该多项式模型产生的深度估计值与真实深度的偏差在2毫米以内(光源深度不超过15毫米)。
关键词: 源位置、蒙特卡罗模拟、组织光学、混浊介质、漫反射
更新于2025-09-23 02:38:42
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用于电磁波整形和雷达散射截面改性的1位编码工程反射器设计
摘要: 本文设计并表征了用于W波段交叉极化旋转、雷达散射截面(RCS)调控及电磁波赋形的工程反射器。通过融合多重等离子体共振、交叉极化旋转、反射相位抵消及编码序列原理实现反射器设计:首先精确优化了一种由PEC背衬介质基板顶部两个E形金属谐振器构成的各向异性单元,该单元在86-94GHz频段呈现线性交叉极化特性,在86.5GHz、89.2GHz、92.2GHz和93.2GHz四个频率点具有100%交叉极化转换效率的多重等离子体共振;随后利用该单元及其镜像单元构建1比特编码反射工程反射器,生成电磁波赋形所需的"1""0"编码元素。设计了四种不同编码序列的工程反射器,分别实现后向散射能量形成单瓣、双瓣、三瓣及四瓣分布。此外,通过在反射器孔径上随机分布单元(随机编码序列),在正入射与斜入射条件下均实现了低散射漫反射模式。三维全波仿真与实测结果共同验证了该表面结构对后向散射电磁波的赋形能力。
关键词: 散射、超表面、电磁波、反射面、漫反射、毫米波
更新于2025-09-10 09:29:36
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(Cu6PS5Br)1-(Cu7PS6)混合晶体的结构与光学性质
摘要: 报道了布里奇曼法生长的(Cu6PS5Br)1-x(Cu7PS6)x混合晶体的结构与光学性质。X射线衍射数据显示富Cu6PS5Br晶体(0<x<0.4)为面心立方晶格(Fm-34空间群),富Cu7PS6晶体(0.4<x<1)为原始立方晶格(P213空间群)。这些结构数据与拉曼光谱相关联——除银砷矿型Cu6PS5Br和Cu7PS6晶体的典型特征峰外,在相应组分区间还观察到仅属于端元化合物的弱谱带。基于漫反射光谱短波边缘的光谱位置,研究了能隙的组分依赖性,呈现非线性变化特征。
关键词: 无机材料、晶体生长、漫反射、拉曼散射、X射线衍射、晶体结构
更新于2025-09-04 15:30:14