检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 322-328页

作者：陆小森吴旭魏小柯王俊杰王奇亮金钻明彭滟上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非... 详细信息

为提高远红外超材料的品质因子Q和检测灵敏度,本文研究了一种用于金属远红外超材料的非对称针尖设计。以传统双开口方形谐振环为模型,通过理论模拟,研究了开口狭缝针尖角度变化对其电场分布、谐振频谱以及品质因子Q的影响。结果表明,非对称针尖增强了谐振环的表面电场局域性,减小了谐振峰的半峰全宽,并使品质因子Q提高到传统谐振环(非针尖设计)的三倍以上。该研究结果为开发高灵敏远红外超材料传感器提供了新的思路,并为传统开口谐振环提出了一种简单实用的Q因子优化方法。

关键词：太赫兹传感器超材料远红外品质因子Q

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基于深度学习的微纳光纤自动制备系统

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物理学报 2024年第10期73卷 212-220页

作者：刘鸿江刘逸飞谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计... 详细信息

在微纳光纤拉锥制备过程中,对直径的大范围、高精度和动态实时性测量是实现低损耗传输和色散调控的关键.针对现有传统制备方法直径调控范围小、操作复杂及耗时长等问题,本文基于深度学习神经网络算法实现了微纳光纤自动检测系统.利用计算机视觉中的图像分割方法,通过制作高质量多尺度微纳光纤数据集,使用基于小目标检测改进的YOLOv8-FD算法对微纳光纤直径进行自动检测.在数据集中获得了平均均值精度高达mAP^(IoU=50)=0.975和mAP^(IoU=50_95)=0.765的性能参数.实验结果表明,该系统可实现微纳光纤直径462 nm—125μm范围,误差2.95%以内的测量和自动化制备,并随着光纤直径增长,误差逐渐缩小,且该系统光学成像单个像素分辨率为65.97 nm,平均检测时间为9.6 ms.本文工作适用于对微纳光纤的高精度实时测量和自动精确制备,为低损耗传输和色散可调的微纳光纤器件发展提供新的思路.

关键词：微纳光纤直径测量深度学习图像分割

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聚合物衬底上微纳物体的激光捕获及操控

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物理学报 2025年第8期74卷 295-303页

作者：尹越窦琳沈天赐刘家彤谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

聚合物衬底克服了刚性平面衬底在空间形变场景下的局限,并能结合光刻技术制备复杂三维异形空间结构.光热冲镊技术实现了固体界面上对微纳物体的捕获和操控,将该技术应用在聚合物衬底上可开发新的应用场景需求.本文以常用的聚甲基丙烯酸... 详细信息

聚合物衬底克服了刚性平面衬底在空间形变场景下的局限,并能结合光刻技术制备复杂三维异形空间结构.光热冲镊技术实现了固体界面上对微纳物体的捕获和操控,将该技术应用在聚合物衬底上可开发新的应用场景需求.本文以常用的聚甲基丙烯酸甲酯和负性光刻胶作为聚合物衬底,通过溶胶-凝胶法在其上制备SiO_(2)纳米薄膜,能有效减轻光热冲击效应引起的热损伤,从而实现微纳物体的激光捕获及操控.实验表明,在常用激光操控功率条件下,当SiO_(2)纳米薄膜厚度大于110 nm时,能够有效防止聚合物衬底因光热效应引起软化、膨胀和表面破坏.理论计算也表明,纳米薄膜能至少使聚合物表面温度降低111℃,并使其产生最高温度的时间滞后13.2 ns.本文使用的纳米薄膜制备技术具有常温、大面积、低粗糙度且厚度均一的优点,能普遍适用于柔性聚合物衬底以及异形结构.本实验结果拓展了激光捕获物体的环境媒介,为其在微纳操控、微纳米机器人和微纳光机电器件等领域的应用提供新的可能性.

关键词：光捕获聚合物表面溶胶-凝胶法光热冲镊

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不同环境下飞秒激光烧蚀对砷化镓光电特性的影响(特邀)

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光学学报 2024年第17期44卷 330-337页

作者：李扬项焱蓉蓝志强金钻明朱亦鸣上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

飞秒激光烧蚀技术是半导体表面改性的一项重要技术手段。本文旨在探究飞秒激光烧蚀技术对砷化镓表面微纳结构及光电性能的调控效应。通过在不同环境下进行飞秒激光加工,观察到样品表面形成了规则的条纹状结构、部分规则的条纹状结构和... 详细信息

飞秒激光烧蚀技术是半导体表面改性的一项重要技术手段。本文旨在探究飞秒激光烧蚀技术对砷化镓表面微纳结构及光电性能的调控效应。通过在不同环境下进行飞秒激光加工,观察到样品表面形成了规则的条纹状结构、部分规则的条纹状结构和不规则的椭圆状结构。通过使用X-射线光电子能谱仪测试了材料表面性质的变化,同时通过傅里叶变换红外光谱分析验证了微纳结构对光吸收率产生的影响。此外,电流-电压曲线测量结果表明,经过飞秒激光烧蚀处理后的样品显示出更高的电阻率。证明了气体的选择对微纳结构和光电性能的调控有着重要影响。这项研究为砷化镓光电子器件,特别是高效、耐压型探测器等性能的提升提供了新的技术手段。

关键词：超快光学光电子学飞秒激光激光烧蚀光电导材料

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随机双线圆环高屏蔽效能金属网栅设计

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中国激光 2024年第17期51卷 145-154页

作者：郭翼张轩雄上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

基于CST软件设计了一种透明的随机双线圆环金属网栅结构,该结构由双线金属网栅结构和圆环金属网栅结构通过一种特定的随机方法组合而成。与传统的方格金属网栅相比,随机双线圆环金属网栅在5~35 GHz范围内的平均电磁干扰屏蔽效能提升了1... 详细信息

基于CST软件设计了一种透明的随机双线圆环金属网栅结构,该结构由双线金属网栅结构和圆环金属网栅结构通过一种特定的随机方法组合而成。与传统的方格金属网栅相比,随机双线圆环金属网栅在5~35 GHz范围内的平均电磁干扰屏蔽效能提升了1倍多,达到了29.232 dB,在35 GHz处甚至提升了约2倍。此外,该结构的归一化衍射能量分布比方格金属网栅结构更加均匀,最大高阶衍射能量比方格金属网栅结构显著降低,同时还具有较高的遮拦比。这些优异的特性表明该随机双线圆环金属网栅结构在高性能光学窗口上具有广阔的应用前景。

关键词：光学器件随机双线金属网栅结构电磁干扰屏蔽衍射能量分布遮拦比

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轻量级位置隐私的安全查询方案

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西安电子科技大学学报 2024年第4期51卷 180-191页

作者：乐燕芬厉天宸宋威燃上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

随着各类位置服务相关应用的快速发展,出现了需要对特定兴趣区域的访问用户进行查询和统计的服务需求。现有的查询方案可实现对访问用户的隐私保护,但采用的同态加密协议会引入较高的计算开销,无法实现对移动终端的实时统计,且存在不同... 详细信息

随着各类位置服务相关应用的快速发展,出现了需要对特定兴趣区域的访问用户进行查询和统计的服务需求。现有的查询方案可实现对访问用户的隐私保护,但采用的同态加密协议会引入较高的计算开销,无法实现对移动终端的实时统计,且存在不同兴趣区域的误判问题。基于布隆过滤器和安全向量内积协议,提出一种新的轻量级位置隐私查询方案。该方案设计了一种复合空间布隆过滤器,实现多种类位置数据的高效编码,与一种安全的向量内积计算协议结合,在保护用户位置隐私的前提下允许服务提供商完成对特定兴趣区域用户的访问统计。从理论上证明了方案的正确性和安全性,分析了其计算和通信开销。实验结果表明,该方案与典型代表方案相比,避免了用户在不同兴趣区域的误判问题,提高了查询准确度;在所设定实验条件下,离线和在线计算开销可降低2个数量级,同时可减少约50%通信开销。

关键词：位置隐私查询隐私布隆过滤器安全标量积协议

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固体界面上微纳物体的高精度激光捕获及智能运动控制

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中国激光 2024年第15期51卷 211-221页

作者：张尹峥刘鸿江朱润琳刘逸飞谷付星上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

基于光热冲击效应的激光捕获技术是用于干燥固体界面上微纳物体的捕获及操控的重要工具。为进一步满足复杂场景中的条件需求,提出了一种基于深度学习图像反馈的闭环控制系统,引入了目标检测与定位算法,实现了微纳物体的稳定、高精度捕... 详细信息

基于光热冲击效应的激光捕获技术是用于干燥固体界面上微纳物体的捕获及操控的重要工具。为进一步满足复杂场景中的条件需求,提出了一种基于深度学习图像反馈的闭环控制系统,引入了目标检测与定位算法,实现了微纳物体的稳定、高精度捕获和智能运动控制。该系统能够将输入的控制参数处理为光热冲镊平台的控制信号,并在控制过程中使用YOLOv8和OpenCV算法处理系统采集的显微图像,对物体位置进行动态反馈,实现系统智能化闭环控制。实验表明,所设计的控制模块的控制分辨率为38.2 nm,图像反馈模块的检测分辨率为85.3 nm,整体系统对物体的检测误差为116.1 nm,闭环控制误差为108.9 nm。此外,采用路径控制与手势触摸等多种控制方法,验证了该控制系统的灵活性和稳定性。研究结果为在干固体界面上的复杂场景中微纳物体的智能化操控提供了参考。

关键词：激光捕获光操控深度学习光热冲镊智能控制

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基于动态特征图卷积网络的视网膜血管分割方法

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中国激光 2024年第15期51卷 173-183页

作者：缪林一李峰上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

利用深度学习技术进行视网膜血管分割是临床医生诊断眼底疾病的重要辅助方法。然而,现有方法忽略了感受野在高分辨率图像特征提取阶段的重要性以及深度特征图通道之间的动态拓扑相关性,导致通道间信息表征不足。为此,设计一种新颖的动... 详细信息

利用深度学习技术进行视网膜血管分割是临床医生诊断眼底疾病的重要辅助方法。然而,现有方法忽略了感受野在高分辨率图像特征提取阶段的重要性以及深度特征图通道之间的动态拓扑相关性,导致通道间信息表征不足。为此,设计一种新颖的动态特征图卷积网络模型(DF-Net)。该模型采用结构化Dropout卷积块替代U-Net中的原始卷积块,构建一个双扩张卷积块(DDCB),旨在不增加模型参数量的同时扩大感受野,提升模型捕捉视网膜血管全局结构信息的能力。进一步,构建动态特征图卷积模块(DFGCM),将特征通道映射到拓扑空间并在拓扑空间上挖掘通道之间的动态拓扑关系,提高通道信息的利用率,丰富视网膜血管的特征信息。实验结果表明:所提DF-Net能够有效提高对视网膜血管的分割精度,在两个公共合理的高分辨率Fives和HRF数据集上,准确率分别达0.9876和0.9733,灵敏度分别达0.9088和0.8322,均优于现有的先进血管分割模型;在三个广泛使用的低分辨率DRIVE、STARE和CHASE_DB1数据集上,也表现出较为出色的分割效果。这些出色的分割结果表明所提DFNet具有辅助临床医生提高眼底疾病诊断能力的潜力。

关键词：图像处理视网膜血管分割图卷积神经网络动态特征融合

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基于多通道卷积和联合深度监督的多尺度胰腺分割

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生物医学工程学杂志 2025年第1期42卷 140-147页

作者：杨越王永雄秦辰栋上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

胰腺形状和轮廓多变,其分割是医学图像任务中公认的难点。基于卷积网络(CNN)或转换器(Transformer)的网络在医学图像分割任务中表现出色,但CNN感受野窄,Transformer利用特征不充分,因此仍需改进。本文提出一种改进的胰腺分割方法,结合CN... 详细信息

胰腺形状和轮廓多变,其分割是医学图像任务中公认的难点。基于卷积网络(CNN)或转换器(Transformer)的网络在医学图像分割任务中表现出色,但CNN感受野窄,Transformer利用特征不充分,因此仍需改进。本文提出一种改进的胰腺分割方法,结合CNN和Transformer,在阶段式编码器中引入逐点可分离卷积,用更少参数提取更多特征。利用密集连接的集成解码器融合多尺度特征,解决跳跃连接对结构的非必要限制。在深度监督中引入一致性项和对比损失,以保证模型的最终精度。为验证方法的有效性,在长海胰腺数据集和美国国立卫生研究院(NIH)胰腺公开数据集上进行了大量对比实验,分别取得了76.32%和86.78%的最高Dice相似性系数(DSC)值,同时多项其他指标占优。消融实验验证了网络各组成部分对提升性能和减少参数均有重要贡献。实验说明本文改进的损失函数最能平滑训练过程,使模型性能最佳。最终结果证实,本文方法性能表现优于其他先进方法,能够有效提升胰腺分割效果,可辅助专业医师诊断,为后续研究应用提供了可靠参考。

关键词：多通道卷积集成解码器深度监督对比损失胰腺分割

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基于模糊人工势场法的智能助行器人机共享控制策略

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控制与决策 2025年第5期40卷 1474-1484页

作者：赵丹丹王亚刚张一勤周康寿朱灵龙喻洪流孟巧玲上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093 上海理工大学健康科学与工程学院上海200093

在智能助行器对有行走障碍的用户进行助力、跟随以及安全防护的过程中,智能助行器的主动避障行为是十分重要的.鉴于此,提出一种基于模糊人工势场法(FAPF)的智能助行器人机共享控制策略,适用于智能助行器的局部路径规划需求.FAPF对传统... 详细信息

在智能助行器对有行走障碍的用户进行助力、跟随以及安全防护的过程中,智能助行器的主动避障行为是十分重要的.鉴于此,提出一种基于模糊人工势场法(FAPF)的智能助行器人机共享控制策略,适用于智能助行器的局部路径规划需求.FAPF对传统人工势场法(APF)进行优化,减少APF易陷入局部最小值和目标不可达的情况出现,并引入模糊自适应对APF斥力增益系数进行整定,以满足智能助行器在实际中的应用需求,提高算法的稳定性.FAPF在Matlab仿真平台进行实验,仿真实验表明,FAPF能够安全地避开障碍物,目标点到达率为89.7%,并增强智能助行器在复杂环境中的轨迹平滑度.同时,在智能助行器上的应用实验表明了FAPF的可行性和实用性,部署FAPF后,智能助行器能够在跟随用户行走过程中主动避开障碍物,引导用户选择更加安全的路径.

关键词：智能助行器人工势场法人机共享控制避障康复机器人

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