张逸君 yijzhang@sjtu.edu.cn 上海交通大学计算机科学与工程系,中国; 北京大学计算机科学与技术系,中国 卜同 putong30@pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国 张继元 jyzhang@stu.pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国 唐世明 tangshm@pku.edu.cn 北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学中心,中国 余兆飞 yuzf12@pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国; 北京大学人工智能研究所,中国 刘建凯 j.liu9@leeds.ac.uk 利兹大学计算学院,英国 黄铁军 tjhuang@pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国;北京大学人工智能研究所,中国;北京人工智能研究院,中国
张逸君 yijzhang@sjtu.edu.cn 上海交通大学计算机科学与工程系,中国; 北京大学计算机科学与技术系,中国 卜同 putong30@pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国 张继元 jyzhang@stu.pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国 唐世明 tangshm@pku.edu.cn 北京大学生命科学学院和北大-清华生命科学中心,中国 余兆飞 yuzf12@pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国; 北京大学人工智能研究所,中国 刘建凯 j.liu9@leeds.ac.uk 利兹大学计算学院,英国 黄铁军 tjhuang@pku.edu.cn 北京大学计算机科学与技术系,中国;北京大学人工智能研究所,中国;北京人工智能研究院,中国
摘要:胶体纳米晶硅量子点 (nc-SiQDs) 在近红外 (NIR) 中的双光子激发以及在 NIR 中的光致发光在深度生物成像领域具有潜在的应用前景。使用双光子激发测量胶体 nc-SiQDs 的简并双光子吸收 (2PA) 截面的光谱,光谱范围为 1.46 < ℏ ω < 1.91 eV(波长 850 > λ > 650 nm),高于双光子带隙 E g (QD) /2,代表性光子能量为 ℏ ω = 0.99 eV(λ = 1250 nm),低于此带隙。直径为 d = 1.8 ± 0.2 nm 和 d = 2.3 ± 0.3 nm 的 nc-SiQDs(均用 1-十二烯钝化并分散在甲苯中)的双光子激发光致发光 (2PE-PL) 光谱强度与甲醇中已知浓度的罗丹明 B 染料的 2PE-PL 光谱强度一致。对于直径较小的纳米晶体,观察到 2PA 横截面较小,并且观察到 2PA 的起始点从块体 Si 的双光子间接带隙蓝移,这与激子的量子约束预期一致。在各种生物组织中模拟了使用 2PE-PL 进行生物成像的 nc-SiQDs 的效率,并将其与其他量子点和分子荧光团的效率进行了比较,发现在更深的深度下它们相当或更胜一筹。关键词:双光子吸收光谱、双光子吸收截面、硅纳米晶体、量子点、双光子激发光致发光、生物成像 N
通过材料厚度非线性传输和 Z 扫描技术,研究了用 775 nm、1 kHz 飞秒激光脉冲激发的多晶硒化锌 (ZnSe) 的光学非线性。测得的双光子吸收系数 β 与强度有关,推断 ZnSe 在高强度激发下也与反向饱和吸收 (RSA) 有关。在低峰值强度 I < 5 GW cm –2 时,我们发现 775 nm 处的 β = 3.5 cm GW –1。研究了宽蓝色双光子诱导荧光 (460 nm-500 nm) 的光谱特性,在带边附近表现出自吸收,而上能级寿命测得为 τ e ~ 3.3 ns。在光学腔内泵浦 0.5 毫米厚的多晶 ZnSe 样品时观察到受激辐射,峰值波长 λ p = 475 nm 时,谱线明显变窄,从 Δ λ = 11 nm(腔阻塞)到 Δ λ = 2.8 nm,同时上能级寿命也缩短。这些结果表明,在更优化的泵浦条件和晶体冷却下,多晶 ZnSe 可能通过 λ = 775 nm 的双光子泵浦达到激光阈值。
T. Abele、K. Jahnke、K. Göpfrich 生物物理工程组 马克斯普朗克医学研究所 Jahnstraße 29, 69120 海德堡,德国 电子邮件:kerstin.goepfrich@mr.mpg.de T. Abele、K. Jahnke、K. Göpfrich 海德堡大学物理和天文学系 69120 海德堡,德国 T. Messer、M. Wegener 应用物理研究所 卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) Wolfgang-Gaede-Str. 1, 76131 Karlsruhe, 德国 M. Hippler、M. Wegener 纳米技术研究所 卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, 德国 M. Hippler、M. Bastmeyer 动物研究所 卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) Fritz-Haber-Weg 4, 76131 Karlsruhe, 德国 M. Bastmeyer 生物和化学系统研究所 - 生物信息处理 (IBCS-BIP) 卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen, 德国
利用三维动力学模拟,我们研究了具有预填充圆柱形通道的结构化激光辐照目标发射的准直 γ 射线束及其随激光功率(在多 PW 范围内)的变化。通过增加激光能量和焦斑大小来增加激光功率,同时保持峰值强度固定在 5 × 10 22 W / cm 2 。通道半径按比例增加以适应激光斑大小的变化。将激光能量转换为 MeV 级 γ 射线束(具有 10 ◦ 的开角)的效率随着入射激光功率 P 的增加而迅速增加,然后在 P ≈ 4 PW 以上达到饱和。详细的粒子跟踪显示,功率缩放是较高激光功率下电子加速增强的结果。直接受益于这种强大缩放的一项应用是通过双光子碰撞产生对。我们研究了通过线性 Breit-Wheeler 过程生成对的两种方案:两束 γ 射线碰撞和一束 γ 射线与黑体辐射碰撞。对于 P = 4 PW 产生的 γ 射线,这两种方案分别投射出多达 10 4 和 10 5 对。与激光照射空心通道的情况进行比较,证实了预填充通道装置的稳健性。
我们报告了一项关于使用部分空间相干泵浦光束产生的下转换光子的空间相干特性的理论研究。我们研究了两种几何结构中的重合率和双光子可见性,其中双缝要么放置在泵浦光束的路径中,要么放置在信号场和闲置场的路径中。研究推断干涉条纹的可见性受泵浦参数的强烈影响;泵浦尺寸和泵浦空间相干长度。具体而言,干涉条纹的可见性随着泵浦空间相干性或泵浦横向尺寸在晶面的增加而增加。双光子可见性随传播距离的增加验证了这两种情况下的范西特-泽尼克定理。具有可控泵浦空间相干性的下转换光子,反过来又可以控制下转换光子的空间相干性和纠缠,可以在量子成像、量子通信和非线性干涉测量中找到潜在的应用。
图 2. (a) 在未改性(深灰色图)和改性(浅灰色图)玻璃基板上通过 TPP-DLW 制造的聚合物立方体的剪切力测量。在这两种情况下,测试的立方体的边长均为 10 µm。水平虚线表示将微结构从基板上移开所需的最大力。插图显示了在边长为 30 µm 的立方体上进行的力-位移实验的光学显微镜图像。力传感器是图像右侧的明亮梯形结构。在未改性(b)和改性(c)基板上制造的 TPP 微结构的事后 SEM 图像。只有在改性基板上制造的微结构上才能清楚地看到由于与力传感器接触而产生的塑性变形迹象。(b)和(c)中的比例尺为 5 µm。
突触连接的数量和强度会因经验和活动而发生变化,这推动了学习过程中神经回路的细化。哺乳动物大脑皮层中的大多数兴奋性突触都发生在树突棘上,树突棘是神经元树突的微观膜状突起 [ 1 , 2 ]。精确调节树突棘的生长、稳定和消除对于学习至关重要 [ 3 – 5 ]。树突棘的体积也受到动态调节,并且与 AMPA 型谷氨酸受体 (AMPAR) 的数量高度相关,后者介导快速兴奋性突触传递;因此,树突棘的大小与突触功能紧密相关 [ 6 ]。事实上,通过诱导长期增强 (LTP) 而增加的突触强度与树突棘扩大有关 [ 7 , 8 ],而通过诱导长期抑制 (LTD) 而降低的突触强度与树突棘收缩或丢失有关 [ 8 , 9 ]。树突棘发育和可塑性机制失调可导致树突棘改变
[1] A. L. Migdall、S. Castelletto、I. P. Degiovanni 和 M. L. Rastello,“基于相关光子的方法测量探测器量子效率的比较”,Appl. Opt.,第 41 卷,第 2914-2922 页,2002 年。[2] W. Tittel、J. Brendel、H. Zbinden 和 N. Gisin,“使用能量时间贝尔态中纠缠光子的量子密码学”,Phys. Rev. Lett.,第 84 卷,第 4737-4740 页,2000 年。[3] E. Knill、R. Laflamme 和 G. J. Milburn,“一种使用线性光学实现高效量子计算的方案”,Nature,第 41 卷,第 2914-2922 页,2002 年。 409,第 46-52 页,2001 年。[4] T. B. Pittman、B. C. Jacobs 和 J. D. Franson,“存储参量下转换中的伪需求单光子”,Phys. Rev. A,第 66 卷,第 042 303/1-042 303/7 页,2002 年。[5] A. Migdall、D. Branning 和 S. Castelletto,“定制单光子按需源的单光子和多光子概率”,Phys. Rev. A,第 66 卷,第 053 805/1-053 805/4 页,2002 年。[6] M. H. Rubin,“光学自发参量下转换中的横向相关”,Phys. Rev. A,第 54 卷,第 5349-5360 页,1996 年。[7] S. Castelletto、I. P. Degiovanni、A. L. Migdall 和 M. Ware,“关于参数下转换光子源中双光子单模耦合效率的测量”,New J. Phys.,第 6 卷,第 87/1-87/16 页,2004 年。[8] D. N. Klyskho,“结合 EPR 和双缝实验:先进波的干涉”,Phys. Lett. A,第 132 卷,第 299-304 页,1998 年。[9] C. H. Monken、P. H. Ribeiro 和 S. Padua,“优化光子对收集效率
