【摘 要】
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随着激光技术的持续发展,3-8μm中红外（Mid-infrared,MIR）辐射源的应用渗透到国防技术、重型工业、医疗科学等研究领域,成为国内外科学研究的重中之重。目前中红外激光的产生技术中,利用光参量振荡（Optical Parametric Oscillation,OPO）技术实现有效频率转换的方法具有调谐波段宽、线宽窄、峰值功率髙、时间和空间相干性好、易于集成化等优点。本文开展基于硒镓钡（B
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随着激光技术的持续发展,3-8μm中红外（Mid-infrared,MIR）辐射源的应用渗透到国防技术、重型工业、医疗科学等研究领域,成为国内外科学研究的重中之重。目前中红外激光的产生技术中,利用光参量振荡（Optical Parametric Oscillation,OPO）技术实现有效频率转换的方法具有调谐波段宽、线宽窄、峰值功率髙、时间和空间相干性好、易于集成化等优点。本文开展基于硒镓钡（Ba Ga4Se7,BGSe）晶体的纳秒脉冲OPO理论和实验研究,并应用于人结肠癌细胞效应检测,具体研究内容归纳如下:1.阐述了常用中红外非线性晶体的发展现状,并与本文所用红外晶体BGSe进行对比。讨论了激光器调Q原理,Nd:YAG材料特性以及基于Nd:YAG的电光调Q技术,分析本实验使用的激光器的光路和输出特性。2.搭建基于BGSe晶体的小型电控中红外可调谐光源,实现了2.5-8.3μm的宽调谐范围,在3.8μm处的输出功率为20 m W,获得的最大能量转换效率为4.2%,光子转换效率为15.2%,波长调谐精度可达纳米量级。采用电动控制方法,对比手动调谐方式,调谐更精确、范围更宽、可重复性更高。搭建扫描式刀口法测量装置,测得两个方向的光束质量Mx~2=5.82和My~2=5.47,提高了测试效率。3.搭建光纤耦合输出的3.0-6.7μm可调谐范围的纳秒脉冲中红外光源,验证了电控中红外辐射源在人体结肠癌细胞效应检测方面的应用。研究了辐射效应对人结肠癌细胞系的增殖、生长、集落、迁移以及糖酵解代谢水平的影响。结果发现,辐照刺激主要对SW480细胞的迁移及集落水平产生影响,尤其显著抑制SW480细胞的转移能力,并发现3.6μm辐照能够明显降低结肠癌细胞SW480糖酵解代谢水平、最大糖酵解能力以及糖酵解储备能力,具有显著影响肿瘤细胞代谢重编程的潜力。
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