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麻省理工研制非接触式激光超声,实现非接触式医学成像

2023-09-26 11:26:24  来源:搜狐    

  近日,麻省理工学院林肯实验室的研究人员与麻省总医院(Massachusetts General Hospital, MGH)超声研究与转化中心(Center for Ultrasound Research and Translation, CURT)的合作者共同开发了一种新型医学成像设备:非接触式激光超声(Noncontact laser ultrasound,NCLUS)。据悉,这种基于激光的超声系统可提供人体内部特征的图像,如器官、脂肪、肌肉、肌腱和血管。该系统还能测量骨强度,并有可能追踪疾病的不同阶段。

  搭载激光诱导分光镜仪器的印度月球车进入休眠模式

  9月3日,印度空间研究组织称,印度月球车已完成了在月球表面行走并进入睡眠模式,其收集的数据已通过着陆器传输到地球。由于搭载了激光诱导分光镜仪器,该月球车证实了月球表面存在硫、铝、铁、钙、铬、钛、锰、氧和硅等元素,并展示了月球表面和近地表在不同深度的温度变化。目前,印度月球车已进入睡眠模式,由于此次印度登月任务所搭载的电子设备设计可能无法承受极低温度,而月球上夜间的温度低于120摄氏度,并且月球上的一夜大约相当于地球上的14天,因此该月球车可能无法再继续执行任务。

  我国首次采用白激光实现瀑布夜光工程

  近日,矩阵陈列的新一代“九紫光”国产白激光光源,在国家4A级景区、落差高达428.5米的白水仙瀑首次被点亮。夜幕下彩光变换,平日里气势磅礴的白水寨大瀑布尽显优美朦胧,宛若仙气环绕的人间至境,为游客带来了一场极致的视觉盛宴。白水仙瀑是全国范围内首次采用白激光在户外山体实现瀑布夜光工程的景区,该举措为振兴乡村文化、促进文旅消费增添了浓厚的色彩。

  近日,为了提高美国国家航空航天局(NASA)的空间通信能力,NASA计划于2023年向空间站发送一项名为“集成LCRD低地球轨道用户调制解调器和放大器终端(ILLUMA-T)”的技术演示。ILLUMA-T和2021年12月启动的激光通信中继演示(LCRD)将共同完成NASA的第一个双向端到端激光中继系统。美国国家航空航天局的相关人员表示:“基于红外激光通信系统,可实现更高效率、更灵活地从近地、月球和太空获取数据。”

  激光诱导固氮

  固氮(N2)技术对于氮肥料相关的化学研发、工业生产都具有重要意义。然而,传统依赖于Haber-Bosch(H-B)工艺的固氮方法要求高温(400-500 °C)和高压(100-200 bar)的工艺条件,导致了大量的能源消耗和二氧化碳排放,因此开发新型的固氮技术已成为学术界和产业界的研发重点。

  近日,美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的Markus Antonietti教授团队在Nature Communications期刊发表了题为“Laser-induced nitrogen fixation”的文章,该研究展示了一种基于激光诱导的先进固氮方法(Laser-induced nitrogen fixation, LINF),其能实现高于现有工艺两个数量级以上的氨产率,并且具有显著的节能优势;此外还可以在室温下用激光刺激氮化锂水解,实现产生氢氧化锂和氨气。研究结果表明:在200 °C时,氨产率高达40.3 µmol·s−1·cm−2。在未来,随着激光技术和设备的不断优化,LINF技术也将在化学品研发和工业生产中带来更多的实际应用机会。

  激光纳米打印实现像素密度超2.5万像素/英寸的三维非线性全息图

  基于非线性光学过程,可实现不同电磁频率(例如可见光、红外和太赫兹波段)之间的通信。然而,如何在三维空间中精确调制非线性光波,仍然是相关研究发展的重大挑战之一,该技术瓶颈严重限制了高容量光存储、多功能信息处理等技术的发展。

  近日,南京大学、中山大学、香港大学和阿肯色大学的研究人员在Nature Communications期刊发表了题为“Laser nanoprinting of 3D nonlinear holograms beyond 25000 pixels-per-inch for inter-wavelength-band information processing”的文章。该研究利用飞秒激光直写技术,在铌酸锂晶体中制备了三维纳米级分辨率非线性全息图,该全息图具有跨波长间隔处理光学信息的能力。在该实验设计中,每个超级像素由适当排列的纳米畴结构组成,能够完全动态地操纵非线性波的相位和振幅,对于给定的χ(2)-超像素全息图,可以通过改变输入波长、光偏振或晶体温度来动态调谐非线性输出。此外,非线性全息图中的像素直径为500 nm,像素密度(Pixels per inch, PPI)约为2.5万像素/英寸。该研究结果为大容量、高转换效率、高保真度三维非线性全息图的研发提供了参考。

  红外光谱激光扫描共聚焦显微技术助力实现全玻片化学成像

  无标记化学成像技术作为光学显微技术的重要补充,由于具备高灵敏度、无损等优势,因此其能够在不干扰细胞功能的前提下对单个细胞内不同化学成分分布以及细胞的体积、质量进行量化。为了进一步突破该领域的技术瓶颈,研究者们已结合人工智能技术对其进行优化,拓展了其在化学、生物医学等领域的应用前景,然而,红外化学成像技术仍存在数据采集速率低、采集数据质量不足等缺点。

  近日,来自美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员提出了一种高通量、低噪声、高空间分辨率的化学成像技术。通过对共聚焦激光扫描显微镜系统进行设计,研究在中红外光谱范围内很好地校正了三阶光学像差,能够高速实现不同放大条件下的全波片无斑点、高分辨率成像,获得的数据还具有高信噪比特点。研究结果为生物学、临床医学等领域的发展提供了参考。该成果以“Infrared spectroscopic laser scanning confocal microscopy for whole-slide chemical imaging”为题发表在了Nature Communications期刊。

原标题:麻省理工实现非接触式激光超声成像

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