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关键词： 弥散张量成像   精神分裂症   扣带束  

摘要： 目的 探讨磁共振弥散张量成像（diffusion tensor imaging,DTI）检查精神分裂患者扣带束的特征。方法选取2020年10月-2023年5月医院住院的26例精神分裂症患者为观察组，同时选取医院筛选的20例健康人群为对照组。两组对象均进行头颅核磁常规MRI、DTI检查，比较两组患者的DTI结果。结果 对照组26例患者共52条扣带回纤维束中有32条能正常到达胼胝体嘴部；观察组20例患者共40条扣带回纤维束中有9条能到达扣带回嘴部；两组患者扣带回纤维束到达胼胝体嘴部情况比较，观察组患者扣带回纤维束到达胼胝体嘴部数量低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；观察组患者左侧、右侧扣带回纤维束到达胼胝体嘴部数量均低于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论 DTI显示精神分裂患者扣带束影像学异常。

关键词： 表面等离激元   表面增强拉曼散射   光栅   三维  

摘要： 表面增强拉曼散射（SERS）作为一种强大的检测和分析技术,具有高灵敏、特异性和无损检测的特点,被广泛应用于环境检测、食品安全、疾病检测等领域。SERS可以显著增强探针分子的拉曼信号,能够在痕量甚至单分子水平上实现检测。拉曼信号的增强机制目前主要有两种:电磁增强机制（EM）和化学增强机制（CM）。其中电磁增强机制被普遍认为是SERS的主要贡献者。电磁增强机制主要归因于贵金属表面的局域等离激元共振（LSPR）效应,在LSPR效应的作用下,贵金属表面产生强“热点”区域。当检测分子处于该区域内,其拉曼信号会被放大,进而实现检测。因此“热点”的调控一直是SERS研究领域的研究重点。“热点”调控主要是通过控制金属纳米结构的大小、形状等实现对SERS增强效果的精确控制。在“热点”的调控策略中三维（3D）纳米结构被认为是一种高效的调控策略,这主要是由于三维纳米结构具有大的比表面积,能够提高金属纳米结构的密度,提供更高密度和更多维度的“热点”,有效增强入射光与待测分子之间的相互作用。 本文设计并研究了具有多级结构的SERS基底,旨在提高其比表面积以增强拉曼信号。利用旋涂翻模法制备柔性纳米薄膜作为SERS基底的光栅模板,随后通过热蒸镀法、化学还原法或水热法的结合,制备出均匀且稳定的金属纳米结构,构建出具有高效光利用率和较大比表面积的三维基底。通过这一系列的操作,成功调控了“热点”的密度和强度,实现了SERS信号的增强和调控。具体研究如下: 1.聚二甲基硅氧烷/光栅/氧化铜纳米线/银纳米颗粒（PDMS/grating/Cu O NWs/Ag NPs）多级结构SERS增强特性研究。为了解决多相复杂检测体系中痕量检测的难题,本文通过在微米级光栅结构中引入纳米级氧化铜纳米线（Cu O NWs）和银纳米颗粒（Ag NPs）,成功构建了具有纳米线结构的光栅微腔,这种结构不仅显著增大了表面积,还形成了高密度的“热点”,从而显著增强了SERS效应。利用FDTD模拟方法,我们深入探究了PDMS/grating/Cu O NWs/Ag NPs多级结构基底中光栅与纳米线结构的电场分布特性。研究发现,光栅的引入为基底上方的空间构筑了一个有效的电场,而Cu O NWs不仅为Ag NPs提供了丰富的附着位点,还促使Ag NPs间的热点区域在三维空间内均匀分布。这种电场分布使得PDMS/grating/Cu O NWs/Ag NPs多级结构基底展现出卓越的SERS性能。此外,Cu O NWs增加了基底表面的粗糙度,使得该基底还展现出优异的疏水性能,使其在油水混合溶液中能够实现定向检测,为污水环境中的分子检测提供了新的解决方案。 2.聚二甲基硅氧烷/光栅/四氧化三锡纳米晶体/银纳米颗粒（PDMS/grating/Sn3O4NCs/Ag NPs）多级结构SERS增强特性研究。为了进一步探究光栅结构的优势,我们采用与第一个工作相同的制备方法,即通过在光盘（CD-R）表面旋涂PDMS胶体,得到表面具有光栅结构的PDMS薄膜。随后,我们利用水热法合成了Sn3O4NCs,并通过热蒸镀技术,在纳米晶体表面沉积了Ag NPs,成功制备出PDMS/grating/Sn3O4NCs/Ag NPs三维基底。该基底在酒精溶液中展现出了对低浓度(<10-9M)罗丹明6G（R6G）分子的快速检测能力。进一步验证了该基底对结晶紫（CV）分子的检测能力,最低检测到的浓度小于10-8M,这一结果再次证明了PDMS/grating/Sn3O4NCs/Ag NPs基底的高灵敏度和优异的SERS性能。更重要的是,该基底还能够有效检测抗生素诺氟沙星（norfloxacin）分子,最低检测浓度达到10-9M,这进一步展现了其在药物检测领域的广阔应用前景。

关键词： 水下无线光通信   斜程海洋湍流   波结构函数   准直高斯涡旋光束   多相位屏法   传输特性  

摘要： 随着水下激光通信、激光成像等技术和军事领域中空天地海一体化应用的兴起,对水下无线光通信(Underwater Wireless Optical Communication,UWOC)系统提出了更高的要求。利用涡旋光束作为通信载体可以有效提高信道的容量,但涡旋光束在海洋湍流斜程路径中传输时受到海水折射率随机起伏以及海水密度分层等因素的影响,使得接收端光信号的振幅及相位发生改变,严重影响了 UWOC的通信质量。本文针对海洋湍流上行链路中光波特征参量(Characteristic Parameters of Optical Wave,CPOW)及涡旋光束的传输特性进行研究,主要工作内容如下: (1)基于Rytov近似,推导了平面波(Plane Wave,PL)和球面波(Spherical Wave,SP)经海洋湍流上行链路传输的CPOW解析表达式,包括波结构函数、空间相干长度及Fried参数,通过对比波结构函数原始积分公式和解析表达式的数值仿真结果,验证了波结构函数解析表达式的正确性,研究了天顶角、风速和海洋湍流等参数对CPOW的影响。 (2)以Li的斜程海洋湍流折射率功率谱模型为基础,分别采用功率谱反演法和次谐波补偿法构建海洋湍流随机相位屏及补偿低频信息,利用推导的海洋湍流上行传输链路中相位结构函数验证随机相位屏的正确性;采用多相位屏法搭建了准直高斯涡旋光束(Collimated Gaussian Vortex Beam,CGVB)经海洋湍流上行传输链路的传输模型。仿真并分析了天顶角、传输距离、风速和海洋湍流参数对CGVB经海洋湍流上行链路传输特性的影响。 研究发现:平面波和球面波在海洋湍流上行传输链路中的波结构函数在惯性子区仍然符合Kolmogorov谱的三分之五定律,并且空间相干长度和Fried参数依然满足2.1倍关系;当采用功率谱反演法生成和次谐波补偿法补偿相位屏时,补偿阶数为7,下一次谐波采样区间数为4,设置6次谐波时,构建的海洋湍流随机相位屏能够更加精确地表示海洋湍流的统计特性;在海洋湍流上行传输链路中,若依据理想情况下设海洋湍流外尺度为无穷大,会高估湍流对涡旋光束的影响;在CGVB海洋湍流上行传输链路中应尽量选择大天顶角和小海洋湍流外尺度的传输链路,以避免海洋湍流对CGVB产生较大影响。本文的研究结果可以为海洋湍流斜程路径中激光通信和激光成像等应用提供一定的理论依据。