DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 5. 熊果苷的安全性问题 近年来，美白类化妆品中由于熊果苷引发的安全性事件屡屡发生，业界开始对熊果苷的毒性和副作用提出质疑。 5.1. 熊果苷及其代谢物的潜在危害 2016年，日本报道了五起化妆品中熊果苷引起的接触性皮炎案例 [ 38 ] ，所有患者的面部(主要是面颊、眼睑和前额)出现红斑，两例伴有红肿。2017年，Oiso [ 39 ] 也认为5%的熊果苷单品及其3%的水溶液可能会引起过敏性皮炎。国内的学者也开始关注熊果苷的细胞毒性，发现熊果苷抑制了黑素细胞的生长，提示其具有一定的细胞毒性 [ 34 ]。吴品茹 [ 6 ] 也报道过当熊果苷浓度超过250 μg/mL时可破坏体外培养的B16小鼠黑素瘤细胞的增殖功能，抑制细胞的生长，其机制可能与直接破坏细胞膜的完整性有关。 欧盟消费者安全科学委员会(Scientific Committee On Consumer Safety， SCCS)认为α-熊果苷在面霜中的添加量不超过2%和在体乳中不超过0.5% [ 40 ] 、β-熊果苷在面霜中不超过7% (氢醌低于0.0001%)是安全的 [ 41 ]。国内郭静 [ 35 ] 通过豚鼠皮肤涂抹试验认为β-熊果苷浓度在10%以下是安全的，可以适用于临床。张凤兰 [ 42 ] 等采用Ames试验和哺乳动物细胞染色体畸变试验未发现α-熊果苷、β-熊果苷、脱氧熊果苷有致突变性和致畸性，但Michael [ 43 ] 发现在仓鼠V79细胞遗传毒性试验中，本不诱导基因突变的熊果苷在加入细枝真杆菌或吉氏类杆菌后具有强致突变性，这一结果显示可能存在其他伴生物或作用途径导致熊果苷发生分解而产生毒性。 2011年，国家食品药品监督管理局报道“东洋の花美白水润面贴膜”(上海东洋之花化妆品有限公司委托江苏东洋之花化妆品股份有限公司生产，批号为FBFI14)被检出禁用物质氢醌，因其原料中含有β-熊果苷、在储存过程中释放出氢醌。后续研究发现β-熊果苷在环境温度高于50℃、强酸强碱、存在β-葡萄糖苷酶或者人表皮微生物等条件下均可分解产生氢醌 [ 42 ]。 SCCS认为熊果苷本身是安全的，在化妆品使用过程中产生毒性乃为代谢物氢醌所致。熊果苷为氢醌衍生物，而氢醌是以一种传统且快速的皮肤美白剂，其作用是通过凝结酪氨酸酶中的关键氨基酸，使酶失去活性，从而阻止皮肤黑色素的生成。氢醌在浓度0.8%时，对酪氨酸酶的抑制率就达到93.4%，当浓度1.5%时抑制率几乎达到100% [ 27 ]。氢醌在酪氨酸酶的作用下被氧化成有毒性的半醌物质，使黑素细胞的胞膜脂质发生氧化，导致细胞膜结构破坏，引起细胞死亡。在小鼠胚胎干细胞分化中还发现氢醌抑制了黑素细胞的分化及增殖。外用表现为刺激反应，引起皮肤红斑、脱屑、瘙痒、刺痛、过敏，甚至引起皮肤永久性损害，具有致癌的可能。2017年版《欧盟化妆品规程》禁止氢醌应用于驻留性非药物化妆品中。 5.2. 熊果苷制剂的稳定性问题 艾克蕙 [ 44 ] 等利用红外光谱测得美白祛斑霜中的β-熊果苷可在室温条件下避光保存约两年半不变质。温度不会导致α-熊果苷转化为氢醌，但须避开强酸强碱环境及紫外线照射 [ 45 ]。刘有停 [ 46 ] 采用高效液相色谱法(HPLC)探究化妆品基质原料对α-熊果苷稳定性的影响，研究发现α-熊果苷在吐温80 (Tween 80)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AE09)和丙三醇以及金属离子的溶液中稳定性较好，均未分解成氢醌；在尼泊金甲酯溶液中的稳定性差，转化为氢醌的质量浓度达到4.45%。台湾静宜大学课题组 [ 47 ] 发现脱氧熊果苷在水溶液中对光热敏感，很快分解为氢醌；在无水乳液中相对稳定，能延缓其在25℃和45℃下的分解速度 [ 48 ] ；该课题组进一步探究发现 [ 49 ] 在水溶液中光照2 h后脱氧熊果苷仅剩余8.5%，3 h后完全分解，这一特殊性极大地限制了脱氧熊果苷在化妆品中的应用范围。 张凤兰 [ 42 ] 等对从17个健康人皮肤分离到的36株细菌(来自6个属、14个种)分析发现，有20株菌(分别属于13个种)可将α/β-熊果苷代谢为氢醌，但未发现能将脱氧熊果苷转化为氢醌的细菌。由于氢醌是合成熊果苷的原料之一，又因其不稳定性，熊果苷和氢醌的转换存在可能。由于其致癌性，氢醌不允许在化妆品中被检出。此外，化妆品中熊果苷的检测方法近年来也取得了一定进展，主要手段包括傅立叶红外光谱法、溶出伏安法和高效液相色谱法等。
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user: 6. 熊果苷的市场现状 目前市面上安全有效、结构明确的美白护肤功能因子并不多，真正的美白作用机理尚不明确。而熊果苷作为一种具有特征性和代表性的化妆品功能成分，除了美白作用外，还兼有抗氧化、治疗尿路感染、膀胱炎、肾结石等多种生理活性 [ 50 ] ，具有广阔的市场应用价值。 如表1所示，目前市场上价格最高的是α-熊果苷，单价为4000~8000元/千克，主要是因为其人工合成非常困难，其次是其美白功效及安全性优于β-熊果苷，稳定性最强，耐高温，易水溶，广泛应用于水、乳、霜制剂化妆品中。最容易获得的是β-熊果苷，单价不到1000元/千克，市售美白护肤品中虽未明确说明熊果苷的种类，但从实验材料的来源分析也多为β-熊果苷 [ 45 ]。尽管脱氧熊果苷美白效果最好，但它在水溶液中对光和热不稳定，只能做成厚重的乳霜类产品，单价为3000~4000元/千克，目前市面上产品还较少。 随着对熊果苷的细胞毒性越来越深入的了解，很多化妆品企业下架了含有熊果苷成分的护肤品，例如日本DHC、资生堂等不再生产α-熊果苷美白系列产品，但仍有一些品牌坚持认为熊果苷是相对安全的。2015年，韩国MIJIN COSMETIC公司仍推出含有熊果苷成分的美白产品进入我国(国妆备进字J20149429)，美国ASDM以5% α-熊果苷和8% β-熊果苷含量主打强效美白功效身体乳广受消费者欢迎。国内市场仍有大量以熊果苷作为主要美白因子的化妆品，例如热门国产品牌薇诺娜推出的熊果苷系列产品(国产备案：国妆特字G20150159)，佰草集美白亮颜系列(国产备案：国妆特字G20151434)等，并未详细标明熊果苷的种类及其含量，中国台湾品牌宠爱之名也推出α-熊果苷复配的美白精华液，通过与芦荟、七叶树、甘草酸铵三种抗炎剂复配的形式降低皮肤敏感发炎的可能性。 Table 1 Comprehensive comparison of different arbutin propertie 名称 水溶性 稳定性 制备方法 售价/(元∙千克 −1 ) 备注 α-熊果苷 溶于水 耐高温， 不耐强酸强碱、紫外线 生物转化 4000~8000 抑制黑色素生成的效果比β-熊果苷要强10倍；安全性较高；但来源途径较窄，价格较高 β-熊果苷 溶于热水 50 ℃以上会分解 天然提取 生物转换 人工合成 800~1000 来源较广；价格最低； 美白效价较低； 安全性较差 脱氧熊果苷 水溶性好 水溶液中 极易分解，常存在于油溶性体系 人工合成 3000~4000 抑制黑色素效果是氢醌的10倍，α-熊果苷的38.5倍，β-熊果苷的350倍；不易分解为氢醌；但水溶液中极不稳定，剂型受限 表1. 不同种类熊果苷的综合性能比较
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user: 7. 安全高效美白功能因子的研发展望 目前，对于熊果苷美白机制的阐释，认为是通过抑制酪氨酸酶活性和影响相关基因的表达共同实现的。虽然有研究发现熊果苷能降低黑素细胞内α-MSH水平，但α-MSH的受体MC-R等参与对黑色素合成过程需进一步探究说明。有研究 [ 51 ] 表明，50 μmol/L的辣椒素与熊果苷同时使用可增强B16小鼠黑素瘤细胞内的酪氨酸酶活性，加速黑色素的合成，作用机制不详。需进一步研究探明熊果苷对黑色素合成通路中下游基因表达的调控作用。 以熊果苷为先导化合物、寻找更为安全高效的美白功能因子是十分有意义的。如孙竞阳 [ 52 ] 等发现22种熊果苷类似物对酪氨酸酶活性均有抑制作用，酚羟基在邻、间、对位上时活性相差不大，有些国家逐渐批准这一类物质作为新型美白因子，如我国已批准间苯二酚及其部分衍生物加入到化妆品中。例如，宝洁有含苯乙基间苯二酚成分的化妆品专利组合，欧莱雅集团更是早已推出含此类此成分的美白产品，倩碧美白精华系列的主要成分为二甲氧基甲苯基-4-丙基间苯二酚，它们或许将成为熊果苷的升级换代品 [ 50 ]。 采用纳米化技术进行熊果苷的剂型改造是一条颇具前景的应用思路。有研究报道微胶粒技术包裹后的熊果苷，在降低其潜在细胞毒性的同时能更好地抑制黑色素生成 [ 53 ] ，日本AMPLEUR品牌利用纳米胶囊化技术包埋熊果苷推出了新型护肤产品。吴培城 [ 54 ] 等初步探究了逆向蒸发法制备熊果苷脂质体的功效。Ayumi通过壳聚糖(CS)和三聚磷酸钠(TPP)以离子交联法制备含有α-和β-熊果苷的壳聚糖纳米粒子(CS-TPP-NPs)，不仅提高了其稳定性，与单体相比还具有更高的皮肤渗透率及更优的美白效果 [ 55 ]。熊果苷产品改良的思路也可应用于更多美白功能因子的开发中，以期推动整个美白化妆品领域的技术进步。笔者课题组的前期研究也发现，以芫根阴离子多糖为包材，以竹叶黄酮为芯材，通过ε-聚赖氨酸阳离子桥聚合而成的竹叶黄酮纳米粒子的美白效果十分显著 [ 56 ] [ 57 ] [ 58 ]。而科研工作者在天然产物的研究、开发和应用过程中，在关注其优良效应的同时不能忽视其毒理学研究，应权衡其对人体可能造成的影响，以避免不良反应的发生。
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user: 摘 要 旨在了解海产品墨鱼干表面白斑的微生物区系，并从中分离耐盐的微生物资源。以市售表面带白斑的墨鱼干为样品，利用含5% NaCl牛肉膏蛋白胨平板分离纯化出一株耐盐细菌NYJ2，检测了菌株的菌落和细胞形态特征、部分生理生化特性，进行16S rDNA部分序列测序和系统发育分析。结果表明从白斑分离出一种枝芽胞杆菌，在含0.5%~15% NaCl的牛肉膏蛋白胨培养液中可生长，最适1%~10% NaCl，是中度嗜盐菌；生长酸碱度范围是pH 5~8；生长温度范围是10℃~46℃，最适25℃~42℃；可利用10℃以下低温，或者用0.05%乳酸链球菌素抑制菌株NYJ2的生长繁殖。 关键词 :墨鱼干，中度嗜盐菌，枝芽胞杆菌，生长特性 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 墨鱼干是新鲜墨鱼经过剖割、除内脏、洗涤、出晒、整形、罨蒸发花和包装等工序制成的墨鱼制品。在超市销售的袋装或散装墨鱼干表面都常见有白色斑块。通常认为白斑形成是罨蒸发花工序的结果，它使七成干的鱼肉内部水分向外扩张，体内甜菜碱等氮素化合物析出干燥而成白粉状附着物 [ 1 ] 。令人感兴趣的是白斑的形态与微生物菌群形成的生物膜非常相似，因而在开展大学生创新开放实验时，对市售墨鱼干白斑中的耐盐细菌进行了分离鉴定研究。曾经从墨鱼干产品的表面白斑中分离到中度耐盐细菌——栖盐菌属细菌(Salinicola sp. NYJ01) [ 2 ] 。本研究从表面白斑中分离纯化出另一株中度耐盐菌株NYJ2，检测了该菌株的细胞形态学、部分生理生化指标，并进行了16S rDNA测序和系统发育分析，以及生长繁殖抑制性试验。研究结果有助于人们了解墨鱼干产品表面菌群的分布情况，为墨鱼干产品的质量控制提供参考。
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user: 2. 材料与方法 2.1. 材料与仪器 实验采样：市售袋装墨鱼干，表面有白斑；牛肉膏蛋白胨培养基(含5% NaCl)：牛肉膏3 g、蛋白胨10 g、NaCl 50 g、去离子水1000 mL，pH 7.2~7.4，115℃灭菌30 min。 磁珠法细菌基因组DNA抽提试剂盒，Taq DNA多聚酶(含Taq DNA Polymerase、10× PCR Buffer和MgCl 2 )，细菌通用引物27F和1492R，dNTPs Mixture Solution：生工生物工程(上海)股份有限公司；稳压稳流电泳仪(SCR-600A，中国上海康华生化仪器制造厂)； PCR扩增仪(Eppendorf AG 22331 Hamburg，德国Eppendorf AG公司)；倒置荧光显微镜(Leica DMi8，德国Leica 公司)。 2.2. 试验方法 2.2.1. 耐盐菌的分离纯化 取袋装的墨鱼干一片，用无菌手术刀刮取表面白斑碎屑约1 g，转接到牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)中，于25℃恒温振荡箱中150 r/min培养24 h，富集培养耐盐细菌；适度稀释菌悬液，涂布于牛肉膏蛋白胨培养基平板(5% NaCl)，28℃恒温箱中倒置培养48 h；继续用接种环挑取单菌落划线分离纯化，得到耐盐细菌NYJ2。 2.2.2. 菌株NYJ2的形态学检测 挑取牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)中NYJ2培养物制作细菌涂片，石炭酸复红染料染色后，使用倒置荧光显微镜观察菌体细胞形态。 2.2.3. 耐盐度测定试验 用牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)中25℃恒温150 r/min振荡培养24 h的NYJ2培养物，按1%接种量(V/V)接种于100 ml含NaCl浓度(W/V)为0%、0.5%、1%、2%、3%、5%、8%、10%、12%、15%、20%、25%、30%和32%的牛肉膏蛋白胨培养液，25℃恒温150 r/min振荡培养24~72 h，观察培养物的浊度以衡量菌体细胞的生长状况，评判菌体细胞的生长耐盐性。 2.2.4. 生长温度范围试验 用牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)中25℃恒温150 r/min振荡培养24 h的NYJ2培养物，按1%接种量(V/V)接种于100 ml牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)中，分别在10℃、25℃、37℃、42℃、46℃和55℃恒温150 r/min振荡培养24~72 h，观察培养物的浊度以衡量菌体细胞的生长状况，评判菌体细胞的生长温度适应性。 2.2.5. 生长pH范围试验 用NaOH(或HCl)试剂调整牛肉膏蛋白胨液体培养液(含5% NaCl)的pH值。将新鲜NYJ2培养物按1%接种量(V/V)接种于100 ml pH值为4、5、6、7、8、9的牛肉膏蛋白胨培养液中，25℃恒温150 r/min振荡培养24~72 h，观察培养物的浊度以衡量菌体细胞的生长状况，评判菌体细胞的生长pH适应性。 2.2.6. 16S rDNA序列分析 移取菌株NYJ2的牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)培养物，离心(10，000×g， 10 min)收集菌体细胞。用磁珠法细菌DNA抽提试剂盒提取基因组DNA，以1.0%琼脂糖电泳检测所提取的基因组DNA质量。以合适的PCR反应体系和反应条件 [ 2 ] ，用通用引物27F和1429R扩增得到菌株16S rDNA 的PCR产物，经琼脂糖电泳检测质量后，委托生工生物工程(上海)股份有限公司双向测序。测定的16S rDNA序列拼接后，在GenBank中用blastN程序搜索比对相似序列。并将序列提交到GenBank中。 利用LPSN数据库检索枝芽胞杆菌属(Virgibacillus)和芽胞杆菌属(Bacillus)的菌种名和模式菌株，查找到部分菌株的16S rDNA序列在Genbank中的登录号，用于菌株NYJ2的系统发育分析。选择建树用枝芽胞杆菌的特征是：1) 分离自中国的盐湖海洋等自然环境；2) 分离自传统发酵食品基质；或3) 在含0%~20%的NaCl盐度下能生长的耐盐菌。分析菌株NYJ2的系统发育地位时，首先运用ClustalW 1.8.3程序将所选模式菌株与待测菌株NYJ2的16S rDNA序列进行多序列比对；其次运用分子进化遗传分析软件MEGA 7.0.26构建N-J系统发育树。系统发育树的可靠性检测的自举值设定为1000次，以枯草芽胞杆菌做外群。 2.2.7. 对食品防腐添加剂抗性试验 参照国家标准 [ 3 ] 规定在水产或肉制品中容许使用的防腐添加剂的种类及其最大容许剂量，防腐添加剂选用食品级的山梨酸钠、苯甲酸钠、脱氢乙酸钠、双乙酸钠、焦亚硫酸钠和乳酸链球菌素。在100 ml牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)中分别添加前述食品防腐添加剂至最大溶剂容许量和对倍稀释剂量，移取牛肉膏蛋白胨培养液(含5% NaCl)培养的NYJ2的新鲜培养物，按1%接种量(V/V)接种后，25℃恒温150 r/min振荡培养24~72 h，观察培养物的浊度以衡量菌体细胞的生长状况，检测防腐添加剂对菌株NYJ2最小抑制浓度。
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user: 4. 结论 从市售墨鱼干表面白斑分离纯化出一株耐盐细菌NYJ2。通过细胞形态特征、部分生理生化特性、16S rDNA测序和系统发育分析表明它是一种枝芽胞杆菌(Virgibacillus sp. NYJ2)，是一种中度嗜盐菌，在含0.5%~15% NaCl的牛肉膏蛋白胨培养液中可生长，最适1%~10% NaCl；生长酸碱度范围是pH 5~8；生长温度范围是10℃~46℃，最适25℃~42℃；可利用10℃以下低温，或者用0.05%乳酸链球菌素抑制其生长繁殖。
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user: 摘 要 近年来，光子晶体光纤由于自身灵活多变的结构而具有很多传统光纤无法比拟的奇异特性，其在各领域的应用已经引起广泛关注。本文首先对光子晶体光纤的概念、分类和原理作了简要介绍，回顾了国内外光子晶体光纤的发展，介绍了光子晶体光纤的理论分析方法、制备工艺和相关参数及特性，讨论了几种不同材料及结构制成的光子晶体光纤的特点，对光子晶体光纤在激光、传感和通信等领域的应用以及我们的研发成果进行了介绍。最后，对光子晶体光纤进一步的发展和研究进行了展望。 关键词 :光子晶体光纤，光子晶体，多孔光纤，光子带隙，光纤激光器 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 光纤技术是二十世纪最主要的技术成果之一。上世纪60年代，高锟博士小组首先提出用石英来传输信号的建议，1970年康宁公司成功地研制出了传输损耗为20 dB/km的石英光纤。之后光纤技术快速发展，在通信系统、传感器、光纤激光器、医疗设备和光学器件等诸多领域中都具有重要的应用。几十年来，光纤技术无论在哪个应用领域，从最开始的石英光纤到磷酸盐、硼酸盐、硫化物和氟化物乃至塑料等光纤的发展，光纤的原理和结构并没有改变——均是基于光内全反射理论和采用纤芯和包层的结构。随着科技的发展，对传统光纤的要求越来越高。例如，人们对互联网速度的要求越来越高。为了满足这一需求，光纤通信系统开始向更高传输速率、更远传输距离和更大容量的方向发展。因此，要求传统光纤中消除色散和降低损耗，但传统光纤受其结构、材料和制造工艺等因素的限制，性能的提升非常缓慢。另外，在高功率光纤激光器的发展中，单模输出功率的提高是其发展的关键。近年来随着包层抽运、光束整形和抽运耦合等技术的发展，输出功率迅速提高。2004年，Jeong等人采用掺镱双包层光纤首次实现了单根光纤千瓦量级的激光输出 [ 1 ] 。2010年，又实现了单根光纤10 kW近衍射极限的激光输出 [ 2 ] 。尽管光纤激光器的输出功率提高得很快，但是由于受光纤的非线性效应、光损伤及热损伤等物理机制的限制，欲更大幅度地提高单个激光器的功率已经相当困难。因此，具有大模场的光纤是解决光纤激光器功率提升的一种有效途径 [ 3 ] 。由于光纤的非线性效应与光纤的模场面积成反比 [ 4 ] ，模场面积越大非线性效应越弱，非线性功率阈值越高。然而，如果要求高光束质量的激光输出，须使光纤单模运转。而传统的单模光纤由于难以制作较小的数值孔径或者为达到较强的束光能力，纤芯的直径一般较小，大模场的单模光纤较难实现。基于以上原因，人们在不断地探索新型光纤，期盼着能克服传统光纤的不足。在这种情况下，光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber， PCF)作为一种特殊的新型光纤应运而生 [ 5 ] 。 光子晶体光纤是近几十年来光纤传感、光纤通信及光纤激光器等领域的重大发明之一，并快速地应用到多个领域。相对于传统光纤，PCF具有许多奇异的特性，如无截止波长的单模传输特性 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] ，色散可调特性 [ 10 ] ，高双折射特性 [ 11 ] [ 12 ] ，有效模面积可控特性 [ 4 ] [ 13 ] ，光子禁带效应 [ 14 ] 等。这些新奇的特性，为光学与光电子器件的设计提供了新的机会，并展示了许多新的功能。例如，利用PCF可制作全光开关 [ 15 ] 、光波长转换器 [ 16 ] 、色散补偿器及全光2R再生器 [ 17 ] 等多种器件，并被期望广泛用于通信、生物、空间成像、医药、环境、军事、印刷、制造业等科技领域。 目前，国外研究PCF比较著名的机构有英国的Bath大学、南安普顿大学和Blaze Photonics公司、丹麦的NKT公司和日本的NTT实验室等。国内的燕山大学、天津理工大学、北京交通大学、上海光机所、清华大学、南开大学等也较早地展开了对PCF的研究工作。随着PCF理论研究的深入和制作工艺的完善，PCF的应用领域得到了不断的拓展，并推动了PCF的实用化进程。现在，PCF的制作技术已经得到很大的提高，人们已经能拉制出各种复杂结构的PCF，并且一些不同用途的PCF产品已经被推出。虽然这些PCF产品的价格较贵，还无法普遍应用，但随着科学技术的不断发展和研究的逐渐深入，低成本且具有优良性能的PCF必定会被广泛应用。
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user: 2. 光子晶体光纤简介 20世纪80年代末出现了一种新型的光波导材料——光子晶体，他是一种由人工制成的电介质结构，使具有不同折射率的介质周期性排列，形成了光子晶体(Photonic Crystal， PC)。类似于半导体和绝缘体中存在的电子禁带，在某些材料中也可以制成在一定范围内特定方向上或全部方向上禁止光传播的材料。由于其具有光子带隙(Photonic Band Gap， PBG)特性，我们也称之为光子带隙材料，或称光子晶体PBG材料。PC最初被Yablonovitch [ 18 ] 和John [ 19 ] 于1987年分别单独提出。PC是根据传统晶体类比而来的，但与传统晶体比，在周期性尺寸、性质和制备方法等方面又有区别。PC按折射率周期性变化的空间维度可分为一维、二维和三维PC，如图1所示，分别对应了1-D，2-D和3-D的PC结构。1992年，英国Bath大学的Russell第一次提出光子晶体光纤(PCF)的概念 [ 20 ] 。在PCF的中心处引入缺陷，如在包层中添加按周期排列的空气孔，改变PCF的周期结构，则有缺陷的地方便成了PCF的纤芯，光在其中传播而不能进入PC包层，这就是PCF。 图1. 三种光子晶体结构 PCF也被称为微结构光纤或多孔光纤，是一种具有特殊结构的光纤。其纤芯周围周期性排布着波长量级的气孔，入射光被限制在纤芯中并沿着纤芯传播。PCF可按不同的特点和传光机理分类。例如，按形状可分为三角形、六边形、八边形、正方形和混合型等；按照材料可分为石英玻璃PCF，到后来的碲酸盐玻璃、硫化物玻璃、肖特玻璃和塑料光纤等；按照光纤的特性可分为大模场面积光子晶体光纤、高非线性PCF、高双折射PCF、色散补偿PCF和超低损耗PCF等；按照模式数量可分为单模PCF和多模PCF。而以上的分类都只是按照PCF的某一个显著特点来分类的，不足以解释PCF到底是什么。所以，还是从最根本的传光机理来分类是最科学的：带隙型光子晶体光纤(Photonic Bandgap PCF， PBG-PCF)和折射率引导型光子晶体光纤(Total Internal Reflection PCF， TIR-PCF)，如图2所示。 PBG-PCF的原理为光子禁带，由于该种光纤的纤芯一般采用空气孔，纤芯的折射率n core 低于包层的折射率n cladding ，所以不像传统光纤一样满足全反射机理，而其包层具有周期排列的空气孔结构，并且该结构要求空气孔的半径长度、空气孔的间距和空气孔的排列十分严格，这种特殊的排列方式形成布拉格衍射效应，致使频率位于带隙内的光被限制在纤芯中传播，无法在包层中传播而泄露出去，达到导光的目的。第二种TIR-PCF的导光原理与传统光纤一样，利用内全反射原理传光，但区别在于PCF的包层材料与纤芯材料一般相同，纤芯为实心，而包层上有规则或随机排列的空气孔，使包层的有效折射率n cladding 低于纤芯的折射率n core 。 图2. 两种类型PCF
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user: 3. 国内外光子晶体光纤的发展简介 第一根光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber， PCF)于1996年诞生 [ 5 ] ，由英国南安普顿大学的Knight和Birks等人制作出来。1997年，Birks等人发现这根光纤具有无截止单模传输特性 [ 6 ] 。1998年，第一根带隙型PCF问世，端面如图3(a)所示，Knight等对其进行了分析，发现入射光由于光子带隙效应被限制在较低折射率的纤芯里进行传播 [ 21 ] 。1999年，Cregan等拉制出了第一根在空气中传光的带隙型光纤，如图3(b)所示，其包层气孔呈现出密集而有序的周期性，具有能够实现光子带隙效应的结构，处于频率缺陷态的光子被束缚在中心大气孔也就是缺陷态处进行传播 [ 22 ] 。此后，随着光子晶体光纤的研究和制备工艺的日益改善，人们也对两种PCF的结构和特性有了更多的了解，在相继发现它们的其它特性的同时，也在逐渐降低两种PCF的损耗。2000年，英国Bath大学的Ortigosa-Blanch等成功研制了第一根髙双折射PCF [ 23 ] ，波长1550 nm处的双折射值为3.7 × 10 −3 ，拍长为0.41 mm。同年，贝尔实验室的Ranka等人第一次报道了PCF中的反常色散特性 [ 24 ] 。2003年，Russell [ 25 ] 与Knight [ 26 ] 分别于《Science》和《Nature》发表了关于PCF的综述性文章，象征着PCF制作工艺的成熟化，新结构的研发获得了巨大的进步，同时人们对PCF的损耗和其它特性的研究更加细致和深入，获得了迅速的进步。2004年，Tajima等制备出了1310 nm和1550 nm处损耗分别为0.37 dB/km和0.71 dB/km的折射率引导型PCF [ 27 ] 。2005年，丹麦技术大学的Nielsen等报道了在1550 nm处损耗为0.48 dB/km的折射率引导型PCF。这一年，Bath大学的Roberts等将带隙光纤的最低损耗降到了1.2 dB/km。近来，科研人员不再限制于研究单一的基质-气孔周期排列的PCF，也对一些新型的PCF更加关注。例如，填充液晶、液体、金属、掺杂稀土和特殊空气孔排列等结构的PCF。2008年，Schmidt等设计了一种晶格呈三角排布且具有并行金属纳米线的PCF，对熔融状态的金属加压，使其进入到石英材质的空心管中，其在亚波长尺度成像、液晶装置、极化玻璃、电化学等诸多应用领域具有巨大的潜在价值 [ 28 ] 。2009年，Vogel等报道了一种大模场面积的单模PCF，该光纤由19个掺镱纤芯组成，并产生了自相干，为大模场高亮度掺稀土PCF激光器提供新了的技术途径 [ 29 ] 。2010年，Buczynski等人用铅铋镓硅玻璃制成的PCF成功地获得了从近红外到中红外(700~2500 nm)的超连续谱 [ 30 ] 。2015年，Belli等人设计了一种填充氢气的PCF，得到了从真空紫外124 nm到红外1200 nm的超连续谱，该光纤在紫外波段的转换效率达到5% [ 31 ] 。2017年，De等人报道了具有高双折射(10 −2 量级)、低损耗(1.55 μm处为10.2 dB/m)和具有色散位移特性的无复杂包层的十边形PCF [ 32 ] 。PCF从诞生之日起发展迅猛，直到今日，PCF在理论、性能和应用探索等方面均获得了重大进展，加快了其实用化的步伐。 图3. (a) 第一根光子带隙光子晶体光纤；(b) 第一根在空气中传光的带隙光子晶体光纤；(c) 清华大学制备的光子晶体光纤；(d) 燕山大学拉制的光子晶体光纤 从上世纪末第一根PCF的诞生至今，中国科研人员在PCF的模拟、制备、测量、特性和应用等方面也做了大量的研究和贡献。燕山大学较早地开展了PCF的研究工作。2001年，侯蓝田、李曙光等人首次提出了研制无序光子局域化和光子晶体相结合的新型传能光纤的设想 [ 33 ] 。2002年，燕山大学红外光纤与传感研究所在侯蓝田的领导下，在中国率先拉制出了第一根集成式PCF。2003年，清华大学的倪屹等采用毛细玻璃管拼接并拉丝的方法试制成功PCF (如图3(c))，该光纤在633 nm以上波段为单模传输，而且芯区面积比常规单模光纤大了一个量级 [ 34 ] 。同年，国内很多大学和科研机构开始对PCF的色散特性、模式、产生超连续谱和相关应用等作了报道 [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] 。2005年至今，国内更多的科研人员加入了PCF的研究队伍，不仅对PCF的非线性、各特性的模拟与分析、器件制备、各领域的应用等方面做了大量的研究，还在不断探索着新型结构和新型材料的PCF，这促使我国PCF技术的迅速发展。2007年，刘兆伦和侯蓝田等设计了一种第一层为椭圆空气孔缺陷的宽带色散平坦PCF。结果表明，改进的PCF的色散曲线可以在很宽的波长范围内保持色散平坦并具有较低的色散值 [ 39 ] 。2009年，燕山大学的陈月娥等报道了国内自行研制和制备的以高功率光子晶体光纤激光器为目标的Yb 3+ 掺杂双包层PCF (端面如图3(d))，并公开了相关制备流程、工艺和关键技术 [ 40 ] 。2012年，Du等设计了一种高双折射的金属填充型PCF，经过对金丝直径及气孔尺寸等几何结构参数的优化，最终获得了一种能够在两个通讯窗口进行偏振滤波的PCF [ 41 ] 。2013年，Xue等设计了一种填充液体且涂覆金属层的PCF [ 42 ] ，可以很好地实现在通讯窗口的偏振滤波作用。同年，天津理工大学的曹晔等人提出了一种新型的微结构纤芯的PCF，在纤芯中引入10个呈矩形排列的小圆空气孔，该光纤在波长1.55 μm处双折射最大值可达3.45 × 10 −2 ，限制损耗最低为2.88 × 10 −9 dB/m。2014年，燕山大学陈月娥等设计了一种集成型多芯PCF，通过对比显示，集成多芯PCF能实现高功率、高光束质量的激光输出，为制作高功率光纤激光器提供了新的解决方案 [ 43 ] 。2015年，南开大学的吴宵宵等制备出了一种石墨烯包层结构的高双折射PCF，并获得了高达0.13的双折射率，限制损耗低于10 −6 dB/km [ 44 ] 。近年中国科学院上海光学精密机械研究所也提出了稀土离子掺杂的软玻璃全固态光纤概念，避免了空气孔带来的缺陷，使得全光纤激光器成为可能，并使得PCF与传统光纤容易焊接，降低了连接损耗。 总之，PCF灵活多变的结构及其优异的特性决定着它在光源器件、通讯、国防科技等许多领域有着重要的应用价值。
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user: 5. 光子晶体光纤的理论分析方法 如上所述，与传统光纤的设计不同，PCF是一种全新的波导，其特性与光纤内部灵活多变的复杂结构息息相关，如果想获得具有一定特性的光子晶体光纤，首先要设计这些空气孔的位置、大小、间距及占空比等波长量级的特征参数，再根据电磁场理论研究方法对其结果分析，但正是由于其自身的结构复杂性，使得这样操作比较困难。所以，为了精确地对其分析和计算，以便快速地获得目标特性的PCF，一般先采用数值研究的方法来模拟计算。数值研究方法主要有时域有限差分法、有限元法、光束传播法等通用性强和结果可靠的数值方法，以及有效折射率法、多极法、平面波展开法等针对性强的数值方法。 时域有限差分法(FDTD)是在Yee氏网格空间中，将带有时间变化的麦克斯韦方程转变为有限差分的形式，网格上的电磁场分量只与其相连网格上的电磁场分量有关。此法可直接模拟电磁波的传播及电磁波与物体的相互作用过程，简单直接，易于编程，并且可减少计算量，但不太适用于晶格结构复杂的PCF的计算。 有限元法(FD)是以有限元原理为基础而产生的数值研究方法，即将研究区域网格化，然后取得对应的插值函数，使得研究域转化为一定数目的单元格子，然后利用边界条件解决研究问题，所以研究的准确度与格子的数目相关，但格子数目过多会导致计算量的大幅提升。此法从部分到整体，极大地简化了分析过程，并且合理的划分网格数目与边界条件结合，能够解决大部分电磁场中的研究问题，也能提高计算速度，广泛地吸引了各国研究者们的注意。 光束传播法(BPM)是在给定初始场的前提下，逐步地计算出各个传播截面上的场分量，最初是以快速傅里叶变换，对标量波动方程进行计算，获得标量场，但不能分辨出场的不同偏振以及场之间的耦合。后来Yevick等提出了有限差分光束传播法，将波导截面分成很多格子，用差分方程表示每个格子的场，带入边界条件，就得到整个横截面的场分布，不断重复上述步骤，即可得到整个波导的场分布。 有效折射率法将PCF的包层等效为单一材料，与纤芯的折射率不同，此法可将复杂的问题简单化，并可使用常规光纤的研究方法来对PCF研究。此种方法计算简便，易被理解，但不能精确地预测色散、偏振等模式特性。 平面波展开法是利用线性叠加的平面波代替所要研究的电磁场，根据对其处理获得所需的本征方程，通过求解本征方程可以取得研究区域电磁场的整体分布情况，进而获得禁带范围。此法精确度很大程度上取决于平面波叠加式中的项数，但过多的项数会大幅提高计算量。 多极法以傅里叶–贝塞尔函数为基础，利用该函数展开的模场和合理的边界条件，再联立独立空气孔对应的函数，即可取得电磁波的传播常数。此法只适用于圆空气孔的PCF的计算，能够获得复数形式的传播常数，其实部和虚部能够分别用来研究限制损耗和色散特性，如果气孔数较少，此法速度很快，且准确性也很高。 利用上述方法编写的分析PCF的仿真软件很多，例如CUDOS、BeamPROP、COMSOL等仿真应用软件。CUDOS仿真软件是悉尼大学利用多极法编写的，在该软件中，可通过编程给出光纤结构、材料的折射率和入射波长等参数，计算出基模场、基模等效折射率等；BeamPROP是由Rsoft公司开发的，不仅能仿真出PCF中传播的基模和高阶模，也能给出传播方向上光的传输和耦合情况。如图7所示，是利用BeamPROP软件模拟的单芯六角石英PCF的基模模场和折射率分布的端面图。COMSOL仿真软件由中仿科技公司开发，该软件利用有限元法对PCF的传输特性进行仿真。
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user: 6. 光子晶体光纤的制备方法 光纤制备方法的发展进步是影响PCF实用化的基础，从光子晶体光纤的诞生开始，人们就在不断地改进和发明制备PCF的新方法，寻求操作简单的PCF制备方法。较为常见的方法有堆积法、挤压法 [ 50 ] 、溶凝胶制造法 [ 51 ] 、模具铸造法、钻孔法等。下面就对这几种方法进行介绍。 图7. (a) PCF端面的基模模场分布；(b) PCF端面的折射率分布 图8. (a) 堆积法制备的预制棒；(b) 钻孔法制备的预制棒端面 堆积法较为简单，世界上第一根PCF就是利用手工堆积毛细管完成的 [ 5 ] 。堆积法也是现阶段制备PCF的最主要和常用的方法。其制作可分为三个步骤：第一步，根据性能要求设计光纤结构、毛细管的数量和尺寸等；第二步，用光纤拉丝塔将石英管和石英棒拉制成具有精确外径的毛细管和细棒，把这些毛细管按合适的长度截断，按照预先设计的形状排列，并用特殊的粘合剂将它们固定，用准备好的棒或管并替换其中的一根或几根毛细管作为纤芯，然后放到一根粗的石英管内，制成预制棒，如图8(a) [ 52 ] ；第三步，将PCF预制棒放到光纤拉丝塔上，设置好参数进行拉丝。 挤压法与堆积法类似，也是根据预制棒的制作方法命名的。首先根据PCF的结构，设计相应的模具，然后将要制作光纤的基质材料加热到熔融状态，灌入模具中，在高温高压下，将熔融的玻璃或塑料通过模具挤压出PCF预制棒。挤压法已成功应用到制作PCF中 [ 53 ] 。 溶胶–凝胶法最早由美国OFS公司提出，其方法如下：首先根据PCF性能制作铸造模型，内有一系列金属棒，再填充高pH值纳米尺寸的硅胶颗粒；随pH值降低发生从溶胶到凝胶的变化；在凝胶过程中，抽走金属棒，则在凝胶体内留下圆柱形的空气孔；用热化学方法处理凝胶体以消除水蒸气、有机物和金属污染；在约1600℃的温度下，将干燥的多孔凝胶体烧结成粘性玻璃，最后送入拉丝塔拉制成光纤。 模具铸造法的制作过程也较为简单，早在2001年时，Choi等就通过浇铸法制备出按六方排列3层的聚合物PCF [ 54 ] 。通常是先根据设计的PCF的结构制作模具，然后将加热至熔融态的背景材料注入模具中，等到冷却定型后，将模具拆掉获得PCF预制棒，最后将预制棒送入拉丝塔中进行拉丝 [ 55 ] 。燕山大学的周桂耀等在2006年报道了一种无间隙孔的玻璃光纤制造新模具铸造方法，此方法不但可有效地阻止高温时PCF包层孔形变，也提供了一种无间隙孔PCF的制作方法且适宜于大批量的生产 [ 56 ] 。 钻孔法也是一种制备预制棒较为直接的方法。该方法一般与超声波技术结合，使打孔时钻头对玻璃摩擦力和挤压力较小。首先是设计PCF的结构，然后编程输入机床的控制系统，之后在机床上对准备好的圆柱形背景材料进行打孔来获得预制棒。2005年南安普顿大学的Feng等人用钻孔法制作了SF6玻璃的PCF预制棒 [ 57 ] 。图8(b)为使用钻孔法制得的预制棒。 制备PCF的方法很多，但对于不同背景材料的PCF，其预制棒的制作方式也不相同，且各有优缺点，如表1所示。 Table 1 Preparation methods of PC 方法名称 优点 缺点 堆积法 大部分背景材料都适用，预制棒制作简单，传统拉丝设备就可满足要求，无需其它特殊设备 无法制备大空芯或复杂结构PCF，预制棒的制作时间长，无法满足大规模、标准化生产 挤压法 可反复利用模具，适合大规模生产 不同结构PCF需要不同的模具，只限于软化温度低的背景材料，不适用于制备结构复杂、空芯较小的PCF 溶胶-凝胶法 原材料成本低，尺寸精确，光纤损耗较低 工序复杂，实现难度大 模具铸造法 模具可反复利用，适合大规模生产 不同结构PCF需要不同的模具，要求背景材料的熔点要较低 钻孔法 可随意制备不同结构的PCF预制棒 不适用孔数较多间距较小的PCF预制棒，加工所需时间长，无法实现长预制棒的加工 表1. 各种PCF制备方法的对比
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user: 9. 总结与展望 本文对PCF的发展历史、设计参数和特性、制备方法、不同材料的PCF及应用作了介绍。光子晶体光纤的无截止单模特性、高保偏性、高非线性、超宽波段的低色散和低损耗等性能，或利用其制作的传输光纤都已超越了传统光纤。特别，通过PCF制作的激光器、超连续谱光源、传感器、起偏器、放大器、光纤光栅和密集波分复用系统等，在激光、通信、生命科学等领域发挥了极其重要的作用，这些也都体现了PCF与众多不同领域技术结合的可能。所以，在将来发展光子晶体光纤更多新的特性与应用也是顺其自然的。现在PCF的制备工艺多样、相对成熟，已经可以开发生产各类PCF，但还需继续优化老工艺和开拓新工艺，降低生产成本，制备更多类型和性能更优异的PCF。目前大部分器件的尾纤都是传统光纤，所以PCF与器件的连接和熔接技术需要更进一步开发研究，让PCF获得更多的应用。可以预料，由于PCF自身的独特性，必定推动其在更多领域的发展，而且未来仍然是各领域研究的热点。
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user: 摘 要 从地理位置上看，中国与日本一衣带水，比邻而居；从历史上看，两国之间既有过互助互利的友好来往，也有过不愉快的战争冲突。不论从哪一方面来说，中日两国之间都应建立长期稳定的友好合作关系。青少年是国家的未来，青少年对于中日两国的认知影响着未来中日关系的走向及发展。因此，研究和分析我国青少年对日看法，对发展中日关系具有非常重要的意义。 关键词 :中国青少年，对日看法，中日关系 Copyright © 2019 by author and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 迄今为止，中日两国之间已有两千多年的交流史。这两千多年中既有友好合作的来往，也曾因日本走上侵略对外扩张的道路而发生过不愉快的战争冲突，以致于给中国和中华民族带来极大的伤害。中国和日本两国在亚洲乃至全世界范围内都属于重要的国家。从发展的角度来看，中日两国建立长期稳定的友好合作关系是非常必要的，而中日关系的发展需要中日两国人民的共同努力。同时，未来属于青少年们，所以中国青少年对于日本的看法及对中日关系走向的认知及预测对中日关系的发展具有极其重要的意义和积极的影响。
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user: 2. 既有成果及分析 中国自改革开放以来，关于中日两国认知和关系的调查已成功进行过多次。据不完全统计，围绕对日认知及中日热点问题先后开展过多次大规模的调查，其中，只针对青少年的社会调查为1996年12月由中国青少年发展基金会和中国青年报社针对《中国青年报》读者进行的中国青年对日本的认识调查；针对包括青少年在内的全体民众的社会调查有：1995年3月由中国国家经济体制改革委员社会调查系统在北京和广州实施的中国公众对日意识调查；1999年11月由中国舆论调查中心在全国50个城市进行的中日相互意识调查；2000年11月由北京世研信息咨询有限公司进行的北京市民对日意识调查(2002年8月实施了第二次调查)；2002年9月由中国社会科学院日本研究所进行的有关对日认知和中日关系的中日舆论调查(2004年以后又实施了三次调查)；2005年至2017年由中国日报社、北京大学国际关系学院等中方机构与日本言论NPO共同实施的中日关系的舆论调查(每年举行，共十三次) [ 1 ]。“中日关系舆论调查”是“北京–东京论坛”的重要组成部分，是真实反映中日两国民意、增进两国相互了解的重要途径。从2017年中日关系舆论调查相关数据分析中，可以看出，与往年相比，中国民众认为日本“很亲近”“亲近”的比例有所增涨。 从以上调查的时间及内容来看，进行中日关系及对日认知等相关内容的调查频率与持续的时长趋于增加。这期间经历了从断断续续的调查开始慢慢向连续持久并且系统的调查转变。这说明我国对于中日关系及对日认知的重视程度有所增加。并且随着时间的推移，中日受访者关于对方国家的印象和对中日关系的发展评价都呈现逐渐改善的态势，并逐渐展现出对于中日关系未来和在国际事务上的合作具有良好期待 [ 2 ]。 以往的调查结果与数据分析表明，在舆论调查中，青少年对日的看法有一致性，且负面评价比例较高。通过各项数据分析表明，我国青少年受访者个体之间对于当前中日关系的评价较为一致，且对于未来中日关系走向的预测也较为相似。于此同时，我们可以发现，在历史遗留问题上，我国青少年对日本的看法普遍呈现为负面评价，且普遍认为中日关系的现状不算乐观。但我国青少年对中日关系的重要性仍保持着一定程度地认识，且对中日关系未来走向的预测及看法较为理性 [ 3 ]。
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user: 3. 中国青少年眼中的日本 就中日关系而言，首先要了解普通群众的看法和认识，而其中青少年一代的看法和认识尤为重要。中国当代青少年出生于经济飞速发展的时代，相比于老一代中国人，他们思维和理念相对独特和新颖。另外，他们正处于世界观，人生观形成和完善的时期，因而他们对事物的看法和判断不仅与他们自身的发展息息相关。更重要的是，对中国的发展，中国与世界各国的外交发展以及是否能和各国建立友好和谐的关系也有着十分重大的作用和影响。因此，中国青少年们对于日本的认识也直接影响着中日关系的走向。中国青少年作为年轻的一代，知识结构及思维方式也是特殊且极具特色的一代。互联网等现代通信技术的发达，使青少年一代获取信息方式更为丰富，同时眼界更为开阔，思维方式也更具有创新性。另一方面，中华五千年历史文化的熏陶又使青少年具有保守、严谨的一面。在这两种矛盾而又相辅相成的思维方式的互相作用下，中国青少年对于日本的看法具有两面性 [ 4 ] [ 5 ]。 3.1. 中日两国历史上的友好往来 中日两国地理位置相邻，两国间的交流已经约有两千多年的历史。中国青少年平时的学习及生活中的影视作品等，都涉及有中日交流的部分描述。从中国青少年必修课——历史课的课堂上及教材中都可以学习到日本的历史文化。从这些课本、资料中不难看出，日本的历史文化等与中国的极为相似。在历史上中日两国也曾有过很多互惠互利友好合作的往来。两国数千年间友好往来的史实，使部分青少年对日本与我国历史文化相似的部分很容易产生亲近感。从往年的研究调查数据中不难看出，一部分中国青少年对于前往拥有浓厚历史文化气息的京都等地有参观旅游等意向。并且，对于部分日本的历史文化是否与我国唐宋时期的文化历史有相似性这一问题也保持着好奇心。其中不乏一些青少年愿意在学生时代去探寻两者之间的异同性。这在很大程度上影响着中国青少年对日本的看法和对待日本的态度。 3.2. 对日本侵略性的憎恶 第一次工业以来，沦为重要的原料生产地和商品倾销地的中国成为了资本主义列强侵华的重要目标，日本在这其中扮演了主要角色。明治维新之后的日本在长达一个世纪的时间里对中国进行了野蛮的侵略。多年的侵略扩张和各种惨无人道的行为，给中国和中国人民带来了极大的伤害和灾难。这些行为不仅给当时的中国及中国人民的生命和财产带来了具有延续性的伤害，也对当今中国人民的心理及感情也有极大的伤害。中国民众普遍认为这一时期是中日关系最为恶劣的时期。纵观历史，中国对日本文明的进步，文化的发展起到了很重要的作用，而日本却在这一时期选择使用野蛮而残酷的手段对中国进行侵略。日本的对华侵略有着不可否认的史实为证，却遭到了一部分日本人和政府的全盘否认，所以日本是当时侵略中国的列强中，最为中国民众憎恶的国家。 大多数的中国青少年对于日本的憎恶之情也基本来自于这一时期日本的惨无人道的侵略手段。我国青少年对这些史实最初的客观认知大多来自于书籍材料、影视作品等。这些材料客观阐述了当时的境况，同时起到回顾历史、正确认识历史，并从中吸取经验教训，鼓励自我的作用。这段历史无疑是中国自古以来收到极大伤害的一段时期，我国青少年很容易对当时的日本产生憎恶感及抵触之情。 3.3. 对于日本科技经济文化等先进性的肯定 而从另一方面来看，在当时日本响应时代发展的需要，通过明治维新进行改革，走上了强国之路，此后成为全世界范围内重要的经济科技大国之一。日本作为发达国家，其在科技、经济、文化等方面的飞速发展被绝大多数的中国青少年所肯定，并持佩服态度。 从经济上看，中日两国虽然也或多或少的存在一些经济摩擦，但对于日本在经济上的发展，我国大多数青少年持肯定态度并对在战争后的经济复兴中成长并做出努力的日本及日本人民表示钦佩。此外，大多数青少年认为两国间的贸易往来是需要在和平共处的基础上进行的。 从科技方面来看，第二次世界大战后，日本的科学技术在短短的几十年中飞速发展，从一个科技落后的国家一跃成为世界科技强国，取得了被世界各国都认可的成就。日本于1949年1月，正式成立了第一个全国性的、由政府领导的学术领导机构——日本学术会议，领导开展国内科研工作。此后日本政府又陆续建立了“科学技术厅”，“科学技术委员会”这两个作为政府发展科学技术的最高领导和咨询机关，并且，为了发展科学技术开始大力投资。中国青少年普遍认为，日本发达的科学技术是被全世界所认可的、值得学习的。另外，日本在科技上的成就和观念等对于我国加快改革步伐，实施“科技富国”、“科技强国”，以及进一步深化“科学技术是第一生产力”的观念，都是值得借鉴的。许多日本品牌，如索尼、东芝、丰田等现代工业品都被视为行业中的佼佼者。很多青少年对于日本先进的科学技术，如信息科学、生命科学、材料科学、电子、汽车、机器人等十分感兴趣并心向往之，并志在前往日本留学以学习其发达的科学技术 [ 6 ]。 从文化上看，文化的交流在中日两国两千多年的交流史中是必不可少的。日本的许多传统文化是受到了中国古代文明的影响后经过长时间的发展而形成的。如茶道，歌舞伎等。大多数青少年对于这些与中国文化息息相关的日本文化抱有一定的兴趣。除此之外，极具代表性的日本文化产品就是当今日本的动漫及周边产业(如cosplay，手办等)，动漫文化是现如今独特的日本文化中的重要组成部分。日本动漫在中国深受以青少年为主的广大民众的喜爱。大部分青少年甚至中年人都表示出对其的喜爱及浓厚兴趣。如《樱桃小丸子》、《美少女战士》、《圣斗士星矢》，再到后来逐渐引进的《名侦探柯南》、《灌篮高手》、《魔卡少女樱》等。随着涉及范围十分广泛——包括文化、科学、历史等方面的日本动漫的引进，我国青少年的成长受日本文化的影响愈发深刻。它以青少年喜欢的方式拓展了知识面，丰富了课余生活，也使青少年在学业的重担下得以放松。上海零点调查有限责任公司与上海电视台财经频道合作的调查显示，在世界各国的动漫作品中，日本的动漫作品最受欢迎。此外，日本一些有名的演艺人员在中国的青少年中也颇受好评，如石原里美，新垣结衣，小栗旬等 [ 7 ]。 从社会文明国民素质的方面来看，人际互信与秩序共守是日本国民的一大优点。尽管在日本的生活压力很大，但日本人却保持着从容而有秩序的生活态度。在日本各地都经常能见到堵车但秩序井然这一景象。此外，路不拾遗是日本大部分国民的又一优点。并且由于日本国土面积狭窄，国内资源并不丰富，且地震台风等天灾较为频繁，日本大部分民众都有着深刻的危机意识。这种忧患意识的教育是从小学就开始普及的。在日本，每个学校每月都会进行一次防火演习，每季度都会进行一次防震演习，并且每个家庭都必会备有压缩防灾包。绝大多数的中国青少年对于日本社会的文明程度及大部分人口素质的评价十分高，并认为值得我们自己学习和借鉴。 这些积极和先进的部分，尤其是文化及社会文明方面的值得学习的部分，使我国部分青少年在一定程度上改善了对日本的看法和态度，并让他们认识到，在记住历史的同时，也要学习正确先进的部分。换言之，这些积极先进的方面，在很大程度上使我国大部分青少年能更加客观、理性地看待日本。 正是对日本的憎恶和喜爱这两种的完全矛盾的感情形，成了中国青少年眼中的日本形象：既有侵略性的一面，又有积极先进的值得学习和肯定的一面。而从实际上来看，影响青少年对于日本的认识和看法的因素很多，比如地域环境，教育背景等。这些影响因素使数量庞大的中国青少年对于日本的基本认知既有合理性的部分又有片面性特点 [ 8 ] [ 9 ]。
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user: 4. 中国青少年眼中的中日关系 在大部分中国青少年眼中，中日关系既不是一帆风顺，也不是直线下降的，而是波折中呈现上升的趋势。从时间上来看，中国青少年认为中日关系经历了几次转折： 在日本实施对外华侵略政策以前，中日关系大局上来看是合作友好，互助互利的。并且，在日本文化文明发展的道路上，中国提供了很多帮助和借鉴经验，使日本文明得以发展，并在中国文化之中融合自己的特性，形成了日本独特的传统文化。 而在日本为争夺资源，市场等利益而走上侵略道路时，中日关系进入了最为恶劣的时期，这也是中国民众最为憎恶日本的时期。在这一时期，日本的行为给中国及中华民族带来了极大的灾难与伤害。 现如今，大部分青少年认为，中日关系走在一条波折但总体趋势变好的道路上。以经济方面的往来为代表，虽然中日两国之间在经济方面或多或少的有些冲突，但在经济上，两国是互相依赖共同发展的关系，这也是两国贸易往来的一大特点。 在看待中日关系的问题上，绝大多数青少年都认为中日关系非常重要 [ 1 ]。这表明，中国青少年准确地认识到维持中日两国之间长期稳定的友好合作关系的重要性和必要性，这也从一定程度上反映了中国青少年对于中日关系的友好发展的期望。中国青少年们认为，影响中日关系的因素复杂且多元化、如历史因素、领土争端、国际形势、国民对日看法等。同时，在看待日本及中日两国之间是否能维持长期稳定的友好合作关系问题时，当今的中国青少年普遍认为，日本民众及政府只有承认日本曾以野蛮手段侵略中国的这一事实才是维持中日关系长期稳定合作发展的前提。 总体来说，影响未来中日两国关系走向的因素虽然复杂且多元化，并且中日两国之间的关系几经波折，但绝大多数的中国青少年仍能理性地用长远的目光看待未来中日关系的走向并持乐观态度。
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user: 5. 结论 中国的青少年一代，生活在一个信息多元化，科技经济发展飞速的时代，接收信息的渠道以及所接收到的信息也趋于多元化，这就形成了他们独特的更加全面的思维模式，并能够在一定程度上帮助他们对社会价值等构建一个独特的认知。这对于他们在对外认知方面有较大的影响。也就是说，虽然大部分青少年在认识日本时仍有一定的片面性，但总体来说是向着更为灵活更为客观的方向发展。青少年是祖国的未来，必定对国家的发展起到重要的影响 [ 10 ]。而中日两国不论从地理位置，国际地位，历史进程等方面来看，都应该维持长期稳定的友好合作关系。而中国青少年是否能理智地看待中日关系，是影响未来中日关系走向的重要问题之一。而今，我们不论从调查数据或是分析结果来看，绝大多数的中国青少年对于日本及中日关系的认识越来越全面化和客观，这不难看出中国的青年一代在抱有一颗爱国之心的同时，对于日本及未来中日关系发展也能更加理性，这对于中日关系的发展有着重要的现实意义和作用。
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user: 摘 要 针对传统图像匹配算法匹配时间较长、误匹配较高的问题，本文提出了一种三步特征提取和匹配算法(BRISK + FREAK + BF)：首先，利用AGAST特征检测算法检测出图像的特征点；然后用FREAK描述子对特征点邻域进行描述，为特征点分配主方向和记录梯度特征；最后使用BF算法对图像的特征点进行匹配。同时，使用GPU对该算法进行加速处理。改进的算法经实验与传统的BRISK算法与FREAK算法比较分析后得知，在图像的特征匹配数目及图像特征点匹配正确率上有了一定的提高，对图像的尺度差异及亮度差异具有良好的鲁棒性，且运行速度相较于较快的BRISK算法来说提高了35%~40%左右。 关键词 :特征检测，特征提取，BRISK，AGAST，FREAK，图像处理 Copyright © 2019 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 在图像处理领域中，图像匹配是一个研究热点，它可以广泛应用于目标识别与跟踪 [ 1 ] 、遥感影像处理 [ 2 ] 等领域。 图像匹配通常分为三个步骤：图像特征点的检测、特征点的提取及特征点的匹配。国内外学者对于图像匹配也有许多出色的研究，例如2004年David G. Lowe整理完善所提出的SIFT算法 [ 3 ] ，它对于光线、噪声、微视角改变的容忍度较高；2006年Herbert Bay等人提出了SURF算法 [ 4 ] ，该算法的优点在于所提取的特征具有平移、缩放、旋转的不变性，且相较于SIFT算法来说，计算速度得到了提高；Calander等人提出的BRIEF算法 [ 5 ] 和Stefan提出的BRISK算法 [ 6 ] 均是生成二进制链码描述符，且都加速了特征向量匹配过程，但是BRIEF描述符对于旋转非常敏感，造成了其具有一定的局限性；而BRISK算法相对而言较为稳定，有更好的尺度与光照不变性，且它的特征点的检测和描述子的计算比BRIEF的速度要快一个数量级；Alahi等人于2012年提出了FREAK算法 [ 7 ] ，该算法是从人眼识别物体的原理中得到启发的，它利用人类视网膜的特性来进行采样点的选择，算法较为新颖，但是该算法不具备尺度不变性，在图像尺度发生变化的情况下，特征点的匹配准确率会大大降低。 本文的主要工作有：1) 使用BRISK算法对图像的特征点进行检测；2) 用FREAK描述子对特征点进行描述；3) 使用BF匹配算法对图像的特征点进行匹配；4) 研究对比本文所提出的BRISK + FREAK + BF方法与传统的BRISK算法与FREAK算法，比较分析后得知本文所提出的方法在特征点的数目及匹配的正确率上均有了一定的提高，且在不同尺度与不同光照下具有良好的鲁棒性。同时，使用GPU进行加速使本文算法的实时性也较高。