在许多物理学领域中,找到在给定物体中随机分布的平均和弦长度是一个自然的问题。从数学角度来看,这是一个看似复杂的任务,因为人们应该考虑线的空间和角度分布以及它们如何相交对象的表面。对于凸形的身体,答案令人惊讶地简单,由平均和弦长度定理给出,该定理已有一个多世纪[1]。它指出,平均和弦长度⟨c⟩与物体的形状无关,并且仅取决于体积V与表面积的比例为⟨= 4 v /。从各种角度得到证明[2-4]。最近才表明,该定理可以进一步推广到扩散物体中随机行走的研究。平均路径长度定理[5]指出,平均路径长度仍然简单地是⟨l⟩= 4 v /;这与介质的形状和散射 /扩散特性无关。有效性延伸到许多领域,因为它对物体内部的任何随机步行都是有效的,并且与封闭散射介质中的几何光学元件特别相关。该定理的一个重要条件是,入口点和初始方向是均匀和各向同性分布的,在光学中,这与兰伯特的照明相当[2]。路径长度分布和平均路径长度是许多光学系统设计的核心,可以使用射线光学描述。它们可用于计算吸收和散射培养基的光学特性[6,7],药物粉末中的折射颗粒培养基[8],用于太阳能电池设计[9-11],随机激光[12]和集成球[13,14]。射线追踪也可以与衍射效应结合使用,以计算大型粒子的电磁散射特性,例如几何光学近似和物理光学模型[15 - 20]或
轴突周围的神经细胞膜。这种独特的结构促进了通过公认的盐传导现象3及其结构各向异性在此报告的光学成像中的基础。在CNS的脱髓鞘疾病中,对髓磷脂的损害或促进它的少突胶质细胞是疾病过程的主要作用,并且可能由于自身免疫反应,病毒或毒素,代谢性疾病以及低氧或缺血性挑战而发生。4脱髓鞘疾病的经典例子是多发性硬化症(MS),其中CNS炎症会导致对髓磷脂的大规模侮辱,5引起可变的运动,认知和神经精神症状的可变范围。6超出MS,增加证据指向髓磷脂分解是其他主要神经退行性疾病的重要因素,包括与年龄相关的认知能力下降,7 - 9阿尔茨海默氏病(AD),10-14和Stroke。15 - 17
我们报告了通过在硅衬底上外延生长的最初均匀的硅锗 (SiGe) 薄膜中进行相位分离直接激光写入渐变折射率光波导。我们使用了波长为 532 nm 的连续波 (CW) 激光器。激光束聚焦到厚度为 575 nm、Ge 浓度为 %50 的 SiGe 薄膜表面上直径为 5 µm 的光斑。通过熔化表面来诱导 SiGe 薄膜的成分分离,并通过将激光诱导熔化区的扫描速度控制在 0.1-200 mm/s 的范围内来调整成分分布。在高扫描速度下,扫描激光束会产生移动的富 Ge 熔化区,由于扩散限制的 Ge 传输不足,Ge 含量会在后缘积聚。材料特性表明,激光加工的 SiGe 微条带由富含 Ge 的条带芯(> 70% Ge)和富含 Si 的底层包层(<30% Ge)组成。扫描速度相关的相位分离允许制造具有可调成分分布的渐变折射率 SiGe 波导,这些波导通过光学传输测量和使用模拟的模式分析来表征。我们的方法还可以应用于三元半导体 (AlGaAs) 的伪二元合金,其平衡相图与 SiGe 合金的平衡相图相似。
摘要 二硫化钼 (MoS 2 ) 等二维 (2D) 纳米材料由于其出色的非线性光学响应而引起了广泛关注。在本研究中,我们使用模式不匹配的泵探测配置研究了 MoS 2 纳米薄片分散体中的热透镜形成。观察泵浦和探测光束强度模式可以直观地了解光热透镜形成的时间演变。利用热透镜光谱技术研究了 MoS 2 纳米薄片浓度对分散体热光特性的影响。此外,还提出了一种基于热光折射的测量热透镜尺寸的技术。热透镜区域尺寸随泵浦功率的增加而增加。观察到的热透镜调制被用于演示“常开”全光开关,该开关显示出泵浦光束对输出光束信号的出色调制。
补体系统包括先天免疫系统的前线。是由不同途径中的致病表面模式触发的,级联反应以膜攻击复合物的形成(MAC;补体成分C5B至C9)和C5A(一种有效的过敏毒素),这是一种有效的过敏毒素,通过与C5A受体1(C5AR1)结合,从而引起各种浮力信号(C5AR1)。尽管在消除病原体,从免疫系统中启动和募集髓样细胞以及与其他生理系统的串扰中的重要作用,但补体系统的无意激活仍会导致自源性疾病的自我攻击和过度反应。因此,它构成了专门疗法的有趣靶标。通过在阵发性的夜间血尿中批准eculizumab的批准证明了安全和有效的末端补体途径的范围。此外,已经证明了稀有肾脏疾病的补体贡献,例如狼疮性肾炎,IgA肾病,非典型溶血性尿毒症综合征,C3肾小球糖或抗神经粒细胞质抗体抗体抗体相关的血管炎。本综述总结了补体系统中终端效应剂在这些疾病中的参与,并概述了目前正在临床发育中的补体组件C5,C5A,C5AR1和MAC的抑制剂。此外,讨论了严重的Covid-19患者的补体活动与肺损伤之间的联系,并提出了在Covid-19中使用补体抑制剂的潜力。
改进成像质量有可能可视化以前看不见的大脑构建基块,因此是神经科学的巨大挑战之一。近年来,新的组织清除技术的快速开发试图解决厚脑样品中的成像折衷,尤其是对于高分辨率光学显微镜,清除介质需要与客观沉浸式介质的高折射率相匹配。这些问题在昆虫组织中加剧了,其中许多(最初充满了空气的)气管管在整个大脑中分支在整个大脑中分支会增加光的散射。迄今为止,很少有研究系统地从系统地量化了使用客观透明度和组织收缩测量值的清除方法的好处。In this study we compare a traditional and widely used insect clearing medium, methyl salicylate combined with permanent mounting in Permount (“MS/P”) with several more recently applied clearing media that offer tunable refractive index ( n ): 2,2 ′ -thiodiethanol (TDE), “SeeDB2” (in variants SeeDB2S and SeeDB2G matched to oil and glycerol immersion, n分别= 1.52和1.47)和Rapiclear(也有n = 1.52和1.47)。,我们通过将新鲜解剖的大脑与二翼型链的清除大脑进行比较,在有或不添加真空或乙醇预处理(脱水和再含水)中,以撤离气管系统的空气,测量了透明度和组织收缩。结果表明,乙醇预处理对于提高透明度非常有效,无论随后的清除介质如何,而真空处理几乎没有可测量的好处。乙醇预处理的Seedb2g和Rapiclear大脑的收缩率要比使用传统的MS/P方法少得多。此外,在较低的折射率下,与TDE和MS/p相比,这些最近开发的媒体更接近甘油浸入的指数,具有出色的透明度。繁琐的速度较小,但两者都提供了足够的透明度和折射率可调节性,可允许大型昆虫的全山大脑中局部体积的超分辨率成像,甚至是光片显微镜。尽管雷管储存的样品的长期永久性仍有待确定,但在室温下,我们的样品仍显示出良好的储存后荧光保存超过一年。
便携式、经济高效的气体传感器在众多环境、生物医学和工业应用中越来越受欢迎,但目前的设备仅限于专门的实验室,无法扩展到一般用途。在这里,我们展示了一种光子芯片上灵敏度为十亿分之一的折射率气体传感器,该光子芯片基于用中孔二氧化硅顶包层功能化的氮化硅波导。通过监测集成不平衡马赫-曾德尔干涉仪的输出光谱模式来检测低浓度化学蒸气,该干涉仪的一个涂层臂暴露在气体蒸气中。我们分别对丙酮、异丙醇和乙醇获得了 65 ppb、247 ppb 和 1.6 ppb 的检测限。据我们所知,我们的片上折射率传感器基于光子集成电路提供了前所未有的低气体浓度检测限。因此,我们的研究结果预示着用于现场实时环境监测和医疗诊断的紧凑、便携和廉价设备的实现。
1-ID X 射线光束线利用先进光子源 (APS) 储存环电子束的高能量 (7 GeV)、其低发射率、短周期波荡器源和针对高能 X 射线优化的光学系统,提供 40-140 keV 光子能量范围内的高亮度光束,用于材料散射研究。这种 X 射线与物质相互作用的特点是衰减低、散射角小、相互空间访问大,使其非常适合用作体探测器以及几何限制或极端样品环境。光束线范围的很大一部分涉及以高空间分辨率研究工程材料的微观结构和演变,例如获得多晶材料的三维晶粒图,给出位置、形状、晶体取向和应变状态,并通常跟踪在施加的刺激下发生微观机械变化的数千个晶粒的这些参数。高空间分辨率研究通常通过结合多种互补技术进行,即在同一样本上使用聚焦和非聚焦光束。聚焦光束技术包括近场高能衍射显微镜 (nf-HEDM;Suter 等人,2006 年)、衍射断层扫描 (Birkbak 等人,2017 年) 和相干衍射成像 (CDI)。非聚焦光束用于传统断层扫描和远场高能衍射显微镜 (ff-HEDM;Lienert 等人,2011 年)。实现这样一套技术使得同轴聚焦光学系统变得可取,从而使线 (1D) 聚焦、点 (2D) 聚焦和非聚焦配置的光束位置保持不变。主要出于这个原因,不使用 Kirkpatrick–Baez 反射光学器件,尽管它们是消色差的,因此很容易适应能量可调性(如果基于全外部反射,而不是多层)。此外,与同轴光学器件不同,小焦点位置容易受到反射光学器件的角度稳定性的影响。基于菲涅尔区的光学器件(例如区域板和多层劳厄透镜)以同轴方式运行,但具有其他衍射级晕,其消除
4。F. F. Wilhelm,G。Garbarin。 Brison,I。Candle,I。Lythan,A。Rogalev,高压res。36,445(2016)。