当血糖水平超过阈值时,糖尿病就会发生。 现有的血糖测试方法是基于插入人体中的针头的针头的侵入性方法,以从体内取血样,然后将其转移到一次性测试条上进行化学加工,以确定其中存在的葡萄糖量。 但是,为了减轻患者疼痛和使用测试条,这些技术导致了非侵入性方法的发展。 非侵入性方法使用近红外传感器在不使用针或测试条的情况下在指尖测量葡萄糖水平。 通过指尖的一侧传输了近红外(NIR)光学信号,然后在指尖的另一侧接收,这通过分析接收信号的强度变化来预测分子血糖计数。 在这项工作中,我们使用微控制器和其他电子零件开发了这样的系统。 在此之前,我们在Proteus环境中开发了一个模拟模型。 关键字:糖尿病,NIR方法,侵入性和非侵入性葡萄糖仪,微控制器。糖尿病就会发生。现有的血糖测试方法是基于插入人体中的针头的针头的侵入性方法,以从体内取血样,然后将其转移到一次性测试条上进行化学加工,以确定其中存在的葡萄糖量。但是,为了减轻患者疼痛和使用测试条,这些技术导致了非侵入性方法的发展。非侵入性方法使用近红外传感器在不使用针或测试条的情况下在指尖测量葡萄糖水平。通过指尖的一侧传输了近红外(NIR)光学信号,然后在指尖的另一侧接收,这通过分析接收信号的强度变化来预测分子血糖计数。在这项工作中,我们使用微控制器和其他电子零件开发了这样的系统。在此之前,我们在Proteus环境中开发了一个模拟模型。关键字:糖尿病,NIR方法,侵入性和非侵入性葡萄糖仪,微控制器。
在光学和微波域之间转换信号的新策略可能在推进古典和量子技术方面起关键作用。传统的光学到微波转导的方法通常会扰动或破坏针对光线强度编码的信息,从而消除了这些signals进一步处理或分布的可能性。在本文中,我们引入了一种光学到微波转换方法,该方法允许对微波光子信号进行检测和光谱分析,而不会降低其信息含量。使用与压电电换能器集成的光力学波导证明了此功能。该系统内有效的机电和光力耦合允许双向光学到微波转换,量子效率高达-54.16 dB。通过在通用布里渊散射中保存光场包膜时,我们通过通过一系列具有独特的共振频率的电动机电sepguments传输光学信号来证明多通道微波光谱过滤器。这种电力力学系统可以为微波光子学中的遥感,通道化和频谱分析提供灵活的策略。
生物传感器是一种分析装置,它包含一个生物识别元件来捕获分析物,以及一个传感器来将识别相互作用转换为可测量信号。生物识别元件可以是核酸(DNA 和 RNA)、适体、肽、酶、抗体和微生物。生物识别元件的生化特性使生物传感器对检测分析物具有高度灵敏度和高度选择性,并且在测试样品中存在其他生物活性分子或物种的情况下干扰最小。传感器将生物识别事件转换为可测量信号,该信号可以是电化学信号(安培法、电位法和阻抗法)、光学信号(例如等离子体、发光和比色法)、压电信号、微机械信号等。生物传感器具有许多吸引人的优势,包括高灵敏度和特异性、响应迅速、尺寸相对紧凑、用户友好且经济高效,可进行时间分析。因此,生物传感器在许多应用领域都有着非常光明的未来,包括疾病的早期诊断和健康监测。
使用光学信号摘要来实现应变信号的传感是触觉传感器的有希望的应用。但是,大多数研究现在都集中在Piezophotronic LED阵列上,这些LED阵列很难纳入基于SI的半导体行业。由于SI间接带隙引起的基于SI的设备的光电性能不佳,因此使用SI构造高密度发光设备一直是一件具有挑战性的。在这里,设计和制造了由P-SI微柱组成的基于SI的量子点发光装置(QLED)阵列,并研究了SI中应变偶联效应对基于SI基QLEDS的电致发光性能的机制。QD的引入很容易提供有效且可调节的光发射,并满足不同实际应用的要求。QLED的发射强度取决于注入的电流密度,并且可以通过应变耦合效应调节载体的运输过程。基于SI的光子设备与压力传感的组合可能会对电子皮肤和人类机器界面的领域产生重大影响。更重要的是,这项技术与主要基于SI的半导体行业完全兼容。因此,它在实现大规模的光子设备并扩展其应用程序场的整合方面表现出了希望。
磁性顺序。[7–20]铁磁层寄主非常相关的电子状态,这些状态会产生各种带状结构,包括金属,半导体或绝缘特性。[21–23]中,三锤铬[24-40](CRX 3)显示出由Cr D-Shell Electrons驱动的独特电子特性,这些特性同时促进了Cr-Cr – Cr Ferromagnetic耦合,宽带隙,宽带隙,宽大的界限和强度限制了confitoctonic状态。因此,CRX 3晶体的磁化状态与它们的磁光特性密切相关。fer- romagnetism诱导的滞后光学信号。These results unveiled ferromagnetic coupling between the Cr spins within a monolayer plane with easy axis magnetization ori- ented out-of-plane for CrBr 3 and CrI 3 and in-plane for CrCl 3 , thickness-dependent interplane ferromagnetic and antiferro- magnetic coupling in CrI 3 multilayers as well as light-mediated ferromagnetic response in doped transition metal二分法。[43–45]不幸的是,这些光学方法仅用作磁化探针,而磁性态和光激发之间的相互作用仍未开发。
具有可调机械性能的水凝胶已被设计为哺乳动物细胞的矩阵,并允许对细胞命运和功能的动态,机械响应的操纵。最近的研究产生水凝胶,其中生物感受器将光学信号转化为水凝胶力学的可逆变化。他们的初始应用提供了对机械生物学的重要见解,但更广泛的实现受到少量动态可寻址的限制。在此,通过开发具有可逆性调节的基于光感受器的水凝胶来克服这种限制,从≈800pa到SOL状态。水凝胶基于星形的聚乙烯乙二醇,用红色/远红色光感受器植物色素B(Phyb)或植物色素相互作用因子6(PIF6)功能化。用红光照明后,Phyb与PIF6异构二聚体,从而交联聚合物并导致凝胶化。然而,在用远红光照明时,蛋白质会解离并触发完整的凝胶到溶液过渡。全面表征水凝胶的光响应性机械性能,并将其用作可逆的细胞外基质,用于在微流体芯片中哺乳动物细胞的空间控制沉积。预计该技术将为细胞的站点和时间定位开放新的途径,并有助于克服空间限制。
美国国防高级研究计划局的“革命性假肢”计划展示了神经接口技术的潜力,使患者能够控制和感受假肢手臂和手,甚至在模拟中驾驶飞机。这些里程碑式的成就需要侵入式、长期植入的穿透电极阵列,而这些电极阵列与健全战士的应用或长期临床应用根本不兼容。非侵入式神经记录方法并不那么有效,在时间和空间分辨率、信噪比、深度穿透、便携性和成本方面受到严重限制。为了帮助弥补这些差距,约翰霍普金斯大学应用物理实验室 (APL) 的研究人员正在探索光学技术,通过快速光学信号表示的血液动力学特征或神经组织运动来记录神经活动的相关性。虽然这两种特征在记录神经活动的时空分辨率和深度方面有所不同,但它们为实现便携式、低成本、高性能的脑机接口提供了一条途径。如果成功的话,这项工作将有助于开创以思维速度进行计算的新时代。
我们提出了一个坚固的,基于光纤的内窥镜,其射频发射的银色直线射击结构(RF)发射旁边是光纤面的发射。因此,我们能够激发和探测样品,例如钻石中的氮呈(NV)中心,带有RF和光学信号,并通过纤维完全测量样品的荧光。在我们的目标频率范围约为2.9 GHz的范围内,纤维芯的小平面位于RF引导银结构的近场中,这具有最佳RF强度随距离迅速降低的优势。通过在光纤的覆层上创建银结构,我们在光学激发和检测到的样品与天线结构之间达到了最小的距离,而不会影响光纤的光学性能。这使我们在考虑具有集成光学和RF访问的内窥镜解决方案时可以在样品的位置实现高RF振幅。通过光学检测到的磁共振(ODMR)测量对NV掺杂的微足面的测量进行量化,我们将其探测为实际用例。我们演示了17.8 nt /√< / div>的设备的磁灵敏度
国防高级研究项目局革命性的假肢计划占据了神经界面技术的潜力,使患者能够控制和感觉到假肢和手,甚至在模拟中驾驶飞机。这些具有里程碑意义的成就需要具有侵入性的,长期植入的穿透电极阵列,这在根本上与能够实现的战士或长期临床应用的应用根本不相容。非侵入性神经记录方法并不那么有效,遭受了时间和空间分辨率的严重限制,信噪比,深度渗透,可移植性和成本。为了缩小这些差距,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室(APL)的研究人员正在探索光学技术,这些技术通过血液动力学特征或神经组织运动记录了与快速光学信号表示的神经活动相关的。尽管这两个签名在记录神经活动的时空分辨率和深度方面有所不同,但它们为实现便携式,低成本,高性能的脑部计算器界面提供了途径。如果成功,这项工作将帮助以思维速度迎接计算的新时代。
硅光子学(SIPH)正在驱动几个应用领域,从而使高性能计算系统中的超快速芯片尺度通信到人工智能(AI)硬件加速器中的能效计算[1]。一个集成SIPH的系统需要采用光子和电子子系统之间的接口,这可能导致几乎没有探索的新的和不可避免的安全漏洞。已经提出了一些方法,以通过采用安全性增强技术[2],[3]来解决光电系统中的潜在安全漏洞,或者通过提供专门的硬件块来创建加密种子[4]。但是,它们缺乏光电系统中的弹性和易于部署。本文提出了一个框架,以增强光电系统中的硬件安全性。我们的解决方案利用光刻过程的独特特征来从SIPH子系统中创建独特的加密密钥,而无需专用的SIPH块(即使用架构中的SIPH节点)。此外,我们提供了一个在线入侵检测系统(IDS)以进行攻击检测。在不同的攻击场景下获得的仿真结果,并靶向光电结构(例如,光子AI加速器)显示了100%检测到的测试用例。增强的节点调整提高了光学信号完整性。