生物芯片扫描仪的探测灵敏度

荧光的探测灵敏度是生物芯片扫描仪的一个重要指标,它取决于入射到光探测器(PMT 或CCD)上的荧光强度及光探测器自身的探测能力。在理论上,荧光染料的发射强度与其消光系数、量子效率、荧光寿命及激发光强度有关。结合具体的设计参数,计算得到激光共聚焦生物芯片扫描仪针对 Cy3 荧光染料的探测灵敏度为每平方微米 2.89 个荧光分子,而实验得到的探测灵敏度为每平方微米 4.49 个荧光分子。研究表明,提高探测灵敏度的措施是合理增大激光功率、尽可能增大 f-θ 物镜的数值孔径、提高光电倍增管的探测下限。     

DNA测序电泳荧光信号的小波去噪分析

在DNA荧光测序中,噪声影响分析的准确度和检出限。相比其他滤波方法,小波分析具有良好的时频域分辨特性。在小波去噪处理中,正确选择合适的小波基函数和去噪阈值直接关系到信号去噪处理的质量。通过对毛细管电泳(CE)荧光信号的仿真分析,结果表明:选择sym7小波基函数、分解层数(lev=5)与使用软阈值,可以有效去除CE荧光光谱信号的噪声,提高分析准确度。将其用于处理实际的DNA电泳荧光信号,效果良好。     

基于USB总线的LCOS数码彩扩仪驱动设计

介绍了一种利用USB传输视频数据的LCOS数码彩扩仪驱动设计方案。采用专用USB芯片实现图像数据传输,CPLD及SRAM实现视频数据的缓存,并由CPLD设计产生XGA信号驱动后端的LCOS控制芯片,最终实现了数码彩扩驱动系统的稳定输出,为实现LCOS数码彩扩系统提出了一种新思路,具有相当的实用价值。     

CMOS光栅图像纳米细分技术研究

光栅技术已在长度测量、角度测量、位置测量、自动检测、自动控制等诸多领域广泛应用。采用长光栅作为检测元件,但对光栅的细分不用常用的电子学细分,而是采用CMOS显微成像系统读取长光栅,并随之对光栅图形进行细分。系统由光源、光阑和聚光镜、标尺光栅、显微物镜及CMOS电子目镜组成,光栅图像进入PC机,采用软件进行细分。试验获得的光栅图形清晰,从而为利用数字图像处理技术进行细分提供可靠依据,实验研究的细分分辨力为80nm。     

共焦生物芯片扫描系统的光学信息量

从光学信息量的表达式出发,研究了激光光斑尺寸和探测器小孔尺寸对共焦生物芯片扫描系统的扫描分辨率及信噪比的影响,并定量分析了在获取生物芯片图像过程中,共焦扫描系统的扫描分辨率和信噪比对光学信息量的制约关系.结果表明,为了获得尽可能大的光学信息量,必须保证激光光斑尺寸小于系统的扫描分辨率,并根据激光光斑尺寸合理地选择共焦扫描系统的扫描分辨率和探测器小孔尺寸.理论分析和实验结果表明,当扫描分辨率大于扫描激光光斑的1.2倍,且探测器小孔尺寸为扫描激光光斑的1.5～2.0倍时,系统的光学信息量较大.     

用于高速全息摄影的高重复频率Q开关红宝石激光器

本文研究了为高速全息摄影术提供一台优良的激光器,高速全息摄影除了要求严格的单模运转外,尚需激光器提供稳定的高重复频率时序脉冲的输出。因此,本文重点讨论两个问题。 (1)一时序脉冲激光器运转稳定性分析及改进方法对于一个理论的三能级系统,若处于单模运转条件下,只对某些条件作出近似后,其速率方程可表示为取归一化条件,经简化积分后得到(η_f/η_0)-1=(η_f/η_0)In(η_f/η_0)其中η_0为受激辐射过程开始时的初始反转     

微粒场夫琅和费全息图象质的研究

本文报导了全息图拍摄时的衬底曝光,远场数和高斯光束束腰等参数对微粒场全总图再现象的对比度和分辨率的影响。讨论了适用于微粒场全息图计算机自动处理的最佳参数选择。     

激光二极管泵浦的Nd~（3＋）：YVO_4内脏倍频激光器的稳态、反相态及混沌态输出研究

报道了激光二极管泵浦、内腔倍频、各向异性晶体Ｎｄ３＋：ＹＶＯ４激光器的输出特性．包括稳态、反相态以及混沌态研究结果，并根据理论模型对这些运转状态进行数值分析，理论计算与实验结果十分吻合。     

双激光生物芯片分析仪扫描物镜设计

描述了一种用于生物芯片分析仪的像方远心f-theta扫描物镜.通过对物镜像差参数要求的分析，
选择初始结构，利用ZEMAX进行了光学系统的优化， 给出了数值孔径0.17，焦距40 mm，总长140 mm的f-
theta物镜设计结果的光路图和芯片荧光测试实验结果.f-theta物镜用于生物芯片分析的扫描系统在100
lp/mm的调制传递函数（MTF）在0.35以上，f-theta畸变量控制在0.13%以内，在整个视场内具有高荧光激
发和收集效率，分辨率可以达到10 μm，一块芯片的测试时间可以在200 s以下.     

离轴三反射镜系统研究

介绍了离轴三反射系统的两种基本离轴形式,一种是光闹离轴的有中间象面的系统,另一种是视场离轴的没有中间象面的类似于库克三片镜的系统。分析讨论了两种系统的优缺点．