摘要：报道了一种利用大功率激光二极管端面抽运Nd…YAG激光晶体产生基频光,并通过非线性晶体的腔内倍频(SHG)与和频(SFG),实现多个二次谐波同时连续输出的多波长黄光激光器。将Nd…YAG晶体的1112.1、1115.9、1122.7nm谱线作为基频光,利用LBO和BIBO进行非线性光学频率变换,同时获得了三个倍频光及三个和频光激光输出。从理论上对基频光同时受激跃迁和非线性频率变换相位匹配进行了分析。实验结果与理论分析表明,当基频光的性能相对接近时,合理地选择性能较好的非线性晶体对基频光同时进行倍频和和频是获得全固态多波长激光器的一种实用方法,合理地设计激光器谐振腔能够提高激光器的稳定性。

摘要：为了研究凝视型激光主动成像系统对非合作目标的成像性能及在目标跟踪中的应用,设计了基于APD阵列和分束照明的凝视型激光主动成像系统。对激光回波功率与目标距离之间的关系进行了理论分析,结果显示:200m外目标的回波功率小于1μW。为提高系统作用距离,选取高增益带宽积跨阻放大器OPA657N提高系统增益,并通过优化元件布局来克服高跨阻值时的通道串扰。实验验证了距离方程的正确性。在此基础上,采用八连通团块检测方法实现目标探测,并对两轴目标跟踪进行了实验验证。结果显示:系统能够对200m处非合作目标稳定成像,并能获取420m处非合作目标的回波信号;当目标在俯仰轴、偏航轴方向行程大于2.5°时,系统能够实时探测并稳定跟踪。

摘要：在胚胎发育过程的研究中,胚胎各阶段的形态特征是评价其发育优劣的重要依据,用于指导胚胎体外培养体系的优化和改进。本文为胚胎长时程培养设计了一种基于“低倍搜寻、高倍观察”策略的在线监测系统。首先,针对胚胎在发育过程中体积不断增大的情况,本系统配置了4倍相差、10倍和20倍霍夫曼调制相衬三种光学模块,以满足不同视场的观察需求;通过光机系统匹配设计、误差控制和装调试验,保证了成像光学分辨率,并获得了胚胎的高对比度的浮雕立体成像效果;然后,通过低倍大视场进行识别定位,高倍小视场捕获细节,本系统实现了胚胎的在线跟踪监测;最后,开发并验证了一种基于图像轮廓面积和清晰度评价的胚胎识别定位算法。本文开发的体外胚胎培养在线监测系统能在不影响胚胎发育的前提下,跟踪记录发育过程的形态特征,为胚胎发育评估和体外培养体系的优化提供依据。

摘要：大功率激光治疗过程中,避免表皮及正常组织的热损伤副作用,是保证激光治疗安全性和有效性的关键。本文采用具有高制冷性能的医用134a制冷剂,通过对高压储液罐、密闭传输管路、高速雾化喷射装置以及电子学控制等系统的设计,形成了可与治疗激光不同时序输出、对皮肤和组织进行实时快速冷却的瞬态喷雾冷却系统。通过研究喷洒时间、喷射距离、类皮肤材料温度变化之间的量效关系,验证了装置的冷却效果。实验结果表明,在20~50ms喷洒时间内可将组织温度降低40~60℃。冷却系统的生物兼容性、耐压性、密封性通过了医疗器械注册检验。并联合大功率1450nm半导体激光用于面部痤疮的临床治疗,189例轻中度痤疮患者在连续治疗4次后治疗的总有效率达87.3%,未出现皮肤热损伤。该瞬态喷雾冷却系统可与各类激光治疗设备集成应用,提高了现有激光治疗技术的安全性、有效性和治疗范围。

摘要：对于高灵敏原子磁力计极弱磁测量,激光温度的精确稳定控制是一项必不可少的工作。激光温度不稳定会导致激光波长波动和漂移,从而降低原子磁力计的灵敏度。为了降低激光器温度波动对原子磁力计的影响,本文设计并实现了一个基于ADN8834温度控制芯片的高精度DBR激光器自动温度控制系统。首先,基于ADN8834和高精度模/数转换芯片LTC2377设计了温度反馈电路,成功采集到了与温度对应的模拟电压信号并将其转换为数字信号送入FPGA。然后,在FPGA中实现了增量式数字PID算法,自动计算温度控制信号。最后,设计了数/模转换电路将该温度控制信号转换为模拟信号传递给ADN8834,ADN8834输出加热或冷却信号来控制半导体热电制冷器,从而实现闭环温度自动控制。实验结果表明,当目标温度分别设定在20,25,30℃时,该温度自动控制系统的温度稳定性均在±0.005℃,测试DBR激光器输出波长稳定性范围为±2 pm。该激光器自动温度控制系统温度稳定性高,且操作方便,设计灵活,基本满足原子磁力计系统对激光温度控制器的要求。

摘要：目的 建立有错配的加尾双引物扩增受阻突变体系聚合酶链反应(T-ARMS PCR)多重检测的方法,实现针对肝细胞癌常见基因突变位点TP53 R249S、TP53 R273H、CTNNB1 S45F的多重检测。方法 针对3个基因突变位点进行引物设计,每个基因突变位点所设计引物序列的5′端不加一段DNA序列(Tail Free Primer)或者所设计的引物序列5′端加一段相同的DNA序列(Tailed Primer),利用实时荧光定量PCR仪分别检测并比较3个基因突变位点的不同引物序列形成的单重体系、三重体系的扩增结果,研究T-AMRS PCR方法对突变型基因位点突变负荷的检测限、特异性和多靶标检测能力。结果 3个基因突变位点Tailed Primer单重体系扩增结果显示,突变型质粒的扩增均优于野生型质粒,野生型质粒的扩增均被有效抑制,突变负荷检测限低至0.10%,特异性良好。Tailed Primer三重体系减少了引物二聚体的产生,调控CTNNB1 S45F、TP53 R249S、TP53 R273H的解链温度分别为81.11℃、82.36℃、86.35℃,实现不同突变位点的显著区分。与Taqman探针基因分型方法相比,T-AMRS PCR方法野生型和突变型基因的Ct值差异更显著,单荧光通道即可实现突变基因检测。结论 运用T-ARMS PCR进行一管三重检测,分析熔解曲线,能有效检测到目的基因突变,抑制野生型模板的扩增,并区分不同的基因突变位点;同时,Tailed Primer设计减少了多重情况下引物二聚体的产生。该方法可为临床中肝细胞癌的早期筛查、预后预测、病情监测提供理论依据。

摘要：针对980nm激光波长设计了InGaAs/GaAsP材料多周期增益量子阱结构。垒层采用带隙更宽的GaAsP材料代替常规GaAs,改善了效率随温度升高而降低的问题,同时又能满足长寿命激光工作的需要。周期增益量子阱结构提高了有源区的单程增益,降低了阈值,提高了输出功率。制作出新结构的集成单元数为4×4,单元直径30μm的阵列器件,工作电流为5.88A时连续激光功率达到2W;窄脉冲宽度1μs,重复频率100Hz,工作电流60A时输出功率达到30W,且均未达到饱和状态。此阵列器件在工作电流为1～4A时发散角半宽均小于16°。利用加速老化方法对阵列器件的寿命进行了测试,推算出30℃的寿命可达5280h以上,并分析了影响大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)可靠性的主要因素。

摘要：随着清洁能源政策的不断完善,风能和太阳能资源得到了充分的利用,但是风电的“昼低夜高”反调峰特性会导致风电消纳能力受限。为了更大限度且更加灵活地消纳弃风电量,文章设计了以蓄热式电锅炉储热为主导,直接供电模式下的太阳能热泵-弃风蓄热供暖系统。同时,为兼顾系统运行成本和弃风消纳电量,建立了系统的优化调度数学模型,综合考虑弃风量、电锅炉功率、热功率及蓄热量等约束条件,采用NSGAII多目标优化算法对模型进行求解,从而获得蓄热电锅炉运行功率的优化调度方案。研究结果表明,优化调度方案可在保证系统经济运行下合理调度蓄热电锅炉的运行功率,与优化调度前相比,优化后的系统能够多消纳弃风电功率3261 kW,弃风消纳率可达26%。

摘要：在MEMS技术的基础上,设计了一种梳齿式二维微纳传感器的芯片结构。通过应用硅基力敏感结构,实现了将微弱不可测力学信号转换为可测电信号;建立有限元模型,分析计算了微力传感器的结构和电学特性,得到了力学信号与电学信号的对应关系;对模型进行了模态分析和谐响应分析,验证了结构的固有频率和谐响应频率远离系统的工作驱动频率,保证了芯片的工作稳定性和测量精度。仿真分析结果表明,微力传感器芯片的力和力矩的分辨率分别达到2.85μN和0.0382μN·m,信号转换线性度分别达到0.999 6、0.999 9。模态固有频率(第一阶、第二阶)和谐响应频率分别为783.28 Hz、1 294.3 Hz和770 Hz,均满足性能指标要求。

摘要：温度漂移是影响桌面式核磁共振波谱仪测量精度的一个重要因素,在探头中添加锁场线圈实现场频联锁是抑制温度漂移的常用手段.本文基于实验室紧凑型Halbach磁体,设计了一套带有外部锁场功能的双通道探头.针对目标区域,使用COMSOL仿真对比了螺线管线圈、鞍形线圈和亥姆霍兹线圈的磁场均匀性、信噪比和品质因数,发现螺线管线圈具有最佳综合性能.进一步针对螺线管线圈结构,对线圈直径、高度、匝数、匝间距以及漆包线半径进行了仿真优化,得到漆包线半径为0.4 mm、线圈直径和高度为8.2 mm、匝间距为1.6 mm、匝数为5是最优螺线管尺寸.基于仿真结果,制作了探头实物,并配合外围电路进行测试.结果表明,两个线圈通道之间串扰较小,信号检测通道信噪比达到50以上,锁场通道信噪比达到20以上.锁场实验结果表明,添加锁场后整体系统的频率漂移约为0.2 ppm/h(1 ppm=10^(-6)),验证了此探头设计可用于基于紧凑型Halbach磁体的磁共振设备.