激光安全简介 激光已成为医学、物理学、化学、地质学、生物学和工程学领域日益重要的研究工具。如果使用或控制不当,激光会对操作员和其他人员(包括未经授权的实验室访客)造成伤害(包括烧伤、失明或触电),并造成重大财产损失。所有激光的个人用户都必须接受充分培训,以确保充分了解德克萨斯大学激光安全政策中概述的安全实践。大学的激光安全程序遵循德克萨斯州卫生部辐射控制局的要求以及美国国家标准协会 (ANSI) 的指导方针,如 ANSI 标准 Z136.1“激光的安全使用”中所述。什么是激光? LASER 是受激辐射光放大的首字母缩写词。激光产生的能量位于电磁波谱的光学部分或附近。能量通过称为受激辐射的原子过程放大到极高的强度。 “辐射”一词常常被误解,因为该术语也用于描述放射性物质或电离辐射。但在本语境中,该词的使用是指能量转移。能量通过传导、对流和辐射从一个位置移动到另一个位置。激光的颜色通常用激光的波长来表示。表示激光波长的最常用单位是纳米 (nm)。一米有 10 亿纳米 (1 nm = 1 X 10 -9 m)。激光是非电离光,包括紫外线 (100-400nm)、可见光 (400-700nm) 和红外线 (700nm-1mm)。电磁波谱每种电磁波都表现出独特的频率,以及与该频率相关的波长。正如红光有自己独特的频率和波长一样,其他所有颜色的光也都有独特的频率和波长。橙色、黄色、绿色和蓝色各自表现出独特的频率和波长。虽然我们可以用相应的颜色感知这些电磁波,但我们看不到电磁波谱的其余部分。大部分电磁波谱是不可见的,并且其频率遍布整个频谱。频率最高的是伽马射线、X 射线和紫外线。红外辐射、微波和无线电波占据频谱的较低频率。可见光介于两者之间,处于非常狭窄的范围内。
1 简介功能性近红外光谱 (fNIRS) 是一种光学技术,可以对脑血液动力学、氧合和代谢进行非侵入性监测和成像,以评估健康和疾病状态下的脑功能。1 近红外光 (波长约 700 − 900 nm) 可穿透生物组织几厘米,因为组织在电磁波谱的这个区域相对透明。放置在头部的源光极发出的光会穿过大脑结构,包括大脑皮层表面,在那里它与组织发生散射和吸收相互作用。部分散射光可以由距离光源几厘米的一个或多个探测器测量,并通过测量多个波长范围内光的衰减来评估组织特性,最显著的是血红蛋白种类 (氧合/脱氧血红蛋白) 的浓度。通过组合源和探测器阵列,现在不仅可以重建这些特性的地形图像,还可以重建断层扫描图像。2 特定脑区内的功能激活会引起功能性充血,从而导致特征性的血流动力学反应功能,血流量增加,氧合血红蛋白水平升高,脱氧血红蛋白浓度降低。3
X 射线是一种电磁辐射 (EMR),光也是如此。它们的显著特征是波长极短——仅为光的 1/10,000 甚至更短。这一特性决定了 X 射线能够穿透吸收或反射普通光的材料。X 射线具有光的所有特性,但程度不同,因此极大地改变了其实际行为。例如,光被玻璃折射,因此能够被照相机、显微镜、望远镜和眼镜等仪器中的透镜聚焦。X 射线也会折射,但程度非常轻微,需要最精细的实验才能检测到这种现象。因此,聚焦 X 射线是不切实际的。可以说明 X 射线和光之间的其他相似之处,但在大多数情况下,产生的效果非常不同——尤其是它们的穿透力——因此最好将 X 射线和伽马射线与其他辐射分开考虑。下图显示了它们在电磁波谱中的位置。图 1:电磁波谱的一部分。波长以埃为单位(1A = 10 -8 厘米 = 3.937 x 10 -9 英寸)
Lin28 是癌症干细胞基因网络的关键调节因子,可促进各种肿瘤的治疗耐药性肿瘤进展。然而,目前还没有一种 Lin28 抑制剂被批准用于治疗癌症患者,这促使人们探索新型化合物作为临床试验的候选药物。在本文中,我们将计算机辅助药物设计 (CADD) 与定量生化和生物测定相结合。这些努力导致发现 Ln268 是一种候选药物,它可以阻止 Lin28 与其 RNA 底物结合并抑制 Lin28 活性。Ln268 抑制了 Lin28 介导的癌细胞增殖和球体生长。核磁共振波谱的结果证实,Ln268 扰乱了 Lin28 锌指结构域的构象,验证了 CADD 的合理药物设计。Ln268 的抑制作用依赖于癌细胞中 Lin28 蛋白的表达,突显了 Ln268 有限的脱靶效应。此外,Ln268 可与多种化疗药物协同抑制肿瘤细胞生长。总之,Ln268 是针对 Lin28 的有希望的候选药物,值得进一步研究用于癌症治疗。
超冷物质的量子态工程和光场的精确控制共同实现了对光与物质相互作用的精确测量,可用于基础物理的精密测试。最先进的激光器可在一秒钟内保持光相位相干性。光频梳将这种光相位相干性分布在电磁波谱的整个可见光和红外部分,从而可以直接可视化和测量光波纹。同时,被限制在光学晶格中的超冷原子在两个时钟状态之间具有零差分交流斯塔克位移,这使我们能够在增强时钟信号的同时最大限度地减少量子退相干。对于 87Sr,我们在 698 nm 的 ISO _ 3 Po 双禁戒时钟跃迁中实现了 >2.4 x 10 14 的共振品质因数 [1]。这款新时钟的不确定度已达到 1 x 10。16,其不稳定性接近 1 x 10。1 秒时为 1:5 [2]。这些发展代表了超冷原子、激光稳定和超快科学的显著融合。进一步的改进仍然令人着迷,量子测量和精密计量相结合,探索下一个前沿。
1.1 简介 遥感(RS),也称为地球观测,是指利用电磁辐射(光)获取有关地球表面物体或区域的信息,而无需直接接触该物体或区域。所以,遥感是人们的日常工作。阅读报纸、观察前面行驶的汽车、在课程中观察讲师讲课都是遥感活动。人眼记录这些物体反射的太阳光,大脑解读颜色、灰度和强度变化。接下来,这些数据被转换成有用的信息。然而,人眼只能看到整个电磁波谱的一小部分,即大约 400 到 700 nm。在遥感中,各种工具和设备被用于使 400 到 700 nm 范围之外的电磁辐射对人眼可见,尤其是近红外、中红外、热红外和微波。遥感技术越来越多地用于获取有关环境过程的信息,如农作物生长、土地覆盖变化、森林砍伐、植被动态、水质动态、城市发展等。本章我们简要介绍遥感技术的历史,并总结遥感技术的基本概念。1.2 遥感技术的早期发展(至 2000 年左右)1859 年,Gaspard Tournachon 乘坐气球拍摄了一张巴黎附近一个小村庄的斜视图。这张 pi
军事领域对遥感信息的需求可以追溯到古代;起初,人们从山上控制敌人及其活动,后来则从飞艇和飞机上控制。随着火箭和卫星的出现,从太空观察地面上的军事和政治活动成为可能。因此,自太空探索开始以来,已发射了数百颗卫星,使军事情报部门的监视活动得以整合。由于卫星具有多种潜力,它们现在可以协助军事领域以及其他领域 - 包括通信、气象学、海洋学、定位和预警。直到今天,许多卫星都是为政府目的而开发的,用于支持科学研究和环境监测。每天,地球都被许多遥感卫星系统星座所描绘。这些卫星由各种国际机构建造和发射,它们有自己特定的成像传感器,利用可见光、红外、微波和电磁波谱的其他部分。频率范围的选择取决于我们想要研究的内容;例如,红外范围对于研究海面图像非常有用,而城市区域图像的分析则需要使用多光谱数据。本论文的重点是主动传感器;特别是本论文基于对 SAR(合成孔径雷达)系统的分析。图像卫星利用雷达原理,利用反向散射信号的时间延迟来形成图像:这些传感器发出微波能量的短脉冲,然后记录回波,通过复杂的信号处理步骤获得可读的表面图像。SAR 图像
军事领域对遥感信息的需求可以追溯到古代;起初,人们从山上控制敌人及其活动,后来则从飞艇和飞机上控制。随着火箭和卫星的出现,从太空观察地面上的军事和政治活动成为可能。因此,自太空探索开始以来,已发射了数百颗卫星,使军事情报部门的监视活动得以整合。由于卫星具有多种潜力,它们现在可以协助军事领域以及其他领域 - 包括通信、气象学、海洋学、定位和预警。直到今天,许多卫星都是为政府目的而开发的,用于支持科学研究和环境监测。每天,地球都被许多遥感卫星系统星座所描绘。这些卫星由各种国际机构建造和发射,它们有自己特定的成像传感器,利用可见光、红外、微波和电磁波谱的其他部分。频率范围的选择取决于我们想要研究的内容;例如,红外范围对于研究海面图像非常有用,而城市区域图像的分析则需要使用多光谱数据。本论文的重点是主动传感器;特别是本论文基于对 SAR(合成孔径雷达)系统的分析。图像卫星利用雷达原理,利用反向散射信号的时间延迟来形成图像:这些传感器发出微波能量的短脉冲,然后记录回波,通过复杂的信号处理步骤获得可读的表面图像。SAR 图像
军事领域对遥感信息的需求可以追溯到古代;起初,人们从山上控制敌人及其活动,后来则从飞艇和飞机上控制。随着火箭和卫星的出现,从太空观察地面上的军事和政治活动成为可能。因此,自太空探索开始以来,已发射了数百颗卫星,使军事情报部门的监视活动得以整合。由于卫星具有多种潜力,它们现在可以协助军事领域以及其他领域 - 包括通信、气象学、海洋学、定位和预警。直到今天,许多卫星都是为政府目的而开发的,用于支持科学研究和环境监测。每天,地球都被许多遥感卫星系统星座所描绘。这些卫星由各种国际机构建造和发射,它们有自己特定的成像传感器,利用可见光、红外、微波和电磁波谱的其他部分。频率范围的选择取决于我们想要研究的内容;例如,红外范围对于研究海面图像非常有用,而城市区域图像的分析则需要使用多光谱数据。本论文的重点是主动传感器;特别是本论文基于对 SAR(合成孔径雷达)系统的分析。图像卫星利用雷达原理,利用反向散射信号的时间延迟来形成图像:这些传感器发出微波能量的短脉冲,然后记录回波,通过复杂的信号处理步骤获得可读的表面图像。SAR 图像
军事领域对遥感信息的需求可以追溯到古代;起初,人们从山上控制敌人及其活动,后来则从飞艇和飞机上控制。随着火箭和卫星的出现,从太空观察地面上的军事和政治活动成为可能。因此,自太空探索开始以来,已发射了数百颗卫星,使军事情报部门的监视活动得以整合。由于卫星具有多种潜力,它们现在可以协助军事领域以及其他领域 - 包括通信、气象学、海洋学、定位和预警。直到今天,许多卫星都是为政府目的而开发的,用于支持科学研究和环境监测。每天,地球都被许多遥感卫星系统星座所描绘。这些卫星由各种国际机构建造和发射,它们有自己特定的成像传感器,利用可见光、红外、微波和电磁波谱的其他部分。频率范围的选择取决于我们想要研究的内容;例如,红外范围对于研究海面图像非常有用,而城市区域图像的分析则需要使用多光谱数据。本论文的重点是主动传感器;特别是本论文基于对 SAR(合成孔径雷达)系统的分析。图像卫星利用雷达原理,利用反向散射信号的时间延迟来形成图像:这些传感器发出微波能量的短脉冲,然后记录回波,通过复杂的信号处理步骤获得可读的表面图像。SAR 图像