光电倍增管和半导体光电器件新应用举例

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光电倍增管的原理和应用

光电倍增管的原理和应用

光电倍增管的原理和应用1. 原理光电倍增管(Photomultiplier Tube, PMT)是一种能将光信号转化为电信号并进行放大的光电转换器件。

它由光阴极、光阴極多级倍增结构和阳極等部分组成。

光电倍增管的工作原理如下: 1. 光信号进入光电倍增管时,首先经过光阴极激发,激发后的光电子被加速电压所加速; 2. 加速后的光电子轰击光阴极,产生更多的次级光电子,这个过程称为光电子的倍增; 3. 产生的次级光电子经过一系列的倍增极间碰撞,产生更多的次级光电子,最终形成电流信号; 4. 电流信号经过阳极的收集和放大,输出为一个与光输入强度成正比的电压信号。

通过上述的工作原理,光电倍增管能够将弱光信号放大至可被检测和测量的强度,具有高增益、低噪声和较快的响应速度等特点。

2. 应用光电倍增管在各个领域都有广泛的应用,下面列举几个主要的应用领域:2.1 显微成像在显微成像领域,光电倍增管常被用于低光强下的图像增强和放大。

显微镜配备光电倍增管可以大大提升显微图像的清晰度和细节,特别是在观察透射和荧光显微图像时效果更加明显。

2.2 荧光检测在生物医学领域,光电倍增管常被用于荧光检测和荧光分析。

它可以将微弱的荧光信号转化为强电信号,用于荧光探针的测量、蛋白质表达分析、细胞标记等。

2.3 宇宙学研究在宇宙学研究中,光电倍增管常被用于光谱分析和星体测量。

它可以对来自宇宙空间的微弱光信号进行放大和测量,帮助科学家研究宇宙的结构和演化。

2.4 核物理实验在核物理实验中,光电倍增管广泛应用于粒子探测器和谱仪。

它可以将粒子或射线的能量转化为电信号,并通过倍增过程增强信号强度,用于探测和测量。

2.5 环境监测在环境监测中,光电倍增管常被用于气体检测和核辐射检测。

它可以对气体中的特定成分进行精确测量,如大气中的臭氧、氮氧化物等;同时,也可以用于监测和测量环境中的辐射强度和辐射类型。

3. 小结光电倍增管作为一种重要的光电转换器件,具有广泛的应用前景。

光电倍增管特性及应用

光电倍增管特性及应用

光电倍增管特性及应用光电倍增管(photomultiplier tube,简称PMT)是一种具有高增益和低噪声的光电探测器,广泛应用于光电传感、光谱分析、医学影像等领域。

在本文中,我将详细介绍光电倍增管的特性和应用。

光电倍增管的结构由光阴极、光学系统、电子倍增系统和采样系统组成。

当入射光通过光学系统到达光阴极时,光子会激发光阴极上的电子发射,被光阴极吸收的光子数与发射电子数成正比。

这些发射的电子经过电子倍增系统,通过二次发射和隔离电子逐级倍增,从而形成一个电荷增益的级联过程。

最后,采样系统将输出信号转化为电压脉冲形式。

光电倍增管具有以下特点:1. 高增益:光电倍增管的增益通常在10^6到10^8之间,即每一个入射光子可以产生大量的电子被乘以倍增因子。

2. 宽动态范围:光电倍增管的输出信号可以覆盖从甚微的光到极强的光,可以处理不同亮度范围的信号。

3. 快速响应:光电倍增管的时间响应通常在几纳秒到几十纳秒之间,可以满足对快速变化的光信号的需求。

4. 低噪声:光电倍增管的噪声来自于光电子发射过程和电子倍增过程中的随机性,但其噪声水平较低,可以提供较高的信噪比。

5. 可靠性:光电倍增管具有长寿命、高可靠性和较好的线性输出特性,适用于长时间连续工作。

光电倍增管在许多领域都有广泛应用:1. 光电传感:光电倍增管可以将光信号转换为电信号,用于检测和测量光的强度、波长和时间特性。

例如,在光谱仪、光度计和测光仪中,光电倍增管可以实现对光谱的高灵敏度和高分辨率的测量。

2. 时间测量:光电倍增管的快速响应特性使其在时间测量中得到广泛应用。

例如,在飞行时间质谱仪中,光电倍增管可以测量荷电粒子的到达时间,从而确定其质量和能量,广泛应用于物理、化学和生物学等领域。

3. 放射性测量:光电倍增管可用于检测和测量放射性粒子的能量和强度。

例如,在核物理实验中,光电倍增管可以用于测量射线的能量和位置,从而提供有关粒子的重要信息。

4. 医学影像:光电倍增管广泛应用于医学影像,如正电子发射断层成像(PET)和单光子发射断层成像(SPECT),用于检测和诊断疾病。

《光电倍增管》课件

《光电倍增管》课件
CT、MRI等设备中的探测器。
案例二:光电倍增管在环境监测领域的应用
总结词
光电倍增管在环境监测领域中发挥着重要作用,能够实现高精度、高灵敏度的气体和水质监测,为环境保护提供 科学依据。
详细ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ述
光电倍增管在环境监测中主要用于气体和水的分析。对于气体监测,光电倍增管可以检测空气中的有害气体和温 室气体,如二氧化碳、甲烷等。对于水质监测,光电倍增管可以检测水中的重金属离子、有机污染物等有害物质 ,为水处理和水质管理提供依据。此外,光电倍增管还可用于气象观测和遥感监测等领域。
高增益与低噪声
通过改进倍增级结构和材料,提高光电倍增管的 增益和降低噪声,从而提高探测器的信噪比和灵 敏度。
多通道并行处理
采用多通道并行处理技术,实现多个光电倍增管 同时工作,提高探测器的响应速度和测量精度。
光电倍增管的市场展望
不断增长的市场需求
随着科学技术的进步和应用领域的拓 展,光电倍增管的市场需求将持续增 长,尤其在医疗、环保、安全等领域 的应用前景广阔。
污染物等。
02 光电倍增管的结构与特性
光电倍增管的结构
光电阴极
将光信号转换为电子的过程发生在此区域,通常 使用材料如硫化锑或硒化铊。
倍增极
一系列的电子倍增器,用于放大由光电阴极产生 的电子。
阳极
收集倍增后的电子并产生最终的电流或电压输出 。
光电倍增管的特性
01
02
03
高灵敏度
能够检测到微弱的入射光 信号,通常在亚纳瓦级别 。
05 光电倍增管的典型案例分析
案例一:光电倍增管在医疗仪器中的应用
总结词
光电倍增管在医疗仪器中具有广泛的应用, 能够提高医疗设备的检测精度和灵敏度,为 医疗诊断和治疗提供有力支持。

光电倍增管基础及应用

光电倍增管基础及应用

光电倍增管基础及应用
光电倍增管,这家伙就像是光的超级侦探,专门干那种把微乎其微的光线变成我们可以读取的电信号的活儿。

想象一下,它里面是个真空的大管子,分了几步来完成这项神奇的转换:
大门敞开迎光来:最前面有个透明的窗户,光就从这里溜进去。

变身游戏开始:窗户后面有个叫光阴极的家伙,光一照上去,就像魔术一样,光粒子(光子)就变成了电子。

电子大派对:接下来是光电倍增管的重头戏,里面有一串像多米诺骨牌一样的金属片,电子一碰到第一个,就像开了挂,每个金属片都能让电子数量翻倍,一路跑下来,电子越来越多,就像滚雪球。

终点集合拿奖品:最后,这些海量的电子跑到终点——阳极,这时候,我们就通过测量这些电子形成的电流,来知道原来的光线有多强。

这玩意儿在很多高大上的地方都大显身手:
科研探险:科学家用它来捕捉宇宙中的微弱信号,探索星空的秘密,或者在实验室里研究超微小的光亮。

医疗侦探:在医院的PET扫描仪里,它能帮医生看到身体里的微妙变化,就像给身体做超精细的拍照。

环保卫士:在监测空气、水质污染时,它能发现那些不易察觉的荧光标记,告诉人们环境是否健康。

核物理界的大佬:在研究放射性物质时,它是探测微弱辐射的高手。

化学实验室的秘密武器:分析复杂的化合物时,它能捕捉到物质发出的微光,帮科学家们解密物质的构成。

现在还有个升级版叫硅光电倍增管(SiPM),更小巧、节能,还耐用,就像光电界的超级英雄,越来越受追捧。

总之,光电倍增管就是个让光线说话,帮助人类探索微观世界的超级工具。

光电倍增管应用

光电倍增管应用

光电倍增管(PMT)研究进展及应用光电倍增管技术的进展图1 滨松生产的PMT近些年得到广泛应用的MCP-PMT(Microchannel Plate Photomultiplier),金属封装PMT,多通道PMT代表了光电倍增管的最新研究进展:1.高量子效率,高灵敏度,高响应速度,探测波长向红外延伸。

某些型号PMT光谱响应范围可延伸置1200nm。

2.采用金属封装,多通道结构,提高有效光电面积。

已有的平板型PMT,其有效光电面积可达89%。

3.采用平板化、多阳极技术,可以小型化,具有二维高分辨率。

已有的10×10道阳极, 44的MCP-PMT厚度仅有14.8mm。

4.努力降低暗电流和自身噪声,减少放射性物质。

暗电流最小可达0.5nA,自身噪声可减置5cm sec。

个暗计数/25.将电子管真空技术与半导体技术,微细加工技术,电子轨道技术和周边电路技术相结合。

HPD(Hybrid Photo Detector)就是一种结合了电子管真空技术与半导体技术的复合器件。

光电转换后的电子经过电场加速,直接照射在CCD或APD上,引起“电子入射倍增效应”。

6.使用简单化,价格降低。

光电倍增管的应用领域光电倍增管的应用领域非常广泛,主要分为以下十几种:光谱学:紫外/可见/近红外分光光度计,原子吸收分光光度计,发光分光光度计,荧光分光光度计,拉曼分光光度计,其他液相或气相色谱如X光衍射仪、X光荧光分析和电子显微镜等。

质量光谱学与固体表面分析:固体表面分析,这种技术在半导体工业领域被用于半导体的检查中,如缺陷、表面分析、吸附等。

电子、离子、X射线一般采用电子倍增器或MCP来测定。

环境监测:尘埃粒子计数器,浊度计,NOX、SOX 检测。

生物技术:细胞分类计数和用于对细胞、化学物质进行解析的荧光计。

医疗应用:γ相机,正电子CT,液体闪烁计数,血液、尿液检查,用同位素、酶、荧光、化学发光、生物发光物质等标定的抗原体的定量测定。

光电倍增管的应用

光电倍增管的应用

2.荧光寿命测定 把激光作为激励光源,测定样品荧光强度的 时间变化,用来研究样品的分子结构。
十五、等离子体
1.等离子体探测 托克马克核聚变实验中的等离子电子密度、 电子温度测量系统中,使用光电倍增管用来计 测等离子中的杂质。
九、工业计测
1.厚度计
工业生产中的诸如纸张、塑料、钢材等的厚度检 测,可以通过包括放射源、光电倍增管和闪烁体的设 备来实现。对于低密度物质,比如橡胶、塑料、纸张 等,采用β射线源;诸如钢板等的高密度物质则使用γ 射线。(在电镀、蒸发控制等处,镀膜的厚度可使用 X射线荧光光度计)
2.半导体检查系统
广泛地应用于半导体芯片的缺陷检查、掩膜错位等。 芯片的缺陷检查装置中用光电倍增管检测芯片被激光照 射后,尘埃、污染、缺陷等产生的散乱光。
3.液体闪烁计数 液体闪烁计数应用于年代分析和生物化学等 领域。将含有放射性同位素物质溶于有机闪烁 体内,并置于两个光电倍增管之间,两个光电 倍增管同时检测有机闪烁体的发光。
4.临床检查 通过对血液、尿液中微量的胰岛素、激素、 残留药物及病毒等对于抗原、抗体的作用特性, 进行临床身体检查、诊断治疗效果等。光电倍 增管对被同位素、酶、荧光、化学发光、生物 发光物质等标识的抗原体的量进行化学测定。
其他:①液相或气相色谱;②X光衍射仪,X光 荧光分析;③电子显微镜
三、质量光谱学与固体表面分析
1.固体表面分析 固体表面的成分和结构,可以用极细的电子、 离子、光或X射线的束流,入射到物质表面,对 表面发出的电子、离子、X射线等进行测定来分 析。这种技术在半导体工业领域被用于半导体的 检查中,如缺陷、表面分析、吸附等。电子、离 子、X射线一般采用电子倍增器或MCP来测定。
2.空气浴计数器 宇宙线与地球大气撞击时,同大气原子发生作用, 生成二次粒子,并进一步生成三次粒子。这样地 增加下去,称作空气浴。这种空气浴产生的γ线、 契伦柯夫光,由在地面上排列成格子状的许多光 电倍增管来探测。

电子束光电器件:光电倍增管工作原理与应用研究

电子束光电器件:光电倍增管工作原理与应用研究

电子束光电器件:光电倍增管工作原理与应用研究光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)是一种常见的光电子器件,被广泛应用于高灵敏度光信号检测领域。

本文将介绍光电倍增管的工作原理以及其在科学研究、医学、环境监测等领域的应用。

光电倍增管的工作原理可以简单概括为“光电发射-倍增电子-电子放大”,下面将详细阐述每个步骤的原理。

光电发射:当入射的光子通过PMT的光阴极时,光子的能量被转化为光电子的能量。

光阴极通常由碱金属化合物(如氢化钾)制成,其材料具有较高的光电发射效率,可以将光子释放出来并转化为光电子。

倍增电子:光电子进入光电倍增管后,通过电场加速被引导到第一个倍增极板。

第一倍增极板上的电场会将光电子加速,并使其发生倍增电离,释放出多个次级电子。

这些次级电子进一步被加速并经过多个倍增过程,从而产生更多的电子。

电子放大:倍增过程中产生的电子经过倍增管中的多个倍增阶段,每个阶段中的倍增电子数目都会增加。

最终形成一个电子雨,并快速收集到收集极上,形成一个电流脉冲。

这个电流脉冲的幅度与入射光子的能量成正比,因此可以利用这个幅度信号来测量入射光子的能量。

光电倍增管具有高增益、高灵敏度和宽动态范围的特点,因此在许多领域都有广泛的应用。

在科学研究中,光电倍增管常用于光学实验中的光谱分析、荧光检测以及高能物理实验等领域。

其高增益特性可以帮助科学家探测非常微弱的光信号,从而实现更精确的实验结果。

在医学领域,光电倍增管被广泛应用于核医学、放射性同位素检测等方面。

例如,在放射性同位素治疗中,光电倍增管可以用于测量放射性同位素的衰变,评估治疗效果。

同时,光电倍增管还可以用于生物荧光显微镜中,帮助研究人员观察细胞和微生物的活动。

在环境监测方面,光电倍增管的高灵敏度特性使其成为大气污染监测中的重要工具。

通过测量大气中的微小光子信号,光电倍增管可以帮助监测空气中的颗粒物浓度以及其他污染物的含量,从而提供环境保护决策的参考数据。

光电效应原理的应用实例

光电效应原理的应用实例

光电效应原理的应用实例1. 光电效应原理简介光电效应指的是光照射到金属物质上时,会使其释放出电子的现象。

该现象在20世纪初被发现,并为之后的量子力学研究奠定了基础。

光电效应的原理是,光子通过与金属原子相互作用,将一部分能量传递给电子,使其能够克服金属的束缚力而离开表面。

光电效应具有很多应用实例,以下将介绍其中几个常见的应用领域。

2. 光电效应在太阳能电池中的应用太阳能电池是一种将阳光转换为电能的装置,其核心原理就是光电效应。

太阳能电池板上覆盖了一层光敏材料,如硅或硒化铟等,当光照射到上面时,光能被转化为电能。

光敏材料的作用是吸收光子并释放出电子,形成一个电子流。

这个电子流经过导线并连接到外部电路后,就可以为我们提供电能。

太阳能电池的优点是可再生、环保,并可在没有电源供应的地方使用。

因此,它被广泛应用于一些没有电网的地区,比如山区、荒漠地带以及海上钻井平台等。

3. 光电效应在光电管中的应用光电管是一种光电效应的应用装置,主要用于光信号的放大和探测。

它由一个真空灯泡、阴、阳极等组成。

当光照射到光电管的阴极时,光电效应发生,电子被释放并加速向阳极运动,产生一个电子流。

这个电子流经过阳极后,会产生一个电压信号,用于探测光信号或放大电信号。

光电管广泛应用于光电测量、图像传感和通信等领域。

在科学实验中,光电管也常用于测量光的强度、频率和能量等参数。

4. 光电效应在光电二极管中的应用光电二极管是一种利用光电效应工作的半导体器件。

它结构简单,由一个特殊材料的p-n结组成。

当有光照射到光电二极管的p-n结时,光电效应发生,电子从n型区运动到p型区,产生一个电流。

这个电流可以被用来探测光信号或作为开关进行电路的控制。

光电二极管广泛应用于光电传感器、摄像头、光电开关和光电式液晶显示器等设备中。

在光通信领域,光电二极管也是一种常用的光信号接收器件。

5. 光电效应在光电倍增管中的应用光电倍增管是一种利用光电效应放大光信号的装置。

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光电倍增管(PMT)研究进展及应用——记2004年北京HAMAMATSU技术交流会前言“2004年北京HAMAMATSU技术交流会”于2004年10月27日~2004年10月29日在浙江杭州召开的。

北京HAMAMATSU技术交流会是由北京滨松光子技术有限公司承办的技术交流活动,每年举办一次,邀请各个科研机构和生产单位的专家和技术人员参加,主要介绍滨松公司的产品和研究进展,解答用户的技术问题,交流讨论光电器件在科研和生产中的应用问题。

我代表西安交通大学生物医学与分子光子学研究室和西安天隆科技有限公司有幸参加了这次交流活动。

HAMAMATSU(滨松)是总部设在日本的一家主要生产光器件的跨国公司。

它在亚洲、欧洲和北美设有七家分支机构。

日本滨松下设四个生产部门:电子管事业部,主要生产以光电倍增管为主的各种真空探测器,真空光源等相关仪器设备。

半导体事业部,主要生产以光电二极管为主的各种半导体光电器件。

系统事业部,主要生产以滨松公司自产器件为中心的各种分析和测量仪器,应用在半导体芯片,生物工程和医疗等各种领域。

激光器事业部,主要生产科研和产业用的大功率半导体激光器。

北京滨松光子技术有限公司是1988年由中国核工业总公司北京核仪器厂与日本滨松光子学株式会社共同投资成立的。

在2004年交流会中来自日本滨松总部、电子管事业部、半导体事业部的五位专家做了五场专题报告,分别是大冢副社长做的“HPK(滨松)与光产业的现状和未来”,夸田敏一先生做的“PMT新产品介绍”,久米英浩先生做的“PMT应用技术产品及应用领域”,伊藤先生做的“半导体光检测新产品介绍”和石原繁树做的“光源产品介绍”。

会议过程中还穿插有技术交流活动,为来自各个科研院所和生产单位的技术人员提供了一个交流的平台。

光电倍增管技术的进展图1 滨松生产的PMT近些年得到广泛应用的MCP-PMT(Microchannel Plate Photomultiplier),金属封装PMT,多通道PMT代表了光电倍增管的最新研究进展:1.高量子效率,高灵敏度,高响应速度,探测波长向红外延伸。

某些型号PMT光谱响应范围可延伸置1200nm。

2.采用金属封装,多通道结构,提高有效光电面积。

已有的平板型PMT,其有效光电面积可达89%。

3.采用平板化、多阳极技术,可以小型化,具有二维高分辨率。

已有的10×10道阳极,Φ44的MCP-PMT厚度仅有14.8mm。

4.努力降低暗电流和自身噪声,减少放射性物质。

暗电流最小可达0.5nA,自身噪声可减置5cm sec。

个暗计数/25.将电子管真空技术与半导体技术,微细加工技术,电子轨道技术和周边电路技术相结合。

HPD(Hybrid Photo Detector)就是一种结合了电子管真空技术与半导体技术的复合器件。

光电转换后的电子经过电场加速,直接照射在CCD或APD上,引起“电子入射倍增效应”。

6.使用简单化,价格降低。

光电倍增管的应用领域光电倍增管的应用领域非常广泛,主要分为以下十几种:光谱学:紫外/可见/近红外分光光度计,原子吸收分光光度计,发光分光光度计,荧光分光光度计,拉曼分光光度计,其他液相或气相色谱如X光衍射仪、X光荧光分析和电子显微镜等。

质量光谱学与固体表面分析:固体表面分析,这种技术在半导体工业领域被用于半导体的检查中,如缺陷、表面分析、吸附等。

电子、离子、X射线一般采用电子倍增器或MCP来测定。

环境监测:尘埃粒子计数器,浊度计,NOX、SOX 检测。

生物技术:细胞分类计数和用于对细胞、化学物质进行解析的荧光计。

医疗应用:γ相机,正电子CT,液体闪烁计数,血液、尿液检查,用同位素、酶、荧光、化学发光、生物发光物质等标定的抗原体的定量测定。

其他如X光时间计,用以保证胶片得到准确的曝光量。

射线测定:低水平的α射线,β射线和γ射线的检测。

资源调查:石油测井,用于判断油井周围的地层类型及密度。

工业计测:厚度计,半导体检查系统。

摄影印刷:彩色扫描,把彩色分解成三原色(红、绿、兰)和黑色,作为图象数据读出。

高能物理——加速器实验:辐射计数器,TOF计数器,契伦柯夫计数器,热量计。

中微子、正电子衰变实验,宇宙线检测:中微子实验,空气浴计数器,天体X线探测,恒星及星际尘埃散乱光的测定激光:激光雷达,荧光寿命测定。

等离子体:等离子体探测,使用光电倍增管用来计测等离子中的杂质光电倍增管和半导体光电器件新应用举例一、滨松生产的高通量(high-throughput)PET系统图2 PET系统外观图3 PET扫描图像显示了许多疾病的早期征兆作为一种全身检查工具,PET正逐渐用于癌症、心脏病,甚至痴呆的早期普查和诊断。

滨松把它掌握的光子学技术,和达到最新技术发展水平的PMT应用在PET上,极大推进了PET的发展,使它灵敏度更高,响应速度更快。

滨松已经开始用自己生产的PET为公司员工做定期的健康检查,取得了显著效果。

二、利用半导体激光的植物栽培技术,图4 红色LD和蓝色LED照射下的植物工厂用有限的土地生产更多的粮食——新型植物工厂。

滨松的研究人员凭借他们在光学方面的专长发现了一种提高粮食产量的新方法。

过去的研究发现,红色激光可以显著刺激水稻的生长,但事实上,它刺激的只是秸秆的生长,因而实际上减少了水稻的产量。

经过大量的实验,他们发现蓝光可以刺激开花并使稻穗饱满。

通过合理结合红色激光和蓝光可以既提高水稻生长速度又增加产量。

三、植物生长的光子分析技术图5 15O水被西红柿植株吸收的过程想要准确了解在植物体中到底发生了什么是非常困难的,但是滨松的“平板正电子发射成像(Planar Positron Emission Imaging)”技术使实时观察植物新陈代谢和化学物质的移动成为可能。

这项技术在农业科学方面有非常广泛的应用前景。

四、跟踪“电子发光”优化IC设计图6 通过记录光子发射观察电子轨迹现在的集成电路技术可以在很小的硅片上集成数以百万计的晶体管,但是如何确定电路是否工作一切正常成了新的问题。

一种全新的方法是跟踪电子的“发光轨迹”,如果能捕获到电子通过晶体管时发出的数个光子,就能十分精确地评估电子线路的工作状态。

但是这需要专门的超高灵敏度的光探测器,它不仅能进行单光子计数,还能确定光子在平面上的确切位置,而且时间响应在1110−秒以内。

采用这项技术,IC制造商可以在设计初期发现隐藏的问题,改进产品设计。

五、宇宙射线探测图7 Super-Kamiokanden内部的PMT阵列位于日本神冈的Super-Kamiokande(其前身为 Kamiokande),原是为了测量质子衰变所建造的实验装置,不过至今尚未测量到衰变的实例,可是其设计同样相当适合用来观测中微子。

身处地底一千公尺深的神冈矿山下,注入了50000吨纯水的超大水缸,其内层布满了11200颗光电倍增管(PMT, Photomultiplier Tubes)。

当中微子与水中的电子发生电子散射(ES, Electron Scattering)时,中微子的能量便会传给电子或经反应制造出的μ子,而这些带电粒子因为其行进速度超过光在水中的速度,使得它们会在行进方向幅射出一锥状的电磁波,也就是所谓的Cerenkov 光锥,而这些光锥就会在表面的探测器上留下一圈圈的讯号。

Super-Kamiokande 于1998所发表的论文之中,首度凭借测量大气层中微子的比例而间接验证了中微子振荡的效应,并给出大气层中微子的质量平方差。

荣获2002诺贝尔物理奖的东京大学教授小柴昌俊便是因为领导此实验而获此殊荣。

六、三维人体测量系统图8三维人体曲线扫描系统及控制软件截图滨松生产的人体曲线扫描系统,基于激光扫描器,可以进行全身高精度非接触式测量,测量范围2 m (H) x 0.6 m (D) x 1 m (W),精度达到+/- 0.5%,测量时间6~11秒。

这套系统可以应用于服装工业,医疗行业和运动制品行业。

七、癌症诊断治疗新技术,按分子分离癌细胞和正常细胞图9 肺部癌组织近红外激励的拉曼光谱当激光照射在一种材料上时就会发生拉曼散射效应;光线是散射的,其中一小部分散射光发生能量损失,转换为分子的振动能,分子的振动频率是特有的,通过分析这些散射光,就能获悉材料的结构和化学组成特征。

2002年日本东京大学研究生院理学系教授浜口宏夫等人组成的研究小组与日本庆应大学、日本滨松公司使用拉曼散射光谱技术,对癌细胞和正常细胞成功进行了分子分离。

实验中使用的是浜口等人开发的被称为“时空分解拉曼散射光谱技术”,将波长为1064nm的近红外激光用作光源。

尽管此次是利用由生物活体上切除下来的肺癌样品对拉曼散射光的光谱进行了观测,但如果开发出像光纤内窥镜那样的装置的话,就能够以数百nm的空间分辨率实时地观测癌细胞,有望用于对癌症的早期发现和治疗等。

过去由于没有能够检测近红外光光谱的设备,因此一般情况下都是使用可见光作为光源,而此时产生的萤光由于比拉曼散射光要强,因此难以检测出光谱。

此次,浜口等人与滨松光电共同开发出了能够检测近红外拉曼散射光光谱的检测设备。

通过将该设备配备于时空分解拉曼散射光谱技术的系统上,就能够利用拉曼散射光谱技术精确区分出癌细胞和正常细胞的不同的生物分子结构。

另外,试验证明还能够区分出不同癌症的分子结构差异。

时空分解拉曼光谱技术能够对由空间和时间所导致的拉曼散射光光谱变化进行分析。

因此可根据患部的位置,检测出不同的光谱。

进行癌症切除手术时,还能够一边确认癌细胞的范围,一边进行切除。

为了应用于实际诊断,今后必须收集各种癌细胞及正常细胞的拉曼散射光光谱,以便将其作为基本数据来构筑数据库。

另外还必须开发能够根据数据库,来分析光谱对应于哪种癌细胞,以及癌细胞和正常细胞各占多大的比例的应用软件及诊断系统等。

相关链接:日本滨松光子学株式会社:/北京滨松光子技术有限公司:/(生命学院 李炜)。

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