欢迎您，游客
您当前的位置：大会报告
大会报告
来源：彭一茱 发布时间：2021-05-14 13:25
飞秒激光电子动态调控微纳制造：模型、方法、检测与应用
姜澜
北京理工大学
北京理工大学
摘要: 超快激光脉宽短于电子-晶格弛豫时间，在晶格变化之前，其脉冲能量吸收已通过光子-电子相互作用完成了。后续的相变及加工效果，决定于超快激光与电子相互作用过程。由于超快激光脉冲宽度及其延迟时间接近甚至短于电子弛豫时间，使电子动态调控成为可能。我们提出了电子动态调控的超快激光微纳加工新方法，通过超快激光时域/空域设计与实现调控光子-电子相互作用过程及局部瞬时电子状态（电子密度、温度、激发态分布等），从而调控材料局部瞬时特性（光学和热力学特性等），进而调控材料相变等过程，实现高精度、高效率和高质量的激光微纳制造。在模型方面，建立了多尺度模型，首次能够预测飞秒激光烧蚀形状。预测了飞秒激光时/空整形能够调控电子激发/电离/复合过程、局部瞬时材料特性、相变过程和所加工的微纳结构。在实验方面，搭建了基于电子动态调控的超快激光加工实验平台，大量实验证明了新方法的有效性。在检测方面，首次实现了对超快激光加工过程中飞秒-皮秒-纳秒-毫秒-秒电子动态演化过程的多时间尺度实验观测，为新方法提供了实验证据。在应用方面，新方法获得了系列重要应用，为一些国家重大工程的顺利实施提供了关键制造支撑。
个人简介: 姜澜，北京理工大学首批讲席教授，入选长江学者特聘教授(2006)、国家首批科技领军(2013)等。长期从事飞秒激光制造研究，获批973首席(结题优秀)、杰青(结题特优)等，发表SCI论文290篇，H因子55，SCI他引6727次，作学术会议大会(plenary)或主题(keynote)报告21次，授权发明专利57项。获国家自然科学二等奖(排1，2016)、何梁何利科技创新奖(2017)、教育部技术发明一等奖(排1，2018)等。任增材制造与激光制造专项总体专家组组长等，牵头撰写增材制造与激光制造等方向国家中长期科技规划或科技部、基金委等部级五年领域规划10个。任Nature旗下Microsys.&Nanoeng.等9个期刊编委/副主编。入选美国加州大学伯克利Springer Professor (荣誉杰出教授)、美国机械工程学会(ASME)会士、美国光学学会(OSA)会士等。
激光核物理：进展与未来
谷渝秋
中国工程物理研究院激光聚变研究中心
中国工程物理研究院激光聚变研究中心
摘要: 激光核物理就是以激光为手段来研究原子核的结构和变化规律、射线束的产生、探测和分析技术,以及同核能、核技术应用有关物理问题的学科，是激光与核物理的交叉。近二十年来，随着激光技术的飞速发展，激光的峰值功率已经超过1PW并正在向10PW甚至100PW迈进。这种超短超强激光可以产生高能伽马、高能中子、高能质子等强辐射源，这些辐射源具有短脉冲、高强度的特点，是研究核物理及核技术应用的新的有力工具。本文将介绍中国工程物理研究院激光聚变研究中心在激光核物理研究方面的最新进展，这些进展包括激光中子源、等离子体对撞过程的核反应机制、激光辐射源核影像技术等。
个人简介: 谷渝秋，研究员，博士导师，主要从事激光聚变物理与诊断技术、高能量密度物理研究，现任中国工程物理研究院激光聚变研究中心副总工程师，中国工程物理研究院“双百人才”，享受国家政府特殊津贴，四川省有突出贡献专家，国家某重大专项专家组成员，曾任国家863高技术某专题物理组副组长、等离子体重点实验室副主任等职，上海交大IFSA协同创新成员，北京大学、中国科技大学、深圳技术大学兼职教授，中国物理学会高能量密度物理专业委员会委员，四川省物理学会常务理事，曾获国家科技进步一等奖1项，军队级科技进步奖一等奖1项、军队科技进步二等奖4项、军队科技进步三等奖4项，在NP、PRL、OL、APL、NF、HPLSE、MRE等国内外高影响杂志发表文章150余篇，授权发明专利10余项。High spatiotemporal resolution fluorescence imaging of biological samples in vivo
陈良怡
北京大学
北京大学
摘要: Here we will present three pieces of high-resolution fluorescence microscopy methods we invented for live sample imaging. The first one is for in vivo imaging, which is a series of fast, high-resolution, miniaturized two-photon microscope (FHIRM-TPM), which can be used to resolve single spine in freely-behaving animals and achieved volumetric or mulitplane imaging over an axial distance of 180 µm with an interplane switch time of less than 1.5 ms. Further, we engineered the headpiece for repeated mounting and dismounting, and demonstrated its robustness by recording neuronal activities from the same brain region over a time frame of several weeks.
The second method is for live cell long-term super-resolution (SR) imaging. We have developed a deconvolution algorithm for structured illumination microscopy based on Hessian matrixes (Hessian-SIM). It uses the continuity of biological structures in multiple dimensions as a priori knowledge to guide image reconstruction and attains artifact-minimized SR images with less than 10% of the photon dose used by conventional SIM while substantially outperforming current algorithms at low signal intensities. Its high sensitivity allows the use of sub-millisecond excitation pulses followed by dark recovery times to reduce photobleaching of fluorescent proteins, enabling hour-long time-lapse SR imaging in live cells.
The third technology is a dual-mode SR microscopy for highlighting molecules as well as a holistic view of related interacting organelles in live cells. It is a combination of two-dimensional Hessian-SIM with label-free three-dimensional optical diffraction tomography (ODT), term SR fluorescence-assisted diffraction computational tomography (SR-FACT). The ODT module is capable of resolving mitochondria, lipid droplets, the nuclear membrane, chromosomes, the tubular endoplasmic reticulum and lysosomes. These works demonstrate the unique capabilities of SR-FACT, which suggest its wide applicability in cell biology in general.
The second method is for live cell long-term super-resolution (SR) imaging. We have developed a deconvolution algorithm for structured illumination microscopy based on Hessian matrixes (Hessian-SIM). It uses the continuity of biological structures in multiple dimensions as a priori knowledge to guide image reconstruction and attains artifact-minimized SR images with less than 10% of the photon dose used by conventional SIM while substantially outperforming current algorithms at low signal intensities. Its high sensitivity allows the use of sub-millisecond excitation pulses followed by dark recovery times to reduce photobleaching of fluorescent proteins, enabling hour-long time-lapse SR imaging in live cells.
The third technology is a dual-mode SR microscopy for highlighting molecules as well as a holistic view of related interacting organelles in live cells. It is a combination of two-dimensional Hessian-SIM with label-free three-dimensional optical diffraction tomography (ODT), term SR fluorescence-assisted diffraction computational tomography (SR-FACT). The ODT module is capable of resolving mitochondria, lipid droplets, the nuclear membrane, chromosomes, the tubular endoplasmic reticulum and lysosomes. These works demonstrate the unique capabilities of SR-FACT, which suggest its wide applicability in cell biology in general.
个人简介: 北京大学未来技术学院博雅特聘教授，博士，博士生导师，发明了一系列的高时空分辨率生物医学成像手段，获得国家自然科学基金委医学部杰出青年基金、重大研究计划集成项目等多项资助。不仅推动了国内外许多合作者的生物医学基础研究工作，还将原创技术转化成为国内急需的高端显微镜产品，解决国内高端显微镜产品被国外厂商“卡脖子”的现状。主要发明包括：高分辨率微型化双光子显微镜，开创高分辨率在体成像领域；超灵敏海森结构光超分辨率显微镜，实现通用的活细胞超分辨率成像；活细胞荧光-无标记双模态超分辨率显微镜，揭示活细胞细胞器互作组以及找到新细胞器；提出活细胞超分辨率病理学的概念，并揭示佩梅病临床疾病表型机制以及筛选精准对症药物。工作曾入选了“2017年中国科学十大进展”，“2017年中国十大医学科技新闻”，“2017年中国生命科学十大进展”，“2018年中国光学十大进展”等奖项。