X射线检测对于在医学诊断,工业检查,安全检查,科学询问和太空探索中的应用至关重要。材料科学,电子,制造和人工智能的最新进展极大地推动了该领域的前进。在这篇综述中,我们研究了X射线检测和成像技术的基本原理和最新突破,重点是电气工程技术与X射线反应材料之间的相互作用。我们重点介绍了两种主要方法:基于半导体的直接检测和基于闪烁体的间接检测。然后,我们讨论了诸如光子计数检测器和异质结光传递器之类的创新,并强调电气工程在这些尖端检测器开发中的关键贡献。随后,我们提供了X射线检测应用的概述,范围从生物医学成像和谐振X射线技术进行材料分析到纳米分辨率电路成像。最后,评论总结了未来的研究方向,其中包括3D和4D X射线成像传感器,多光谱X射线成像以及人工智能辅助医学图像诊断。
结果:VNI的读取器2额定总体图像质量高于VNC(4.90 vs. 4.00; p <.05),而阅读器1没有发现显着差异(4.96 vs. 5.00; p> .05)。在VNC和VNI中的读者之间观察到了实质性的一致性(Krippendorff的Alpha范围:0.628-0.748)。两位读者对VNI的频率不完全发生频率(读者1:29%vs. 15%; p <.05;读者2:24%vs. 20%; p> .05)。尿酸和较小的石头(<5 mm)比VNC和VNI中的Caox和较大的石头更有可能被减去。总体而言,与VNC相比,VNI的石材减法率更高(读者1:22%比16%;阅读器2:25%vs. 10%; p <.05)。辐射剂量和管电压均未显着影响石材减法(p> .05)。
荧光寿命成像显微镜(FLIM)是区分荧光分子或探测其纳米级环境的强大工具。传统上,FLIM使用时间相关的单光子计数(TCSPC),由于其对点检测器的依赖,因此精确但本质上的低通量。尽管时间门控摄像机已经证明了具有致密标记的明亮样品中高通量FLIM的潜力,但尚未广泛探索它们在单分子显微镜中的使用。在这里,我们报告了使用商业时间门控的单光子摄像头快速准确的单分子flim。我们优化的采集方案以仅比TCSPC少三倍的精度实现单分子寿命测量,同时允许同时进行超过3000个分子的多种多样。使用这种方法,我们证明了在受支持的脂质双层上的大量标记的孔形成蛋白以及在5-25 Hz处的多重时间单分子恢复能量传递测量值的平行寿命测量。此方法具有前进的多目标单分子定位显微镜和生物聚合物测序的有力希望。
PDM-IR是基于INGAAS/INP单光雪崩二极管(SPAD)的光子计数模块,用于检测到1700 nm的近红外单光子(请参阅PDE图)。该模块包括一个可编程频率和用于门控探测器的脉冲发生器,用于Spad的雪崩传感的前端电路,用于检测器的雪崩电流淬火的快速电路和重置均匀的偏置电压,以及一些用于信号调节的子电路。通过集成在检测器包装内的低功率毛皮冷却器保持稳定。主要参数可通过软件接口进行调整,以最佳地匹配不同的应用程序的要求。该系统可以方便地用于计数和计时测量,因为高性能电子也可以保证即使在快速门过渡的情况下也可以保证干净的时间响应(请参阅下面显示的典型IRF曲线)。pdm-ir可以在自由运行的模式下工作;可以在单模SMF-28和50μm多模级指数之间选择输入纤维。以下典型的DCR与典型的10μm设备的固定设备显示了门控和自由运行模式。
在大气光学研究所的西伯利亚激光雷达站进行了研究,该仪器包括带有两个激光发射机和两个接收孔的激光雷达系统。liDAR在夜间条件下使用最小天窗背景的观测,使用高频(2.5 kHz)Cu-vapor激光器,平均功率为2 w,波长为510 nm,大型接收镜的直径为2.2 m。在白天测量中,受到明亮天窗背景污染的白天测量,我们使用了低频(10-Hz)nd:yag固体激光器,在1064 nm的波长下,每脉冲具有150 mJ能量,以及直径为0.3 m的接收镜。在这两种情况下,都记录了光子计数状态的激光雷达回报。LIDAR系统的参数确保了从中和高级云中累积高水平的信号,持续1 s(夜间)和3-5 s(白天)。另一方面,在这些时间间隔内积累的激光雷达回报信号的水平(尤其是在白天)太低,无法在云外的传感路径段上执行LIDAR信号的校准,从而正确计算灭绝系数和相关的云光学深度深度τclτcl。因此,在目前的工作中,我们利用了该功能的统计信息
长期以来使用的微生物检测方法是通过肉眼或低倍镜计数形成的菌落单位。另一方面,根据不同领域的要求,已经开发了几种快速微生物检测方法。这些开发的方法包括生物发光法,如阻抗法、荧光法和荧光激光扫描法等。这些方法适用于特定市场,但仍存在一些问题需要解决,例如,需要提高灵敏度、消除假阳性发生率和简化样品制备。本研究旨在建立一种新的微生物快速检测方法,结合特殊改性膜过滤器、基因工程生物发光试剂和超低光检测设备。该系统:RMDS 符合最终用户的要求,即“快速检测、消除假阳性可能性和易于样品制备”。R~IDS 方法通过控制几个元素、因素来验证其可靠性,因此也可以产生定量功能。用 RMDS 方法对高纯水进行测试,与传统 MF 方法相比,微生物检测速度快,回收率高。从评估结果来看,该系统适用于监测工艺用水,也适用于监测空气和固体表面的微生物。关键词:ATP、荧光素-荧光素酶、图像增强器、图像处理器、光子计数、生物发光、超低光检测器、MCP(ivlulti 通道板)
光同源性检测已被广泛用于测量字段正交的连续变量(CV)量子信息处理。在本文中,我们探讨了在“光子计数”模式下操作共轭同型检测系统以实现离散变量(DV)量子密钥分布(QKD)的可能性。共轭同源检测系统由光束分离器组成,然后是两个光学同伴检测器,可以同时测量传入量子状态的一对共轭四倍体x和p。在经典电动力学中,x 2 + p 2与输入光的能量(光子数)成正比。在量子操作中,X和P不上交,因此上述光子数测量本质上是嘈杂的。这意味着QKD标准安全证明的盲目应用可能会导致模拟性能。我们通过利用拟议检测方案的两个特殊特征来克服这一障碍。首先,外部对手不能操纵与真空浮游相关的基本检测噪声。第二,重建接收器末端的光子数分布的能力可以对对手的可能攻击施加其他约束。为例,我们使用共轭同胞检测来研究BB84 QKD的安全性,并通过数值模拟评估其性能。这项研究可以基于基于单光子检测和基于相干检测的CV-QKD的良好DV-QKD的互补,为新的QKD方案开辟了大门。
朱塞佩·迪吉里奥(Giuseppe Digilio)教授于1993年在都灵大学(意大利)获得了硕士学位,并在同一大学获得了1998年的博士学位(蛋白质化学),并在S. Aime and Praf. B. Bergamasco的监督下,题为“病因学和神经退行性疾病的金属离子”的研究项目。 从1999年到2007年,他在“生物工业公园Del Canavese Spa”(Colleretto Giacosa,意大利)担任化学系负责人,这是一个专注于生物技术和制药研究的科学园。 在此期间,他的活动还包括从公共研究机构到私营企业的技术转移。 2007年,他被东皮埃蒙特大学招募为化学研究人员(常设人员)。 Avogadro”,位于意大利Alessandria(AL,意大利)的科学与技术创新部(DISIT;以前是DISAV)。 2022年,他被同一大学任命为化学副教授。 主要的研究活动包括:i)分子成像探针的化学(MRI,光谱光子计数CT,核医学,光学成像); ii)基于灯笼螯合物的微环境响应MRI探针; iii)对细胞疗法随访的生物材料标记的成像; iv)环境代谢组学。 从2014年到2020年,他是欧洲分子成像学会(ESMI)理事会的成员,这是欧洲最大的欧洲科学学会,致力于临床前研究(www.e-smi.eu)的生物医学成像科学。朱塞佩·迪吉里奥(Giuseppe Digilio)教授于1993年在都灵大学(意大利)获得了硕士学位,并在同一大学获得了1998年的博士学位(蛋白质化学),并在S. Aime and Praf. B. Bergamasco的监督下,题为“病因学和神经退行性疾病的金属离子”的研究项目。从1999年到2007年,他在“生物工业公园Del Canavese Spa”(Colleretto Giacosa,意大利)担任化学系负责人,这是一个专注于生物技术和制药研究的科学园。 在此期间,他的活动还包括从公共研究机构到私营企业的技术转移。 2007年,他被东皮埃蒙特大学招募为化学研究人员(常设人员)。 Avogadro”,位于意大利Alessandria(AL,意大利)的科学与技术创新部(DISIT;以前是DISAV)。 2022年,他被同一大学任命为化学副教授。 主要的研究活动包括:i)分子成像探针的化学(MRI,光谱光子计数CT,核医学,光学成像); ii)基于灯笼螯合物的微环境响应MRI探针; iii)对细胞疗法随访的生物材料标记的成像; iv)环境代谢组学。 从2014年到2020年,他是欧洲分子成像学会(ESMI)理事会的成员,这是欧洲最大的欧洲科学学会,致力于临床前研究(www.e-smi.eu)的生物医学成像科学。从1999年到2007年,他在“生物工业公园Del Canavese Spa”(Colleretto Giacosa,意大利)担任化学系负责人,这是一个专注于生物技术和制药研究的科学园。在此期间,他的活动还包括从公共研究机构到私营企业的技术转移。2007年,他被东皮埃蒙特大学招募为化学研究人员(常设人员)。Avogadro”,位于意大利Alessandria(AL,意大利)的科学与技术创新部(DISIT;以前是DISAV)。2022年,他被同一大学任命为化学副教授。主要的研究活动包括:i)分子成像探针的化学(MRI,光谱光子计数CT,核医学,光学成像); ii)基于灯笼螯合物的微环境响应MRI探针; iii)对细胞疗法随访的生物材料标记的成像; iv)环境代谢组学。从2014年到2020年,他是欧洲分子成像学会(ESMI)理事会的成员,这是欧洲最大的欧洲科学学会,致力于临床前研究(www.e-smi.eu)的生物医学成像科学。他为欧洲生物影像埃里克(Eric)的构建做出了贡献,这是一种泛欧研究基础设施,其使命是在生物医学成像和超级分辨率显微镜(www.eurobioimimaging.eu)领域提供开放访问尖端成像技术的机会。他目前是MedHub的成员,该部分专门用于网络,培训和开放访问生物医学成像技术。他是Gidrm(Gruppo Italiano讨论risonanze Magnetiche; www.gidrm.org)促进的“国家NMR学校”组委会成员。他是60多名国际同行评审科学出版物和合着者的作者/合着者。
无机闪烁体可以用高能量吸收电离辐射,以瞬时将其转换为低能的光子。(1-3)利用此功能,通过将光电遗传学与可以将光子转换为电信号转换为电信号的光探测器将闪烁体应用于辐射探测器。(4,5)闪烁检测器根据其应用而分为电流和光子计数模式测量值。(6,7),尤其是当前模式类型的检测器集成了一毫秒的信号,并已用于X射线计算机断层扫描(CT)和X射线射线照相的应用中。(8)当前模式类型的闪烁体需要高发射强度,大的有效原子数(z eff),高密度(ρ)和低余辉水平(AL)。但是,由于没有闪烁器满足所有必需的属性,因此已经开发出新的闪烁体。(9-14)基于HFO 2的化合物,例如RE 2 HF 2 O 7(RE = LA,GD,LU)和AE HFO 3(AE = CA,SR,BA)引起了人们的注意,因为它们的大Z eff和Highρ。在先前关于基于HFO 2的闪烁体的报告中,只有Z EFF(65.2)和ρ(6.95 g/cm 3)的Cahfo 3显示出闪烁的光屈服于10,000光子/MEV。(15–21)此外,我们的研究小组研究了用Ti,CE,PR,TB和TM掺杂的Cahfo 3的闪烁特性,(18,21-26)
Mini-EUSO 是一台于 2019 年在国际空间站上发射的望远镜,目前位于空间站的俄罗斯部分。该任务的主要科学目标是寻找核物质和奇异夸克物质,研究瞬变发光事件、流星和流星体等大气现象,观察海洋生物发光以及人造卫星和人造空间碎片。它还能够观测能量高于 10 21 eV 的超高能宇宙射线产生的广泛空气簇射,并探测地面激光产生的人造簇射。Mini-EUSO 可以在紫外线范围(290 - 430 nm)内绘制夜间地球地图,空间分辨率约为 6.3 公里,时间分辨率为 2.5 秒,通过俄罗斯 Zvezda 模块中面向天底的紫外线透明窗口观察我们的星球。该仪器于 2019 年 8 月 22 日从拜科努尔航天发射场发射,其光学系统采用两个菲涅耳透镜和一个焦面,焦面由 36 个多阳极光电倍增管组成,每个光电倍增管有 64 个通道,总共 2304 个通道,具有单光子计数灵敏度,总视场为 44 ◦。Mini-EUSO 还包含两个辅助摄像头,用于补充近红外和可见光范围内的测量。在本文中,我们描述了该探测器并展示了运行第一年观察到的各种现象。