原理介绍： 光在与微粒的相互作用中，会将自身携带的动量传递给微粒，对微粒施加力的作用。在光镊中，处在激光中的粒子所受的力有两种：一部分是电磁场分布不均匀导致的梯度力，梯度力将微粒吸引向光阱的中心；一部分是光子与粒子相互作用导致的散射。针对不同大小的粒子，大致可以分为三类： 一、微粒的尺度远大于激光波长，可以采用几何光学近似模型，光线在微粒经过折射反射，将动量传递至微粒上； 二、微粒尺度跟激光波长相近，这种情况下可以通过电磁场麦克斯韦方程组求解； 三、微粒尺度远小于激光波长，微粒在光场中被激发为偶极子，受到偶极子与强聚焦光场的相互作用力； 相关内容： 动手调节光路，利用光镊捕捉并操控小球； 基于空间光调制器的光镊系统，通过研究不同算法从而得到加载在空间光调制器上的全息图、更加深入地研究特殊模式光束在光学微操纵中的应用、拓展光镊与其他学科交叉的应用前景以及对光场偏振态、相位、振幅的联合调制等等。 应用领域： 作为非侵入型的力学操控系统，光镊可以应用于细胞生物学、气溶胶科学、物理化学等交叉学科的基础研究，包括细胞微环境的改变、形变拉伸、微粒力学参数的测量等等。将全息光镊与图像识别结合，可以做到自动捕获粒子和分拣， 将全息光镊与光学显微镜相结合，可以量化细胞、分子的动力学特性，在细胞生物学中有巨大的研究空间； 方案介绍： 光路图：   上图为本方案全息光镊装置的光路示意图。首先激光经过扩束后，直径与空间光调制器有效区域的短边直径相等，扩束后的激光依次通过线偏振片、半波片和非偏振分光棱镜。用半波片旋转线偏光角度，使之工作在相位模式下，空间光调制器的入射角控制在在 5°以内。 经过空间光调制器反射的光经过由两个傅里叶透镜组成的缩束系统，该系统能改变光斑尺寸确保光束直径与显微物镜的入瞳直径匹配。对于外围光强较弱的高斯光束，利用此缩束系统将激光直径稍大于显微物镜入瞳直径。 经过缩束系统的激光经过 45°直角反射镜，二向色镜将激光透射进入显微物镜，同时让照明光源透过，从而使 CMOS 相机采集到样品像。空间光调制器位于第一个傅里叶透镜的焦距处，全息图与物镜入瞳是共轭像面，所以全息图经过显微物镜做傅里叶变换后在显微物镜焦平面即样品面上再现期望的光场分布。   特点： 此方案采用的开普勒式缩束系统透镜间的焦平面与样品面是共轭的，在透镜焦平面加入高通滤波器或在空间光调制器上叠加闪耀光栅后，后续光学元件按照一级像排列，从而移去零级光的影响。 加载全息图后 X-Y 位置可实时调整，快速叠加不同焦距菲涅尔相位图、闪耀光栅相位图等； 空间光调制器可供多种语言调用（labview、C、Python 等）；可编程实现不同数目、不同排列的光阱阵列；   配置标准：   序号 配置 规格 序号 配置 规格 1 激光光源 637nm 激光最大功率1w 4 显微物镜 PLN100× 油浸   NA 1.25 2 空间光调制器 1920*1080   2π 5 照明光源 波长470nm 功率760mw 3 CMOS相机 1280*1024 60FPS 6 相机筒镜 f=200mm 等系列其他配置

肿瘤靶向性磁共振成像造影剂 肿瘤靶向性磁共振成像造影剂对肿瘤细胞具有强的亲和性，能主动地改变在体内的自然分布，导向并富集至肿瘤组织或细胞内，可被肿瘤摄取，实现靶向成像，提高成像对比度和清晰度，造影效果好，用量低，毒性小。已经完成了造影剂的合成工艺和制剂研究，结构表征，毒性试验，小白鼠体内H22肝癌、艾氏腹水癌的肿瘤磁共振成像实验，小白鼠体内药物分布试验。结果表明，这类肿瘤靶向性造影剂能有效地检测肿瘤病变。属西药新药第一类。

　　针对国防、遥感、智能交通、水下勘探等领域穿透云雨雾霾等浑浊介质清晰成像难题，提供一种基于光场成像的计算成像技术。在50 m成像距离处，标准靶标常规成像最高对比度不超过0.1的情况下，实现分辨率高于512×512，对比度不低于0.6的成像效果。为国防、遥感、智能交通、水下勘探等领域环境监测、目标识别等奠定理论和技术基础。 　　本项目研究团队长期从事精密光电测试及成像理论和技术科研工作。在国防基础科研等项目支持下，深入研究了微光成像、红外可见光融合成像、相位成像、光场成像理论和方法，并基于上述理论研发了微小型成像系统样机，在地面、空中蹬不同微小型平台得到应用；与美国加州大学伯克利分校研究团队合作，解决强散射介质条件下无法清晰成像相关的技术难题。先后获得国防技术发明奖三等奖2项，授权国家发明专利20余项，发表学术论文30余篇。

项目简介 一种新型线粒体靶向性荧光成像剂可用于细胞内铜离子的检测。该成像剂微溶于水， 具有良好的脂溶性和细胞渗透性， 较低的细胞毒性的特点，它在溶液中显示浅黄色，在 590 nm 有较强的荧光发射，能进入 HepG-2 细胞显示绿色荧光成像（如图）。此外，该化 合物在溶液中能与铜离子形成 1:1 的络合物， 而导致荧光显著变化，可用于活体细胞中 在其它金属离子存在的情况下检测 Cu2+， 铜离子检测限度达到 0.01µM。 金属铜离子在 体内聚集，是产生神经退行行疾病的重

已有样品/n光谱成像分析仪是一种可以同时获取目标图像信息及光谱信息的新型光学仪器， 而光谱信息则可以直接反映物质的基本属性， 该仪器可以广泛的应用于物质成分分析、 资源调查、 水质分析、 药品安全、 食品安全等方面。 光谱成像分析仪在刑事案件侦破中具有重要的应用， 如对案发现场的血迹、 毛发、 皮屑、 衣物纤维等都可以进行分析取证， 获得犯罪分子的主要特征信息。

我国的高光谱成像技术起步较晚，但受日益增长的并十分迫切的社会、经济需求的激励，光谱成像技术及应用得到快速发展，光谱分析被用来解决物理学、化学、生物学、地质学、地球物理学、医学和其它学科中的基础问题和应用问题。技术团队完成以柱面C_T消像差专利结构和Offner结构为核心的紫外、可见光、近红外、短波红外、中波红外五型高光谱成像仪产品研发，实现宽波段覆盖、成像性能好、光谱分辨率高于国外同价位产品，竞争力高。同时积极拓展开发成像光谱仪产品的应用，已研发兼具空间成像和光谱分析能力的微细样品成像分析仪器——显微成像光谱仪，用于材料和生物应用。此外配套研制了功能强大的成像光谱数据采集与处理分析软件，提出了全并行处理机制，大大缩短光谱数据获取和光谱重建时间，较国外产品用户体验更便捷友好，便于大面积推广。 图1.短波红外成像光谱仪

利用超表面与图像传感器集成的新方案实现快照式光谱成像芯片，结合计算光谱分析原理及重建算法，研制出了可见光波段、高精度的光谱成像芯片。

项目处于研发熟化阶段。申请发明专利70余项，授权40余项（含美国专利2项），初步建立了一套自主知识产权体系。发明了多种用于检测有毒气体的聚合物气敏材料及其低毒合成方法，其中PHFA的灵敏度是美国PNNL的BSP3的3倍；提出了双端谐振型乐甫波传感器，发明了聚合物波导薄膜和叉指电极的优化制备工艺方法，与法国ENSEIRB的器件相比，将传感功能结构的灵敏度提高了12倍；发明了SAW气体传感器的温湿度补偿技术、快速解吸方法和电磁屏蔽方法。研制的手持式SAW气体传感器能对0.1mg/m3