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1、課題來(lái)源與背景：生物系統(tǒng)超微弱光子發(fā)射最初是由 Gurwitsch 在20世紀(jì)20年代初描述其發(fā)現(xiàn)的洋蔥細(xì)胞間的有絲分裂輻射而提出的。一個(gè)半世紀(jì)后，“生物光子”已經(jīng)作為一個(gè)術(shù)語(yǔ)被用來(lái)描述所有生物系統(tǒng)在200-800nm的光譜范圍內(nèi)，以每秒每可達(dá)幾百光子的強(qiáng)度永久發(fā)射光子的現(xiàn)象。雖然生物光子最初是用以描述單個(gè)量子生命系統(tǒng)的連續(xù)發(fā)射，但是現(xiàn)在已經(jīng)成為一個(gè)通用術(shù)語(yǔ)。生物光子發(fā)射有時(shí)也稱(chēng)為超微弱光子發(fā)射或超微弱生物發(fā)光，通常被認(rèn)為是輻射的波長(zhǎng)從可見(jiàn)光到近紅外透過(guò)存在于細(xì)胞的電子激發(fā)態(tài)的分子引起的。發(fā)光強(qiáng)度是, ＜10-17Wcm2 ，這是比可見(jiàn)光的水平低 10－ 3～10－ 6倍，遠(yuǎn)低于生物發(fā)光強(qiáng)度，光子攜帶了代謝產(chǎn)生的活性氧相關(guān)聯(lián)的各種生理或病理狀態(tài)的生命系統(tǒng)的微觀信息。研究發(fā)現(xiàn)生物光子輻射與許多生命活動(dòng)密切相關(guān)，如DNA構(gòu)象的變化，細(xì)胞的分裂與分化以及有機(jī)物的受損病變死亡等。另一方面，生物光子輻射對(duì)外界影響有敏感的響應(yīng)，如環(huán)境溫度的變化，環(huán)境中污染物的出現(xiàn)，化學(xué)和生物制劑的注入，外界電磁場(chǎng)的施加等。
對(duì)生物超微弱發(fā)光的非線性效應(yīng)、光子計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)服從泊松分布、借助生物光子進(jìn)行的細(xì)胞間的通訊以及延遲發(fā)光不遵從指數(shù)而遵從雙曲線衰減規(guī)律均很難解釋。以德國(guó)生物物理學(xué)家 Popp 為代表的小組在理論學(xué)家 Froehilich在20世紀(jì)70年代提出的活組織里存在著構(gòu)成生物系統(tǒng)空間和時(shí)間有序性基礎(chǔ)的相干的長(zhǎng)程相互作用的概念的基礎(chǔ)上，研究了生物超微弱發(fā)光的光譜、光學(xué)透射性、光子計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)和光照誘導(dǎo)的延遲發(fā)光動(dòng)力學(xué)以及生物超微弱發(fā)光與生物體的生理和病理過(guò)程的相關(guān)性和對(duì)生物體溫度的依賴(lài)關(guān)系，提出如下假說(shuō): 一部分自發(fā)的和光誘導(dǎo)的生物超微弱發(fā)光的光子起源于生物系統(tǒng)內(nèi)一個(gè)高度相干的電磁場(chǎng)，這種由生物體內(nèi)相干電磁場(chǎng)釋放的光子叫做生物光子，而且這種相干的電磁場(chǎng)很可能是活組織內(nèi)通訊網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，這就是生物光子的相干輻射機(jī)制。
生物光子的輻射是一個(gè)復(fù)雜的生命現(xiàn)象對(duì)它的全面描述涉及多類(lèi)學(xué)科，包括生物分子學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、量子光學(xué)、熱力學(xué)、非平衡統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、信息論以及現(xiàn)代光探測(cè)理論等。隨著生物光子實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展和理論研究的發(fā)展，得到的認(rèn)可與研究也越來(lái)越多，并且被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、食品安全、環(huán)境科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域。研究了前人在這方面的實(shí)驗(yàn)及理論基礎(chǔ)，我們則從超微弱生物光子輻射發(fā)光材料研究著手，以生物光子輻射理論、相干理論、生命現(xiàn)象的激光效應(yīng)理論為基礎(chǔ)，開(kāi)始研究一種能帶有自輻射的材料能產(chǎn)生對(duì)生命體有直接相干性的，以發(fā)射200-800nm為范圍內(nèi)的微弱波長(zhǎng)為主的激光自發(fā)光晶體，通過(guò)這種晶體材料，不但要影響生命體內(nèi)的超微弱發(fā)光光子產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，還必須要產(chǎn)生有積極效應(yīng)的影響，利于生命體的健康發(fā)展。因此我們公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)對(duì)影響、干涉和有相干性的生物超微弱光子輻射發(fā)光材料的制造建立一系列完整的方案，針對(duì)該技術(shù)領(lǐng)域立項(xiàng)組建研發(fā)團(tuán)隊(duì)，利用LASER提拉法Czochralski來(lái)制造能產(chǎn)生自輻射的激光晶體，十多年來(lái)公司不斷創(chuàng)新研發(fā)，建立了自主的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
2、技術(shù)原理及性能指標(biāo)：本項(xiàng)目名為多摻稀土氧化鋁單晶體（生物光子輻射激光晶體）制備關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用，圍繞著能實(shí)際應(yīng)用的宗旨，這項(xiàng)技術(shù)是將能產(chǎn)生200-800nm輻射的各項(xiàng)元素結(jié)合起來(lái)，同時(shí)能在同一光場(chǎng)內(nèi)產(chǎn)生與生物體微弱輻射相干的效應(yīng)，與此同時(shí)，這個(gè)材料又不能帶有任何有害輻射，還要在200-800nm范圍平坦分布。設(shè)計(jì)思想根據(jù)德國(guó)華裔科學(xué)家顧樵在實(shí)驗(yàn)和理論研究的基礎(chǔ)上提出了生物體輻射的激光器模型，認(rèn)為生物系統(tǒng)和激光器都是非線性的非平衡的開(kāi)放系統(tǒng)，都具有產(chǎn)生相干輻射的激活物質(zhì)、泵浦源和諧振腔。在生物系統(tǒng)中維持生物分子處于穩(wěn)定非平衡態(tài)的能源是新陳代謝中的生化能;生物細(xì)胞相當(dāng)于一個(gè)小小的球狀諧振腔，球狀腔內(nèi)具有很高的光場(chǎng)，可以引發(fā)各種非線性效應(yīng)，產(chǎn)生非局域性相干輻射。所以要制造的晶體必須要有激光效應(yīng)中間也要有的激活物質(zhì)、泵浦源、協(xié)振腔。
3、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性：（1）、通過(guò)激光晶體技術(shù)來(lái)輻射干涉生物光子的理論本身就是一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)，許多的文獻(xiàn)和資料都研究了生命體的生物光子現(xiàn)象，通過(guò)一種生物光子材料來(lái)多幅干涉、影響生命體的研究從我們開(kāi)始了。