2μm波段Ge-on-SOI光电探测器的TPA探测

【目的】随着光通信技术的快速发展,工作在传统通信窗口的光通信系统未来可能会面临通信“波段紧缩”的状况。而在2μm波段,空芯光子带隙光纤的损耗可以低至0.2 dB/km,掺铥光纤放大器(型号为CTFA)在2μm波段的增益峰值可达30 dB,这些高性能器件的出现使得2μm波段有缓解通信“波段紧缩”的潜力,同时也对制作难度小且利于大规模生产的2μm波段硅基光电探测器提出了需求。硅基光电探测器的工作波段扩展主要方案有采用具有可调谐带隙的Ⅲ-Ⅴ族材料、引入低带隙宽度材料作为吸收区和利用吸收区材料在2μm波段新的光吸收机制等。而Ge具有非常高的双光子吸收(TPA)系数(1225 GW/cm@2μm),并且Ge-on-绝缘体上硅(SOI)光电探测器结构兼容标准硅光器件制作工艺,具有制作难度较低和成本较低的优势,是2μm光电探测器的一种较优方案。文章的研究目的是验证Ge-on-SOI光电探测器利用TPA这一特殊光吸收机制实现2μm波段光电探测的可行性。【方法】文章基于Ge材料在2μm波段较高的TPA效应产生电流的物理机制实现了2μm波段的光电探测。理论上,对Ge材料通过TPA效应产生的光生电流大小进行了分析与讨论;在实验上,基于片上硅基器件有源测试系统对商用波导型Ge-on-SOI光电探测器的光输入端(光栅耦合器)施加经过掺铥光纤放大器放大后的高功率2μm波段输入光,并调整光纤与光栅的对准以及输入光偏振态以尽可能减少输入光传输到Ge吸收层的损耗,最终通过探针获取探测器的TPA光生电流。【结果】在功率为21.9 dBm的2μm光信号输入下,该商用波导型Ge-on-SOI光电探测器在2μm波段产生了高至651 nA的TPA净光生电流,并近似获得了>10 mA/W的响应度。【结论】文章验证了通过Ge材料TPA效应实现2μm波段光电探测器的科学可行性,为基于TPA的2μm波段Ge-on-SOI光电探测器的设计提供了实验支撑。

基于GE-YOLO的消化内镜下异常区域实时目标检测方法

消化内镜是临床常用的消化道检查手段,在消化道疾病的早期诊断和治疗中具有重要作用。但常规内镜检查需要由专业医生操作并实时观察视频以确定病灶点,极度依赖医生经验,主观性强且容易造成漏检和误检。本研究提出了一种基于改进YOLOv7-tiny的消化内镜下异常区域实时检测方法:GE-YOLO。该方法以YOLOv7-tiny为基础框架,使用两种不同的特征提取模块(C3模块和P-ELAN模块)构建骨干特征提取网络,提高网络的特征提取能力;使用坐标卷积(CoordConv)取代上采样中的普通卷积,进一步提高模型对病灶的定位精度;使用部分卷积(PConv)取代特征提取模块中的3×3普通卷积,在保证模型性能的同时减少了模型的计算量和参数量,提升了模型的检测速度;最后使用基于IoU与归一化Wasserstein距离的联合损失函数,提升模型对微小病灶的敏感度。该模型利用Kvasir-Capsule数据集中含标记的图像(共4172张)进行了训练和测试,其平均精确率、召回率和F1得分分别达到了94.2%、97.2%和0.957,检测速度为60帧/s,与YOLOv7-tiny相比,精确率、召回率和F1得分分别提升了2.8%、12.0%和0.075。实验结果表明,本研究提出的方法能实现高精度的消化道病灶实时检测,有望部署于临床内镜检查设备,在检查过程中为医生提供实时辅助,从而大大提高内镜检查效率,具有重要的学术价值和临床意义。

高Ge含量Ge-As-Se三元硫系玻璃制备及其性能研究

采用熔融-淬冷技术制备了4种位于传统成玻区域边缘的高Ge含量Ge-As-Se硫系玻璃,研究了极高Ge含量对其成玻能力及机械、热学、光学性能的影响.研究发现,在As含量不变的情况下,随着Ge含量增加,Ge-As-Se体系成玻能力逐渐减弱,其中Ge_(39)As_(16)Se_(45)和Ge_(42)As_(16)Se_(42)样品呈现出完全的非晶态结构,并展现出较高的光学透过率和维氏硬度.然而,当Ge含量进一步增加时,如位于成玻区外的样品Ge_(48)As_(16)Se_(36)和Ge_(51)As_(16)Se_(33),虽然维氏硬度能继续增加,但内部结构出现不同程度的结晶,导致其不再具备良好的光学透过性.结果表明,适当提高Ge含量可在保持良好红外光透性的同时显著提高机械性能,如Ge_(42)As_(16)Se_(42)样品具备45%的红外透过率和239.7 kg·mm^(-2)的维氏硬度,这为获得更高机械强度的硫系玻璃用于红外镜头制备提供了可能.

医用^(68)Ge-^(68)Ga发生器研究进展

^(68)Ga是最早用于正电子发射计算机断层显像诊断疾病的放射性核素之一,主要通过^(68)Ge-^(68)Ga发生器制备。早期^(68)Ge-^(68)Ga发生器制备的^(68)Ga以络合物形式存在,如^(68)Ga-EDTA,由于EDTA络合能力较强,^(68)Ga-EDTA络合物不易转变为其他^(68)Ga化合物,因此^(68)Ga显像剂的发展受到限制。直到20世纪末俄罗斯科学家才研制出可以获得^(68)Ga Cl 3溶液的^(68)Ge-^(68)Ga发生器。随后,多款^(68)Ge-^(68)Ga发生器陆续供应市场,快速推动了新型^(68)Ga显像剂的研发进程。但是,从^(68)Ge-^(68)Ga发生器中淋洗出的^(68)Ga洗脱液存在^(68)Ge漏穿、洗脱液体积大、氢离子浓度高,以及金属阳离子杂质可能在标记反应中与^(68)Ga竞争等问题。研制出具有优异吸附及解吸性能的新型柱吸附剂是解决上述问题的关键。因此,本研究结合国内外^(68)Ge-^(68)Ga发生器的发展历程,总结了近年来发生器的现状、存在的问题,以及新型柱吸附剂的研究进展,为^(68)Ga核素制备以及发生器柱吸附剂的研究提供参考。

Ge-Sb-Te-O相变薄膜的结晶动力学研究

用磁控溅射法制备了Ge-Sb-Te和Ge-Sb-Te-O相变材料薄膜,由热处理前后薄膜的X射线衍射(XRD)发现,热处理使薄膜发生了从非晶态到晶态的相变.通过非晶态薄膜粉末的示差扫描量热(DSC)实验测出不同加热速率条件下的结晶峰温度,并计算了材料的摩尔结晶活化能、原子激活能和频率因子.根据结晶动力学结晶活化能E判据得出结论为:与Ge-Sb-Te相比,掺杂氧后的Ge-Sb-Te更容易析晶,具有更快的结晶速率.

猪伪狂犬病病毒 gE-/gI-/TK-多基因缺失活疫苗对猪的安全性与免疫效力研究

为了研制猪伪狂犬病病毒三基因缺失疫苗,本试验在前期工作的基础上,将TK基因缺失的质粒pBTK与gI-/gE-PRV SA738病毒基因组共转染BHK21细胞,通过蚀斑法进行筛选。用鉴定成功的重组病毒制备活疫苗,分别接种新生仔猪及妊娠母猪,观察仔猪、妊娠母猪产仔数及仔猪健康情况,并进行抗体中和试验和攻毒保护试验。同时与双基因缺失株gI-/gE-/PRV和PRV Bartha k61做对比,以生理盐水做对照。结果成功筛选到重组病毒,命名为gI-/gE-/TK-/PRV SA738,TCID50为5.75~6.125。重组病毒制备的活疫苗,对仔猪和妊娠母猪健康状况均无影响,安全性好,免疫保护率为100%(5/5),有效诱导了机体的保护性免疫应答。结果表明,gI-/gE-/TK-PRV SA738突变株适合作为疫苗毒株使用。

有机锗Ge-132对氧自由基和由羟自由基诱导的脂质过氧化的影响

有机锗Ｇｅ－１３２对邻苯二酚自氧化过程中产生的超氧阴离子自由基具有清除作用，但比抗坏血酸弱；Ｇｅ－１３２对由Ｆｅｎｔｏｎ反应产生的羟自由基具有清除作用，对羟自由基诱导的大鼠肝匀浆脂质过氧化具有抑制作用。在清除羟自由基抗脂质过氧化方面，Ｇｅ－１３２的作用强于甘露醇。

光谱法研究Ge-132与DNA的作用机理

利用吸收光谱、DNA碱变性曲线、荧光光谱研究了Ge-132与DNA的相互作用.在Ge-132存在下,DNA的紫外吸收光谱产生明显的减色效应.同时,Ge-132的存在使DNA碱变性的pH值增大,变性后增色效应减小.实验结果表明,Ge-132主要是以嵌入方式DNA结合的.

脱硅耐低温捕收剂GE-609的浮选性能研究

采用GE-609、ARMEEN12D和十二胺从铁矿中浮选SiO2的试验表明:当精矿量相同时,GE-609较另外2种捕收剂产生的泡沫量少,且消泡速度快。低温试验表明:GE-609具有良好的捕收能力、选择性和耐低温性能,即使在低温8℃用它浮选铁矿中的SiO2仍可获得良好的指标:精矿的品位Fe69.17%,回收率97.83%。

用GE-609捕收剂反浮选博伦铁矿磁选精矿

新疆博伦铁矿磁化焙烧—磁选所得铁精矿铁品位仅60%左右,含硅量在10%以上。为提高该矿铁精矿的质量,采用武汉理工大学研发的高效阳离子捕收剂GE-609进行了提铁降硅反浮选试验,获得了铁品位为65.59%、铁回收率95.94%的反浮选铁精矿。由于反浮选尾矿含铁量较高,达21.36%,又对反浮选尾矿进行了弱磁粗选—再磨—弱磁精选处理,将尾矿含铁量降到了14.87%,所得弱磁选精矿铁品位为38.12%,可返回至反浮选作业。

GE-609捕收剂对齐大山赤铁矿反浮选的初探

针对齐大山赤铁矿含硅高的特点,采用GE-609作捕收剂,淀粉作抑制剂,反浮选硅酸盐矿,获得了铁精矿品位67.12%、回收率83.55%的良好指标,并可实现常温浮选,与阴离子反浮选工艺比较,阳离子反浮选可以降低选矿成本。

Ge-132对蛋鸡脂类代谢的影响

150只35周龄蛋鸡,随机分为5组,每组30只。Ⅰ～Ⅳ组饲喂在基础日粮中添加四个不同梯度剂量Ge-132饲料,对照(V)组只喂基础日粮。定期检测鸡血锗含量、血清总脂、甘油三酯、总胆固醇、高密度胆固醇脂蛋白和鸡卵黄中胆固醇含量以及蛋中的含锗量,研究了Ge-132对蛋鸡脂类代谢的影响。研究结果表明伴随血锗和蛋锗含量的增高,同时显示:试验Ⅰ～Ⅳ组鸡自饲后第5天开始,血总脂、甘油三酯含量明显降低,与对照(V)组相比差异显著(p<0.05);自第10天开始血中胆固醇含量开始降低,至第20天时降低明显,且第Ⅰ、Ⅱ组与对照(V)组差异显著(p<0.05);血清高密度胆固醇脂蛋白含量变化不明显;蛋黄中胆固醇含量自饲后第10天起呈现下降,其中除第Ⅰ组与对照组在第10天及第15天差异不显著外,其余各组均显著低于对照组(p<0.05);上述变化在试验第Ⅰ～Ⅳ组间未见规律性差异。试验结果证实:在饲粮中添加适量的Ge 132可在一定程度上改变鸡体的脂类代谢并影响到鸡蛋蛋黄中胆固醇的含量。本文首次报道成功地通过饲料添加剂途径生产出富锗低胆固醇鸡蛋。

区别伪狂犬病病毒野毒株和gE-疫苗株的gE-MGB-TaqMan PCR方法的建立

本实验通过设计针对伪狂犬病病毒gE基因的引物和MGB（Minor groove binder oligodeoxynucleotide conjugate,MGB-ODN）TaqMan探针,结合ABI PE7700荧光定量PCR仪器系统,建立了一种能区别伪狂犬病病毒野毒株和gE-疫苗株的快速检测方法gE-MGB-TaqMan PCR.实验表明,该方法可检测出最低43拷贝的gE基因和104倍稀释的伪狂犬病病毒Fa株DNA,与微量血清中和结合MTT比色法相比,灵敏度和特异性一致,检测时间仅为后者的1/10,操作比后者更为简单.特异性和重复性试验表明：gE-MGB-TaqMan PCR特异性和重复性好.该方法以闭管的模式操作,减少了各步骤污染的可能性,整个检测少于3 h.

低损耗芯包结构Ge-Sb-Se硫系玻璃光纤的制备与性能研究

为解决锗(Ge)基硫系玻璃光纤损耗相对较高等问题,采用物理和化学除杂相结合的工艺,制备出了高纯Ge28Sb12Se60硫系玻璃,显著降低了红外波段C、H、O杂质吸收。应用真空高速旋转法,制备出了壁厚均匀、光学质量优异的Ge28Sb12Se58S2硫系玻璃皮管。采用棒管法拉制出外径50±1.5μm、具有芯包结构的Ge-Sb-Se硫系玻璃光纤,光纤弯曲半径为5 mm,红外波段吸收基线为2.2 d B/m(2.87μm和4.5μm处除外)。

^(68)Ge-^(68)Ga发生器吸附剂SnO_2的制备

为制备适用于68Ge-68Ga发生器的吸附剂,用热HNO3氧化金属锡制备SnO2,对SnO2吸附剂的制备工艺及其性能进行了研究。制备得到以SnO2作为吸附剂的68Ge-68Ga发生器,并对其吸附行为与淋洗效率进行了研究。结果表明,600℃高温焙烧获得的SnO2适于用作68Ge-68Ga发生器的吸附剂,其对68Ge有较好的选择性吸附,用8 mL 1 mol/L HCl淋洗,68Ga的淋洗效率为60%~80%,68Ge的漏穿率大部分为10-3%量级。

烷基多胺醚GE-609浮选含铁硅酸盐碧玉的研究

以烷基多胺醚GE-609作为反浮选捕收剂,对酒钢铁矿碧玉进行了浮选试验和机理研究。研究表明:GE-609对碧玉有较好的选择分离效果,闭路试验获得了铁精矿产率82.53%、品位62.15%和回收率94.13%的良好指标。测试和溶液化学分析结果表明,在4.6<pH<9时,溶液中烷基多胺醚以二价阳离子RNH42+为主;在中性pH值条件下,碧玉表面都荷负电,容易与RNH42+发生电性吸附,而磁铁矿表面几乎不荷电,从而实现碧玉和铁矿的分离。

Ge-132对蛋鸭机体抗氧化能力的影响

225只170日龄绍鸭随机分成5组,每组设3个重复,每个重复15只。Ⅰ组为对照组,仅喂基础日粮;Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组分别在基础日粮中添加100、2004、00和600 mg/kg水平的Ge-132,持续饲喂28 d。于试验前及试验后71、4、212、8 d分别测定血锗含量、血清GSH-Px、SOD活性以及血清MDA含量。结果显示:(1)Ⅱ～Ⅴ组试验鸭血锗含量比对照组显著增高(P<0.01)。(2)Ⅱ～Ⅴ组试验鸭血清GSH-Px、SOD活性比对照组明显增高(P<0.01);血清MDA含量比对照组显著降低(P<0.01)。(3)血锗含量与血清GSH-Px、SOD活性呈强正相关(r=0.669和0.621),与血清MDA含量呈强负相关(r=-0.651)。本研究表明,日粮中添加Ge-132可增强蛋鸭机体的抗氧化能力。

Ge-132抗白血病作用机理探讨—诱导凋亡作用的实验观察

试验采用体外细胞诱导、光镜电镜形态观察、ＤＮＡ凝胶电泳及流式细胞仪图像分析技术，观察Ｇｅ－１３２对白血症ＨＬ－６０、Ｋ５６２、Ｒａｊｉ细胞株的诱导凋亡作用。结果表明：Ｇｅ－１３２对各株白血症细胞的各项检测指标均未见到细胞凋亡特征。这一结果排除了Ｇｅ－１３２通过诱导凋亡途径发挥其抗白血病的作用机制，为Ｇｅ－１３２抗白血病作用机理探讨又提从一项新的实验依据。

Ge-132对绍兴鸭种蛋品质的影响

将330只170日龄绍兴鸭随机分成5组。第Ⅰ组为对照组,仅喂基础日粮;第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组在基础日粮中分别添加100、200、400、600 mg/kg Ge-132,并在试验结束前1周开始连续收集种蛋,各组分别取150枚种蛋,孵化。结果表明:①各试验组蛋中锗含量随着日粮中Ge-132添加水平的增加而升高,与对照组差异极显著(P<0.01)。②各试验组种蛋的受精率和孵化率均高于对照组。其中添加200 mg/kg Ge-132时受精率最高,为97.33%;添加400 mg/kg Ge-132时受精蛋孵化率以及入孵蛋孵化率均最高,分别为90.98%和86.43%。③随着日粮中Ge-132水平的增加,雏鸭的初生重呈降低趋势。研究表明,在日粮中添加Ge-132可以生产富锗鸭蛋,并能明显改善种蛋的品质,提高种蛋的受精率和孵化率。

有机锗(Ge-132)对培养黑素细胞的影响

目的 探讨有机锗 (Ge 13 2 )对培养的黑素细胞的作用。方法 采用经典的黑素细胞培养方法并加以改良取得第二代完全纯化的黑素细胞 ,按浓度梯度方法向每组培养物中加入不同浓度的药物 ,检测细胞的增殖活性。结果 当培养基中Ge 13 2浓度大于 0 .0 8μg/m1时 ,细胞生长呈现以下变化 :细胞增殖活性下降 (P <0 .0 0 1) ;酪氨酸酶活性受到抑制 (P <0 .0 0 1) ;黑素细胞内黑素含量下降 (P <0 .0 0 1)。结论 Ge 13 2在较低浓度 ( >0 .0 8μg/ml)时对黑素细胞的生长有抑制作用。