采用简化的飞行时间荧光成像法测量冷原子样品的等效温度

本文介绍了用于冷原子样品等效温度测量的简化的飞行时间荧光成像法。将用于激光冷却和俘获原子的冷却光,代替标准的飞行时间荧光成像法中额外引入的探测光。在铯原子磁光阱基础上,通过进一步采用偏振梯度冷却技术使冷原子等效温度有效地降低。采用简化的飞行时间荧光成像法测量的铯原子气室磁光阱(光学粘团)的等效温度,典型值为TY≈22.3±2.2μK,TZ≈15.4±2.7μK(TY≈11.6±1.1μK,TZ≈2.8±1.2μK)。本文中的简化飞行时间荧光成像方案,在不牺牲冷原子样品等效温度测量的精度和准确度情况下,更容易在实验中执行和推广,对于应用于冷原子微波原子钟、冷原子光频原子钟、冷原子干涉重力仪等量子精密测量领域,以及采用冷原子样品进一步开展量子光学、量子信息处理等领域的研究工作,具有积极意义和良好的推广价值。

飞行时间法三维成像摄像机数据处理方法研究

飞行时间法三维成像摄像机测量结果存在中心点偏移、距离歧义性和混合像素等问题,且易受曝光时间和主动光源影响.为提高测量结果的有效性和准确性,对测量数据进行了如下处理:对摄像机进行校正,减小了球面距离到三维坐标转换过程中引入的误差;采用2个不同光源调制频率交替进行测量,根据2次测量结果差值消除距离歧义性;过度曝光时测量幅值随曝光时间增大而减小,据此提出了一种基于感兴趣区域的快速自动曝光控制方法;边界混合像素以单点或单线形式出现,根据某像素邻域内各像素位置分布情况判定该像素是否为混合像素;由测量幅值判定噪声大小,根据对主动光源成像时测量幅值很大、偏移值很小的特点辨别主动光源.实验结果表明:以上方法能有效提高数据可靠性和准确性.

用于乳腺超声透射断层成像的飞行时间精确计算方法

目的:针对乳腺超声透射断层成像,提出一种精确计算超声波飞行时间(TOF)的方法,用于乳腺声速图像的高质量重建。方法:利用k-wave平台设置超声透射断层扫描环境,获取两种不同复杂度的数字乳腺体模的扫描数据,分别使用提出的极值点法及常用的阈值法、过零点法和峰值法计算出TOF,并借助滤波反投影算法重建声速图像。结果:简单体模的成像实验表明,利用峰值法计算的TOF难以重建出完整的声速图像。复杂体模的成像实验表明,利用极值点法计算的TOF重建出的声速图像在均方根误差和结构相似度指数上均最优,与阈值法和过零点法相比,极值点法对应均方根误差分别减少了6.32%、1.26%,结构相似度指数分别增加了3.31%、6.63%。结论:本研究提出的极值点法能够精确计算出TOF,有助于乳腺超声透射断层成像进行高质量的声速图像重建。

声速不均匀介质热声成像的声场仿真

为了精确表示声速不均匀介质热声成像的声场,提出了一种时域有限差分(FDTD)仿真方法。先用FDTD将热声成像的基本方程离散化,给出描述热声成像的离散差分方程;再对电磁波脉冲进行两次修正,以消除高频电磁波引入的计算误差。计算机仿真研究的结果表明:当介质声速不均匀时,FDTD仿真方法其准确度高于目前常用的飞行时间法。在仿真实验条件下,当介质的声速差异大于50%时,FDTD法的误差比飞行时间法小十倍以上。可见,FDTD方法是一种有效的热声成像声场仿真方法,可以为声速不均匀介质热声成像算法的研究提供理论基础。

逆合成孔径雷达(ISAR)成像

逆合成孔径雷达(ISAR)重点论述用固定雷达对活动目标成像,例如对飞机成像或对船成像等。由于飞机比船只小得多,因此成像也较难,为此,着重综述对飞机的成像。选取了各有代表性模型飞机、真实飞机中的直升机和民航机、还对两架圆周飞行的飞机进行了瞬时双机成像。

3种方法鉴定鸡肉粉中沙门氏菌的比对研究

目的采用3种方法对鸡肉粉中沙门氏菌进行检测。方法3份样品的前处理依据组织方提供的《作业指导书》进行,每瓶样品直接加入4.5 mL灭菌去离子水复溶,作为初始样本,后续实验依据GB4789.4-2016《食品安全国家标准食品微生物学检验沙门氏菌检验》操作。鉴定分离出疑似菌后,加入了实时荧光定量PCR法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法2种方法作为辅助检测,并用全自动微生物鉴定系统进行生化鉴定,再结合生化鉴定与血清学实验综合评判检测结果。结果使用3种鉴定方法在JS015、JS110、JS140样本中均检出沙门氏菌。结论本研究采用的实时荧光定量PCR法、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法2种方法均能快速准确鉴定出沙门菌,特别是基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法和血清学分型配合使用,对沙门菌的快速鉴定有重要意义。

食品中沙门氏菌快速检测技术方法对比结果分析

目的比较VITEK2COMPACT、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱法(matrixassistedlaser desorption ionization time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS)、实时荧光PCR法(real-time PCR)、环介导等温扩增法(loop-mediated isothermal amplification, LAMP)4类方法,分析其对沙门氏菌的快速检测效果。方法挑取12株阳性野生菌株复苏,配以1株标准菌株作为对照,分别用VIKEK2COMPACT、MALDI-TOF-MS、Real-timePCR、LAMP四类方法对其进行检测,并比较4类方法的结果差异。结果 Real-time PCR与LAMP单对通用引物能鉴定到属水平,此外, LAMP测定沙门氏菌时会有假阴性的情况出现;VITEK2生化鉴定能将少数沙门菌株鉴定到种的水平;质谱方法能鉴定到亚种水平,同时会出现鉴定不准确的情况。结论基于沙门氏菌属水平上, 4类方法都能快速准确鉴定沙门氏菌,但在使用快速检测技术时均应考量该方法的优点对实际工作的帮助以及缺点对检验结果的影响,才能提高检测效率。

荧光胺衍生化法测定3种聚乙二醇化重组人生长激素的平均修饰率

目的:通过对游离氨基进行荧光胺衍生化,测定3种不同结构聚乙二醇化重组人生长激素(PEG-rhGH)的平均修饰率。方法:采用基质辅助激光解吸附飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)测定PEG-rhGH的相对分子质量,求得理论平均修饰率。通过激发波长与发射波长的选取、正交试验、游离PEG干扰试验、反应稳定性考察等方法学考察,建立荧光胺衍生法测定PEG-rhGH平均修饰率。结果:从质谱法可知PEG-rhGH的理论修饰度为10%。方法学考察结果显示,激发波长与发射波长分别为390 nm与480 nm,溶液pH对试验结果的影响最大,低浓度的PEG对试验结果无干扰,在反应开始8 min之内荧光强度稳定。荧光胺法测得3种不同结构PEG-rhGH的修饰度分别为8.8%、9.8%及9.5%,与理论值接近。结论:荧光胺法可作为测定PEG-rhGH平均修饰率的方法,3种PEG化重组人生长激素的平均修饰率为10%。

耳聋基因突变检测国家参考品的研制

目的建立耳聋基因突变检测国家参考品。方法收集健康人及含20种不同耳聋基因突变位点的志愿者血清,通过Sanger测序,从中筛选出野生型和突变型的血清样本,分装制备成一套含23份样本的候选耳聋基因突变检测国家参考品。用6个厂家8个耳聋基因突变检测试剂盒对参考品进行验证。参考品的均匀性和稳定性通过联合探针锚定聚合测序法进行检测。结果各家试剂对大部分参考品的验证结果基本一致。本实验室对参考品在验证过程中新出现的突变位点进行了测序确认。参考品的均匀性和稳定性满足要求。结论通过协作验证以及均匀性、稳定性评价,该耳聋基因突变检测国家参考品可用于耳聋基因突变检测试剂盒的质量评价。

基于荧光时间分辨相图分析的人民币鉴伪技术

人民币鉴伪技术的关键之一是造币用纸的检测.本文提出了测量人民币用纸荧光时间分辨过程的鉴伪新方法,采用了双光子共焦扫描荧光时间分辨显微成像的实验方案,提出了极坐标相图分析法,测量和分析了人民币真钞和伪钞用纸的平均荧光寿命.人民币真钞用纸的荧光时间分辨过程符合双指数衰减模型,各种面值人民币的平均荧光寿命相差不大,但是伪钞的平均荧光寿命与真钞的相差明显.实验结果证明基于荧光时间分辨过程极坐标相图分析的人民币鉴伪技术不受钞票的新旧程度、机械皱褶、损伤和表面污染物的影响,其测量方法灵敏、实用,检测装置可靠,能够有效地鉴别出人民币的真伪.

改进的TOF相机谐波和强度误差校正算法设计

基于反射光强度和深度二维变量的含加性权值B样条曲面误差拟合被用于校正由目标场景的低反射率或长距离引起的弱光强度相关深度误差。与传统的B样条曲面误差拟合相比,改进的模型使用权值参数优化每个曲面片的部分控制点,获得了更精确的误差拟合曲面片,使得平均校正误差小于2 mm,精度提高了近2倍。此外,为克服乘性权值矩阵无法通过最小二乘法获取的难题,对每个控制点添加加性权值参数,实现相机参数校准过程中一次性求得控制点参数矩阵和加性权值参数矩阵。同时,考虑到谐波相关误差也与深度相关,将谐波相关误差的校正统一到校正方法中。

基于声光扫描的三维视频激光雷达技术

提出一种基于声光扫描技术实现三维视频激光雷达系统,克服了基于传统扫描方式的三维成像激光雷达应用中所面临的成像速度慢、体积大、质量大等问题。采用二维声光扫描技术,大大提高了扫描速度;同时,采用高精度的时间差检测芯片,精确测量激光脉冲飞行时间,从而获得高精度的距离值,实现高精度的三维视频成像。详细描述了系统的原理、组成部分以及实验结果。在图像分辨率为63pixel×63pixel时,该系统三维成像速度达到25frame/s,实现视频三维成像,能够满足对成像速度要求较高的特殊场合的需求。

单光子激光测距技术研究进展

随着工业的不断发展,单光子激光测距凭借其探测距离远和探测灵敏度高等特点在测绘领域扮演着不可或缺的角色。本文介绍了单光子激光测距的关键技术、单光子探测器以及着重介绍了单光子激光测距技术应用领域的研究进展,并对未来单光子激光测距的发展进行了总结和展望。

冷原子束在线检测系统

应用荧光法和飞行时间(TOF)法实现了冷原子束纵向速度谱、通量及原子能态分布的在线检测。设计用于荧光收集的光学系统和机械结构,实现了焦距可微调的即插即用式荧光检测装置,实现了冷原子束检测系统的集成性和检测结果的高信噪比(SNR)。利用LabView软件实现对光电倍增管(PMT)、飞行时间法检测时序及检测激光的扫频范围等的控制,可在线得到原子束性能参数,并对数据进行平滑处理。检测结果表明,检测系统检测信号的信噪比为57:1(在20ms内)。