双波长激光共聚焦生物芯片检测与图像处理

基于共聚焦检测原理,建立了双波长生物芯片检测系统。采用体全息滤光片,利用其反射衍射和带阻滤光特性,无需切换或改变光路,在同一光路中即可实现Cy3与Cy5荧光双波长扫描检测。提出了基于顺序形态变换的生物芯片荧光点阵图像的网格化处理方法,并对Cy3与Cy5荧光试剂点样玻片进行了扫描实验,对实验所得荧光点阵图像进行了网格化处理。实验结果显示,系统的检测灵敏度达到0.1 fluo/μm2,网格化算法简单、有效。     

双激光共聚焦生物芯片荧光分析仪

国家自然科学基金科学仪器专款项目“双激光共聚焦生物芯片荧光分析仪”于2002年获批准资助，由浙江大学和深圳益生堂生物企业有限公司共同承担。该项目旨在开发面向科研及临床应用的激光共聚焦微阵列芯片荧光分析仪。该仪器运用激光共聚焦成像原理，对生物芯片进行双激光扫描荧光成像。采用光学机械结合的扫描设计，其中光学扫描由远心f-q物镜结合振镜实现，机械扫描由步进电机驱动精密导轨实现。     

瑞利-拉曼-米氏激光雷达光学接收和信号检测设计

研制了一台探测大气温度、气溶胶、卷云的瑞利-拉曼-米氏激光雷达(RRML),介绍了激光雷达的设计方法,基于单片机实现了光电倍增管门控电路.通过数值模拟计算大气后向散射回波信号,分析仿真信号的特征,作为激光雷达设计的参考.通过设计合理的接收光路,采用极高灵敏度的R4632光电倍增管以及微弱信号光子计数技术,提高瑞利和拉曼微弱信号的信噪比(SNR).为了实现瑞利-拉曼-米氏激光雷达对大气气溶胶和卷云的联合探测,532 am回波信号采取高低分层技术,通过对气溶胶和卷云的回波光加衰减和探测器门控两种手段相结合,保证了R4632光电培增管极高的灵敏度探测器对大气气溶胶和高层卷云回波信号的线性检测,从而实现一台激光雷达对大气温度、气溶胶和卷云的探测.试验表明,信号检测单元的设计满足测量精度的要求.     

2μm激光探测器的设计和制备

通过分析2μm波长的差分吸收雷达(DIAL)用于测量大气气象参数和CO2分布等测量对激光探测器的技术要求,介绍了相应的2μm波长光电二极管探测器的技术指标.根据该指标进行了器件的材料、材料结构和器件结构设计.其外延材料采用了In1-xGaxAaxAsyP1-y系列结构.为了减小暗电流和噪声,器件结构借用InGaAs雪崩管的分离吸收区和倍增区结构,把PN结放在具有宽带隙的InAs1-yPy中,光吸收在窄带隙的In1-xGaxAs中.最后,简略介绍了该器件的制备工艺和技术.     

激光共聚焦生物芯片扫描仪XY扫描台控制系统设计

介绍了生物芯片、激光共聚焦生物芯片扫描仪的概念以及高精度快速扫描台的意义,主要介绍对扫描台的运动进行闭环控制的原理和以DSP作为处理器实现这一控制系统的软硬件设计结果。     

生物芯片扫描仪弱信号检测方法

弱信号检测是生物芯片扫描仪的重要组成部分,也是生物芯片技术前进过程中面临的主要困难之一,特别是在高精度快速扫描中,其检测灵敏度及响应速度对整个扫描仪的性能将产生重大影响。在比较了几种常见信号检测方法的基础上,重点介绍了荧光染料标记的激光共聚焦生物芯片扫描仪及其弱信号检测的相关问题,并简要介绍了CCD生物芯片扫描仪的特点及其信号检测的原理。     

生物芯片扫描仪高速扫描台研究

随着生物工程技术的不断发展,生物芯片的制作技术和检测技术越来越受到人们的关注。简要介绍了生物芯片的概念及其应用、生物芯片检测仪的种类及国外的发展状况,着重阐述了国内研制的激光共聚焦生物芯片扫描仪的高速二维扫描台,主要包括扫描台的结构、扫描原理、技术要求和如何实现这些要求以及扫描台控制的实现问题等。最后简要介绍了目前国内生物芯片检测仪的研究进展情况。     

长波长光电探测器的发展动向

一、前言目前,波长为1.06μm 的 Nd:YAG 激光器已相当成熟.并且,在1.0～1.1μm 的波长范围是光纤的二个较为重要的低损耗窗口之一(另一个低损耗窗口是0.8～0.9的波长范围).然而,在该波长范围的探测器性能差,一般的光电倍增管在1.06μm 波长的量子效率仅为万分之几,具有 S-1光电阴极的光电倍增管的量子     

混合式光电探测器

混合式探测器(Hybrid Photodetector,HPD)作为一种新型的光电探测器件,是真空与半导体类结合型探测器件。HPD包括沉积在输入光窗表面的光电探测阴极、固态半导体阳极芯片和保持系统真空度的固态阳极。工作时,光信号通过沉积在输入光窗表面的光电阴极转化为光电子,经过高能电场加速后获得高能量轰击阳极半导体芯片表面,产生大量的电子空穴对,电子空穴对在半导体内部进行迁移,并通过自身的雪崩效应实现倍增,最终以电流信号输出。该探测器摒弃了传统的光电倍增管的微通道板(Micro Channel Plate,MCP)等倍增器件,克服了倍增单元信号易饱和的缺陷,增大了探测器的动态范围。HPD探测器综合了光电倍增管的高灵敏度和半导体芯片优异的空间和能量分辨率,具有探测面积大、探测灵敏度高、倍增效应强、动态范围宽等优点。在高能物理、医学成像和天体物理中有着重要的应用。此外,该探测器具有多种结构,分为近贴聚焦结构、交叉聚焦结构和漏斗聚焦结构,能够满足不同使用范围的探测需求;随着半导体阳极技术的发展,HPD阳极从单一芯片逐渐过渡到阵列式阳极结构,满足了大面积探测的需求。同时数字式读出和倍增信号技术的封装技术的发展,提高了HPD探测器的信号倍增和读出速度,改善了器件的集成化程度,有利于探测信号读出速率和信噪比的提升。近年来,其单光子计数和高动态响应等能力逐步被重视,将会在未来的光电探测领域发挥更为重要的作用。     

光电探测器受强激光干扰与损伤风险分析

在光电对抗系统试验和光电检测系统设计中经常需要对光电探测器受激光干扰与损伤情况进行分析。介绍了1.06μm和10.6μm激光在大气中的传输公式,分析了光电系统的光学增益,并利用CCD电视系统和红外热像仪的相关参数计算了其探测器接收到的能量密度,在与其损伤阈值进行比较后得到其损伤风险。对进行强激光对抗试验和光电检测系统设计具有一定借鉴作用。