DLS 和 SLS 技术都基于仅检测到单次散射光的假设。然而,随着粒子浓度的增加,多次散射会增加并逐渐主导信号。这在 DLS 和 SLS 中都会引入无法检测的系统误差。无论重复测量多长时间或多少次,都无法消除或检测到此错误。为了解决这个问题,LS Instruments 开发了可选的 3D 互相关模块,可有效抑制多次散射。3D 互相关技术使用两束激光同时进行两次散射实验。虽然来自单次散射的贡献相同,但两次实验中的多次散射贡献不同。通过对信号进行互相关,可以抑制多次散射。3D LS 光谱仪是唯一为 DLS 和 SLS 提供 3D 互相关的仪器,为许多优秀的出版物提供了独特的数据。
限制光以使放大更加有效。然而,想象一下没有使用镜子的传统反馈机制的激光器。这里出现了“无镜激光”的概念,2,3这是 Letokhov 最初提出的。通常,散射会导致腔体损耗,并被视为应避免的有害因素。然而,最新发现证实了强散射在产生类似激光现象方面具有惊人的好处。想象一个具有众多散射中心的增益介质。当光穿过这样的介质时,光子在离开系统之前会遇到多次散射,从而增加光子在介质中的停留时间。这反过来又提高了光的放大效率。因此,散射不会在介质中使用额外的反射器,而是会捕获光。术语“随机介质”定义了这种无序介质。随机激光的基本原理如图 1 所示。“随机激光”这一术语最初于 1994 年发表并引入。4,5 随机激光 (RL) 的产生仅取决于增益介质
摘要:本文探讨了发光硅纳米线 (NW) 在商业生物传感纳米器件这一日益发展的领域中的应用前景,用于选择性识别蛋白质和病原体基因组。我们通过薄膜金属辅助化学蚀刻法制备了室温下发射波长为 700 nm 的量子限制分形硅纳米线阵列,产量高,成本低。光的多次散射和弱局域化产生的迷人光学特性促进了硅纳米线作为高灵敏度和选择性光学生物传感平台的使用。在这项研究中,无标记硅纳米线光学传感器经过表面改性,可通过抗原-基因相互作用选择性检测 C 反应蛋白。在这种情况下,我们报告的最低检测限 (LOD) 为 1.6 fM,提高了在唾液或血清分析中检测不同动态范围的灵活性。通过改变纳米线表面的功能化程度,使其适应特定抗原,纳米线生物传感器的发光猝灭可用于测量乙肝病毒病原体基因组,无需 PCR 扩增,在真实样本或血液基质中的 LOD 约为 20 份。令人鼓舞的结果表明,纳米线光学生物传感器可以以前所未有的灵敏度(LOD 2 × 10 5 sEV/mL)检测和分离标记有 CD81 蛋白的细胞外囊泡 (EV),因此即使在少量囊胚腔液中也可以测量它们。
产生 X 射线的第一步是通过 25-35 kV 的大电位差加速电子。当电子撞击钼靶时,它们会通过称为轫致辐射(断裂辐射)的过程减速。当小质量带电粒子(例如电子)经过大质量带电粒子(例如钼原子核)附近时,就会产生 X 射线。电子通过多次散射原子核而快速减速,从而导致发射多条 X 射线,在极少数情况下,当电子将其所有动能都交给单个原子核时,会发射出一条高能 X 射线。最后一个过程对应于 X 射线能谱的终点能量,这可通过查看图 2 中所示的光谱左端来观察。钼表面(阳极)与入射电子束成一定角度,以利于在特定方向产生 X 射线。图 2 显示了钼靶的能量谱。距离其产生点不远处是一个准直管,它允许一条狭窄的水平 X 射线带通过,到达结晶的 NaCl 靶。当 NaCl 靶(搁置在测角仪上)相对于入射 X 射线的角度倾斜刚好正确(θ)时,就会发生建设性干涉,并且在位于 2 θ 角的盖革-穆勒管中可以观察到增加的计数率(计数/秒)。如图 3 所示。
光子霍尔效应 (PHE) 早在 20 多年前就被预测 [1] 并被测量 [2]。它指的是沿垂直于入射电流和磁场的优先方向散射的电磁通量,这与电子传导中的 (异常) 霍尔效应非常相似。研究表明,PHE 源自介电米氏球单次散射中的法拉第旋转 [3],并在纯电偶极耦合区域(瑞利区域)中消失。因此,PHE 不会发生在原子的单次光散射中,而是由多次散射 [4] 或电偶极跃迁与更高的多极子发生干涉时产生的 [5]。在最近的文献中,人们发现了许多或多或少相关的效应,例如光子自旋霍尔效应 [6–8]、光的量子自旋霍尔效应 [9]、声子霍尔效应 [10]、等离子体霍尔效应 [11] 甚至其他光子霍尔效应 [12]。在具有中心光源的散射介质中,沿 z 轴施加均匀磁场 B 0 时,PHE 表现为绕场线旋转的电流。与 PHE 相关的坡印廷矢量由 S PHE = DH b B 0 × ∇ ρ ( r , t ) 给出,其中 ρ ( r , t ) 为电磁能量密度,DH ( B 0 ) 为霍尔扩散常数,其符号由法拉第旋转方向决定。最简单的情况是考虑一个点源 P ( r , t ) = P ( t ) δ ( r ),将功率 P 注入扩散常数为 D 的无限扩散介质中。对于单次能量为 W 的辐射,P ( t ) = Wδ ( t ),我们可以代入扩散方程的著名解,得到:
光子霍尔效应 (PHE) 早在 20 多年前就被预测 [1] 并被测量 [2]。它指的是沿垂直于入射电流和磁场的优先方向散射的电磁通量,这与电子传导中的 (异常) 霍尔效应非常相似。研究表明,PHE 源自介电米氏球单次散射中的法拉第旋转 [3],并在纯电偶极耦合区域(瑞利区域)中消失。因此,PHE 不会发生在原子的单次光散射中,而是由多次散射 [4] 或电偶极跃迁与更高的多极子发生干涉时产生的 [5]。在最近的文献中,人们发现了许多或多或少相关的效应,例如光子自旋霍尔效应 [6–8]、光的量子自旋霍尔效应 [9]、声子霍尔效应 [10]、等离子体霍尔效应 [11] 甚至其他光子霍尔效应 [12]。在具有中心光源的散射介质中,沿 z 轴施加均匀磁场 B 0 时,PHE 表现为绕场线旋转的电流。与 PHE 相关的坡印廷矢量由 S PHE = DH b B 0 × ∇ ρ ( r , t ) 给出,其中 ρ ( r , t ) 为电磁能量密度,DH ( B 0 ) 为霍尔扩散常数,其符号由法拉第旋转方向决定。最简单的情况是考虑一个点源 P ( r , t ) = P ( t ) δ ( r ),将功率 P 注入扩散常数为 D 的无限扩散介质中。对于单次能量为 W 的辐射,P ( t ) = Wδ ( t ),我们可以代入扩散方程的著名解,得到: