疼痛感觉易感与非易感神经生物学机制的研究进展

疼痛是一种主观的、不愉快的感觉与情感体验。个体对疼痛刺激或疼痛状态的反应存在明显差异,也称为疼痛的易感与非易感。疼痛的个体差异受遗传、环境等多种因素的影响,机制复杂。本文梳理了疼痛个体差异或疼痛易感与非易感的相关概念,系统综述了疼痛个体差异的影响因素及其外周与中枢机制,提出了疼痛个体差异研究领域内存在的重要问题与挑战,并对其未来的发展方向进行了讨论与展望,以期为疼痛的基础研究与临床治疗提供新的思路。

无磁光学非互易实验教学与设计

作为一种有趣的非线性光学效应,四波混频在众多领域有重要的应用。本文利用四波混频效应实现无磁的光学非互易,分别研究了信号光失谐量、泵浦光光功率和气体池温度等参量对信号光正向和反向传播时透过率的影响。实验结果表明改变这些参量可有效地调控正向透过率,而极低的反向透过率几乎不受影响。该文对于大学物理实验教学具有一定的参考价值。

基于半导体量子阱中四波混频效应的高效光学非互易

基于半导体量子阱纳米结构中的四波混频效应,提出了一种无磁光学非互易的理论方案.利用实验可得的合适参数,实现了具有高传输率的非互易传输和非互易相移.此外,将这种半导体量子阱纳米结构嵌入马赫-曾德尔干涉仪,选择适当的参数,可以实现隔离比为92.39 dB、插入损耗为0.25 dB的双端口光隔离器,以及保真度为0.9993、光子存活率为0.9518、低插入损耗的四端口光环行器.半导体介质具有更容易集成和参数可调的优势,此方案可以为基于半导体固态介质的非互易性和非互易光子器件的实现提供理论指导.

非互易拓扑光子学

拓扑光子学的提出与发展为从根本物理原理上解决传统光学器件易受干扰的问题提供了新思路,基于拓扑保护的新型鲁棒光场调控极大地提高了光学器件的传输效率和稳健性.其中,基于时间反演对称性破缺的非互易拓扑光子学及其手性拓扑态是拓扑光子学的重要分支,其拓扑特性由非零陈数或陈矢量表征,表现出超越互易拓扑光子学的严格拓扑保护鲁棒性.本综述将重点介绍非互易拓扑光子学在探索新奇物理现象(手性/反手性边界态、反常非互易拓扑边界态、三维光学陈绝缘体、磁性外尔光子晶体等)和构建非互易鲁棒拓扑光学器件(单向光波导、宽带慢光延迟线、任意形状拓扑激光器、大轨道角动量相干光源等)等方面取得的显著成果.最后对非互易拓扑光子学的发展现状、潜在挑战以及可能取得的突破进行了展望.

闭合回路相干增益原子系统中完美非互易反射光放大

高性能非互易光子器件能够有效地提升光量子操控、信息处理以及量子模拟的效率.放大的光信号可以增强并隔离量子系统输出的微弱信号,避免敏感量子系统受反向散射噪声等影响,是高性能光子器件的核心技术.在我们先前的工作(2023 Opt.Express 3138228)中,基于四波混频增益并利用耦合场强度随位置线性变化实现了单向反射光放大的动力学调控.本文巧妙地设计了简单的三能级闭合回路相干增益原子系统,创新性地设置耦合场强度随位置阶梯型变化来破坏极化率空间对称性实现了完美非互易反射光放大.相比之下,耦合场强度阶梯型变化在实验上更容易调节,大大地降低了实验难度.特别地,该系统引入了相位调制.通过改变相位能够切换探测光增益和吸收的频率域,对反射光放大的调节更具灵活性.

基于相位调制的非互易反射光放大动力学调控

基于光学非互易性的新型光子器件是信息处理的关键,由于信息在传递的过程中很容易减弱,因此如何放大光信号是该领域的研究热点之一。本文提出一种简单的方案实现了非互易光放大。该方案首先利用一个强耦合场和一个微波场控制一个弱探测场构成三能级V模型相干增益原子系统,使探测光信号在透明窗口处能够被放大;再通过控制耦合场强度随位置变化破坏极化率空间对称性,使得探测光从介质两侧入射的反射率不再互易,进而得到放大的非互易反射;最后,通过调制激光场之间相对相位来探究其非互易反射带放大的范围。数值结果显示,相对相位Φ=0,π和3π/2时,只有一个非互易频率域的反射带被放大;而当Φ=π/2时,出现两个频率域内放大的非互易反射带,放大范围为1.25~2.75倍。可见,该系统能够实现非互易反射光放大的动力学调控。

双稳态压电超结构的超传输滞回效应与非互易编码特性

利用超结构的非线性效应能够实现新颖的振动能量传输调控现象.双稳态超结构存在非线性超传输特性,即在超结构线性化带隙内,当激励幅值超过某个临界值时,传输的振动能量将突变到很大值.文章针对含双稳态分流电路的压电超结构梁,建立了力电耦合非线性动力学数值模型,并采用伽辽金法对数值模型进行降阶处理以提升计算效率.基于上述模型研究了双稳态压电超结构的振动能量非线性传输特性,发现超结构线性局域共振带隙内的超传输特性存在滞回效应,也即向上扫幅激励和向下扫幅激励两种工况下超传输临界值不同.通过改变双稳态电路两个稳定平衡点的间距或者电路在稳定平衡点的共振强度可以移动超传输滞回区间.进一步通过在双稳态压电超结构一侧布置线性共振电路来引入系统非对称性,可使得正方向和反方向的超传输滞回区间发生偏离,利用这种非互易的超传输滞回效应可以在不同激励幅值区间实现不同模式的非互易编码.增强系统非对称性可使得正方向和反方向的超传输滞回区间偏离更加显著,故非互易编码区间具有可调性.文章极大地拓展了超材料的非互易模式,正方向和反方向能量传输性能不再局限于传统超材料固定的“传输”或“非传输”状态,通过合适的非互易编码设计可以实现弹性信息的单向传输功能.

非互易热辐射研究综述

非互易热辐射是一种突破传统基尔霍夫定律对称互易性的辐射传热新方式,它打破了物体光谱定向发射率与光谱定向吸收率必须相等的限制,实现了辐射器光谱、角度发射率和吸收率在时间和空间上的独立控制。本文综述了非互易热辐射在理论计算、实验验证和应用方面的研究进展,从基尔霍夫定律与洛伦兹互易性之间的内在联系出发,阐述了非互易热辐射产生的必要条件,以磁光材料In As和外尔半金属两种典型材料为例探讨了如何构建非对称结构和利用外部场调控,产生多波段、多角度的非互易热辐射,并应用于太阳能电池、热光伏系统等领域,成功突破了热辐射的黑体极限并在理论上达到朗斯堡极限,提升了能源的转换效率。未来非互易热辐射有望为能源有效利用和节能减排提供有力的支持,推动前沿材料研究和技术创新,为可持续发展注入新的动力和活力。

回音壁共振器与三能级原子耦合系统的非互易透射

基于回音壁共振器与三能级原子的耦合系统,实现了一种可控的非互易透射.研究表明:光力耦合能够诱导光子的非互易透射;通过改变光模与机械模的有效光力耦合强度G_(2)、光模与三能级原子的耦合强度g及Rabi频率Ω_(R),可以实现对非互易透射带的位置与数量的控制;调整耦合强度g和Rabi频率Ω_(R)可以显著地改变隔离比In的大小.研究结果可为回音壁共振器在非互易光学器件上的应用提供理论借鉴.

三能级原子-光力腔耦合非互易传输研究

文章利用三能级原子与光力腔耦合系统中的光力相互作用,以及光与原子的相互作用,提出一种可实现非互易传输的方案,同时分析了有效光力耦合强度和原子–腔模耦合强度对非互易传输和隔离度的影响.结果表明:通过适当调节有效光力耦合强度和原子–腔模耦合强度,可以调控光学光子的传输特性,且隔离度的峰值和线宽随着2种耦合强度的增加而增加.研究结果可为光学环形器、隔离器等非互易器件的研发提供参考.

非易失主存的系统软件研究进展

互联网和物联网规模的迅速扩张促使全球数据存储总量呈现爆炸式的增长,导致数据系统从计算密集型向数据密集型方向发展.如何构建可靠高效的数据存储系统,成为大数据时代迫切需要解决的问题.相比传统磁盘,非易失主存具有性能高以及字节寻址等优点,这些独特的优势为高效存储系统的构建提供了新的机遇.然而,传统存储系统的构建方式不适用于非易失主存,无法发挥出非易失主存的性能优势,并且容易造成一致性开销高、空间利用率低、编程安全性低等问题.为此,本文分析了基于非易失主存构建存储系统面临的挑战,在系统软件层次分别综述了空间管理机制、新型编程模型、数据结构、文件系统和分布式存储系统等方面的研究进展,并展望了基于非易失主存构建存储系统的未来研究方向.

信号转导和转录激活因子3和长链非编码RNA肿瘤易感候选基因11在子痫前期胎盘中的表达及与胎盘螺旋动脉重铸的关系

目的 探究子痫前期(PE)病人胎盘组织中信号转导及转录活化因子3(STAT3)、长链非编码RNA肿瘤易感候选基因11(lncRNA CASC11)表达水平与胎盘螺旋动脉重铸的关系。方法 选取2019年1月至2022年4月于沧州市人民医院行剖宫产分娩的68例PE病人为PE组,并选取同期该院行剖宫产分娩的68例健康孕妇为健康组。比较PE组、健康组一般资料及胎盘组织中STAT3 mRNA、lncRNA CASC11表达水平;分析PE病人胎盘组织中STAT3 mRNA表达水平与lncRNA CASC11的相关性;比较健康组与PE组胎盘螺旋动脉管壁厚度、管腔面积;分析PE病人胎盘组织中STAT3 mRNA、lncRNA CASC11表达水平与胎盘螺旋动脉管壁厚度、管腔面积的相关性。结果 PE组病人舒张压、收缩压高于健康组(P<0.05),胎盘组织中STAT3mRNA、lncRNA CASC11表达水平分别为0.40±0.14、0.46±0.15,低于健康组的1.04±0.35、1.01±0.34(P<0.05),胎盘螺旋动脉管壁厚度高于健康组(P<0.05),管腔面积小于健康组(P<0.05);PE病人胎盘组织中STAT3 mRNA表达水平与lncRNA CASC11,及STAT3 mRNA、lncRNA CASC11表达水平与胎盘螺旋动脉管腔面积均呈正相关(P<0.05),STAT3 mRNA、lncRNA CASC11表达水平与胎盘螺旋动脉管壁厚度呈负相关(P<0.05)。结论 PE病人胎盘组织中STAT3 mRNA、lncRNA CASC11表达水平均较低,二者均与胎盘螺旋动脉重铸关系密切,可能为临床诊治PE提供新方向。

光纤环的热致非互易性噪声理论与实验研究

研究了光纤环非稳态传热过程中的非互易相位噪声特性。根据光纤陀螺在实际应用中环境温度的干扰,通过有限差分法,建立了光纤环时变温度场分布模型,对光纤环在非稳态传热过程中的温度场进行了模拟分析。在此基础上,针对不同绕制结构的光纤环,对其温度漂移进行了数值模拟和比较。实验表明,交叉子绕线方案能更好地抑制光纤环热致非互易噪声的影响,从而能提高干涉型光纤陀螺的长期漂移精度。

共线型声光可调谐滤波器非互易效应研究

通过创建超声频率与衍射效率的动态方程,分析了声光器件在不同射频驱动频率下衍射效率的分布情况,并给出相应表达式.提出了在100MHz射频处也存在与高于1GHz处类似非互易现象.进一步通过比例系数δF/ΔF的引入,在此基础上分别利用波长532nm和632.8nm激光器,在二氧化碲晶体中进行非互易效应实验.实验得到传输带宽改变达到总衍射带宽的50%～60%,与理论计算值基本吻合.研究结果表明,实际中可将非互易效应大规模应用于包括定向耦合器(光路由器)在内的光电器件的开发.

非对易空间中耦合谐振子的能级分裂

非对易空间效应的出现引起了物理学界的广泛兴趣。介绍了非对易空间中量子力学的代数关系,在所考虑的空间变量的对易关系中包含了坐标-坐标的非对易性,并且把Moyal-Weyl乘法在非对易空间中通过一个Bopp变换转变成普通的乘法。然后给出了非对易空间中耦合谐振子的能级分裂情况。

带电线性谐振子在非对易空间中的Wigner函数

在利用Wigner函数性质的基础上,考虑到空间变量的对易关系中包含了坐标-坐标的非对易性,得到了带电线性谐振子在非对易空间中的Wigner函数。

非互易传输线问题的标准Smith圆图解法

提出了一种全新的能处理复杂非互易传输线(NTL)问题的标准Smith圆图解法.该解法基于一种非线性映射关系,将NTL模型的参数转化为传统互易传输线(RTL)模型的参数,从而可利用标准的Smith圆图(SSC)完成NTL中的设计和参数计算等问题.为了验证解法的有效性和简便性,以NTL单支节串联匹配和双支节并联匹配为例,给出了完整的设计与验证过程.

反射式电光调制非互易相位调制器设计

基于反射式电光相位调制原理与偏振器、法拉第旋光器结合,提出了一种用于光纤环形干涉仪的非互易相位调制方案。其结构利用铌酸锂晶体不同切向电光特性,构成环形干涉仪上顺逆两束可调相位干涉信号,特别是引入信号能量损耗较小的全反射棱镜,实现非互易相位调制,有效降低了相位调制器半波电压。实验测得反射(调制两次)结构相位调制半波电压比透射(调制一次)下降一半,并用于光纤环形干涉仪调试,获得检测信号与调制信号相位线性相关,为下一步原理样机的研制提供可行性参考。

双腔双光力系统中的光非互易传输特性

光学非互易器件是光学系统中重要的组成部分,例如光隔离器.为了提高这类器件的隔离特性,提出一种双腔双光力系统,系统以两种大小不同的光力耦合强度分别与两光学腔相耦合.该系统在红失谐场的驱动下,通过调控相位差既可以实现光非互易现象,又能决定光在系统中透过与隔离的方向,这种性质来源于光力耦合相互作用和光学腔模耦合之间的量子干涉效应.研究过程中把系统中相关算符用其平均值加各自的相对涨落值来表示,然后由涨落值利用输入-输出关系得到系统的传输振幅,进而得到系统隔离率.讨论了系统隔离率随光力耦合强度变化的分布情况,发现两个力学振子的共同作用能使系统有更高的容错率.该系统通过选用一个品质因数更高的力学振子,能够实现两种特定频率光的较大隔离率,并且同时能够保证共振频率信号的反向传输.

非对易空间中的带电粒子在弱外场中的能级

非对易空间效应是出现在弦的尺度下的一种物理效应。介绍了非对易空间量子力学的代数关系和Moyal-Weyl乘法,在所考虑的相空间变量的对易关系中包含了坐标-坐标的非对易性,最后给出了非对易空间中带电粒子在弱外场中的Hamiltonian算符和相应的能级。