检索结果-内蒙古大学图书馆

中国科学:地球科学 2025年第4期55卷 1006-1027页

作者：赵冉张成歆苏文静叶进李紫薇刘诚中国科学技术大学环境科学与光电技术学院合肥230026 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系合肥230026 中国科学技术大学环境科学与工程系合肥230026 中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学精密科学仪器安徽普通高校重点实验室合肥230026

大气水汽是地球水循环的重要组成部分,对天气、气候和大气化学具有重要影响.然而,目前水汽监测在覆盖率和准确性方面仍存在不足.搭载于“高分五号”卫星(GF-5卫星,自2018年5月起)和“高光谱观测”卫星(GF-5B卫星,自2021年9月起)上的2台... 详细信息

大气水汽是地球水循环的重要组成部分,对天气、气候和大气化学具有重要影响.然而,目前水汽监测在覆盖率和准确性方面仍存在不足.搭载于“高分五号”卫星(GF-5卫星,自2018年5月起)和“高光谱观测”卫星(GF-5B卫星,自2021年9月起)上的2台大气痕量气体差分吸收光谱仪(Environmental Trace Gases Monitoring Instruments,EMI),通过探测地球后向散射辐射,实现全球大气痕量气体监测.本研究利用EMI在可见蓝光波段的实测光谱反演全球大气水汽总量(Total Column Water Vapor,TCWV).然而,由于光谱信噪比相对较低且蓝光波段水汽吸收较弱,准确反演EMI TCWV面临较大挑战.为此,本文基于差分吸收光谱技术(Differential Optical Absorption Spectroscopy,DOAS),通过在轨光谱重标定、光谱拟合设置优化以及拟合偏差校正,改进了基线参数与设置,提出了适应性优化的EMI TCWV反演算法.灵敏度测试表明,经重定标后的EMI TCWV的平均误差降低了1.47kg m–2.优化拟合设置后,水汽斜柱浓度(Slant Column Density,SCD)的相对误差减少了13.42%,拟合成功次数增加了11.64%.GF-5卫星与GF-5B卫星观测的EMI TCWV数据集与对流层监测仪(TROPOspheric Monitoring Instrument,TROPOMI)卫星观测的变化趋势一致,相关系数(R)为0.98,平均偏差为1.04kg m-2(6.88%).地面验证结果显示,太阳光度计观测与GF-5B TCWV的相关性(R=0.91)显著高于与GF-5 TCWV的相关性(R=0.87),这可能与GF-5B卫星搭载的EMI仪器性能提升有关.最后,成功基于EMI TCWV数据集捕捉到强烈的大气河事件,有望为全球天气和气候的监测与预报提供重要数据支持.随着EMI及其后续卫星传感器的持续在轨工作,优化的EMI TCWV反演算法具有广泛的应用前景,有助于生成全球一致、稳定、每日2次(上午和下午)观测的TCWV卫星数据集.

关键词：水汽紫外-可见光学传感器痕量气体遥感大气成分

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基于双域神经网络的稀疏视角光声图像重建

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中国激光 2022年第5期49卷 167-179页

作者：沈康刘松德施钧辉田超中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230026 精密科学仪器安徽普通高校重点实验室安徽合肥230026 之江实验室浙江杭州311121

光声计算断层成像(PACT)是近年来迅速发展的一种无损生物医学成像技术,在生物医学领域有着较高的应用价值。为了获得高质量的光声图像,成像系统的信号采集装置需要配备高密度的阵列探测器。但在实际应用中,由于经济成本、制造工艺及成... 详细信息

光声计算断层成像(PACT)是近年来迅速发展的一种无损生物医学成像技术,在生物医学领域有着较高的应用价值。为了获得高质量的光声图像,成像系统的信号采集装置需要配备高密度的阵列探测器。但在实际应用中,由于经济成本、制造工艺及成像时间等因素的限制,探测器的排布往往较为稀疏,难以实现稳定重建,导致重建图像中出现条纹伪影。为了解决这一问题,本文提出一种基于双域神经网络的PACT图像重建算法。该算法主要包含三个模块:数据域网络、反投影层和图像域网络,其中数据域网络和图像域网络可分别对光声数据和光声图像进行增强,以提升图像质量。为了对网络进行训练和测试,构建了一个血管仿真数据集和一个小鼠活体试验数据集。研究结果表明,所提算法可以有效地抑制条纹伪影,提升图像质量,并且重建性能优于其他重建算法。

关键词：生物光学光声成像图像重建神经网络稀疏视角

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用于同步辐射的压电变形镜控制策略数值模拟

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应用光学 2022年第1期43卷 23-29页

作者：王梓齐樊凯张军剑冯志华中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026 中国科学技术大学精密科学仪器安徽普通高校重点实验室安徽合肥230026

为了提高同步辐射中压电变形镜的控制自由度和面形精度,解决压电致动单元数量过多引起的解算电压受噪声影响异常波动(过拟合)问题,建立了变形镜模型并进行仿真控制。通过有限元仿真获得36组压电响应方程,构建面形与电压的数学模型;为补... 详细信息

为了提高同步辐射中压电变形镜的控制自由度和面形精度,解决压电致动单元数量过多引起的解算电压受噪声影响异常波动(过拟合)问题,建立了变形镜模型并进行仿真控制。通过有限元仿真获得36组压电响应方程,构建面形与电压的数学模型;为补偿重力造成的镜面畸变,以获得的椭圆面形分析并比较了使用最小二乘法和Tikhonov正则化两种电压解算方案的控制效果。结果表明:采用Tikhonov正则化算法反演后,面形控制误差相比最小二乘法降低了21.7%,相邻极板间电压波动极大值从1.019 kV下降为0.174 kV,反演结果符合工程实际要求;系统对测试噪声具有鲁棒性,相比最小二乘法有更加优越的应用价值。

关键词：同步辐射光学仪器压电变形镜正则化算法 Tikhonov正则化反问题求解

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基于超声断层成像的小动物器官声速成像

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中国科学技术大学学报 2022年第1期52卷 61-66,F0003页

作者：胡智明杨明春朱翔田超中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230027 中国科学技术大学精密科学仪器安徽普通高校重点实验室安徽合肥230027

声速是表征组织的一个重要声学参数。我们开发了一种超声断层成像(USCT)系统,用于小动物器官的体外声速成像和评估。该USCT系统采用256个阵元的环形阵列换能器,并允许所有通道同时进行信号传输和接收。该方法不需要复杂的样品制备程序,... 详细信息

声速是表征组织的一个重要声学参数。我们开发了一种超声断层成像(USCT)系统,用于小动物器官的体外声速成像和评估。该USCT系统采用256个阵元的环形阵列换能器,并允许所有通道同时进行信号传输和接收。该方法不需要复杂的样品制备程序,测量结果准确。实验结果表明,该方法测量的离体大鼠脑、心、肝、脾、肾的声速与已发表的数据接近。这项工作展示了一种新的声速成像方法,并具有在体应用潜力。

关键词：超声断层成像声速度组织表征图像重建

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胞外囊泡异质性无标记表征技术研究进展

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中国科学：化学 2022年第9期52卷 1636-1648页

作者：戴一川于亚军王献立江仔玲储开芹 Zachary J.Smith 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽省教育部精密科学仪器安徽普通高校重点实验室合肥230027 中国科学技术大学苏州高等研究院苏州215127

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是细胞在信息传递和环境调控时产生的磷脂双分子层膜包裹的囊泡(尺寸为30~1000 nm).近十五年,其生物及临床相关研究发展迅猛,已被视为是细胞间信息传递、癌宿主调节等动态过程的关键因素之一.尽管... 详细信息

胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是细胞在信息传递和环境调控时产生的磷脂双分子层膜包裹的囊泡(尺寸为30~1000 nm).近十五年,其生物及临床相关研究发展迅猛,已被视为是细胞间信息传递、癌宿主调节等动态过程的关键因素之一.尽管胞外囊泡具有重要的生物学功能,但其尺寸小、结构脆弱且易聚集,传统生化分析和检测技术难以对其实现精准表征.目前,EVs相关的大多数表征技术采用“批量分析”形式,仅提供大量外泌体的平均结果.为了加深对胞外囊泡异质性的认识,以单个EVs为目标的表征技术将成为新的趋势.本文概述了单颗粒水平胞外囊泡表征的光学和非光学的无标记表征方法,包括拉曼显微、等离激元技术、原子力显微和电子显微技术等.相比于传统整体分析方法,单颗粒水平胞外囊泡表征能够提供更加丰富的信息,在生物医药基础研究领域有着广阔前景.

关键词： EVs 外泌体细胞外囊泡无标记技术光学表征技术

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基于多反射腔的原子器件的一些进展

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中国科学技术大学学报 2019年第12期49卷 957-964页

作者：蔡波郝传鹏盛东中国科学技术大学精密机械与精密仪器系精密科学仪器安徽普通高校重点实验室(中国科学技术大学) 合肥微尺度物质科学国家研究中心

原子器件是多门学科交叉形成的研究领域.它结合原子光谱的稳定性和精密仪器的小型化技术,实现了新型的高精度探测器件.目前原子器件在原子钟、磁力仪和陀螺仪等方面都有着一定的研究规模和可预见的应用前景.多反射腔可以增加原子与光的... 详细信息

原子器件是多门学科交叉形成的研究领域.它结合原子光谱的稳定性和精密仪器的小型化技术,实现了新型的高精度探测器件.目前原子器件在原子钟、磁力仪和陀螺仪等方面都有着一定的研究规模和可预见的应用前景.多反射腔可以增加原子与光的作用距离,在不改变其他参数的情况下提高器件的灵敏度,是实现高灵敏度小型化原子器件的有效方法之一.本文首先回顾之前基于多反射腔的一些原子器件的进展,并着重讨论基于Herriott腔的原子磁力仪.在这方面,我们利用阳极键合和三维打印光学平台的方法简化光路调节,实现了便于使用的含多反射腔的原子磁力仪,并将其应用到电子与核自旋磁力仪.

关键词：原子器件原子磁力仪多反射腔阳极键合

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基于碳纳米管薄膜的偏振成像实验研究

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实验力学 2022年第4期37卷 447-454页

作者：王怡彬张辉张鹏赵旸中国科学院材料力学行为和设计重点实验室中国科学技术大学精密机械与精密仪器系中国科学技术大学精密科学仪器安徽普通高校重点实验室

碳纳米管由于其特殊的一维中空管状结构，因此具有强烈的光学各向异性。顺排碳纳米管薄膜由平行生长的碳纳米管排列组成，通过化学气相沉积法制备得到。本文通过偏振性能测试实验证明了薄膜在可见、红外多个波长具有较高的偏振度；将薄... 详细信息

碳纳米管由于其特殊的一维中空管状结构，因此具有强烈的光学各向异性。顺排碳纳米管薄膜由平行生长的碳纳米管排列组成，通过化学气相沉积法制备得到。本文通过偏振性能测试实验证明了薄膜在可见、红外多个波长具有较高的偏振度；将薄膜作为偏振材料应用在可见光和红外光的分时偏振成像实验中，基于斯托克斯矢量的偏振描述方法得到了偏振度图像。与直接获得的光强度图像相比，利用碳纳米管薄膜得到的偏振度图像对材料或粗糙度不同的表面具有更强的区分和增强效果，表明碳纳米管薄膜作为宽光谱的偏振材料，可以很好地应用于偏振成像领域。本文还针对薄膜偏振度的误差进行了测量矫正，进一步提高了薄膜偏振成像的增强效果。

关键词：偏振片偏振成像碳纳米管薄膜光学各向异性

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基于十字中心定位算法的MEMS真空封装光学检漏方法

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传感器与微系统 2024年第10期43卷 146-149页

作者：张浩威侯虎旺赵旸张鹏中国科学院材料力学行为和设计重点实验室安徽合肥230026 中国科学技术大学精密科学仪器安徽普通高校重点实验室安徽合肥230026 中国科学技术大学精密机械与精密仪器系安徽合肥230026

典型的光学检漏方法需要对整幅干涉图甚至多幅干涉图进行图像处理,过程相对复杂。本文结合MEMS器件封装结构的对称特性以及变形分布特征,提出了一种简单、快捷的十字中心定位算法。通过确定干涉图案中心点坐标,获取中心线光强分布,进而... 详细信息

典型的光学检漏方法需要对整幅干涉图甚至多幅干涉图进行图像处理,过程相对复杂。本文结合MEMS器件封装结构的对称特性以及变形分布特征,提出了一种简单、快捷的十字中心定位算法。通过确定干涉图案中心点坐标,获取中心线光强分布,进而拟合得到样品中心线形貌。进一步利用封装结构中心点随真空度变化的相对位移,计算得到漏气率。本文以圆形封装结构为例,证明了该方法的可行性。

关键词：真空封装激光干涉光学检漏十字中心定位法

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基于改进的U-Net神经网络的稀疏视角光声图像质量增强方法

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激光与光电子学进展 2022年第6期59卷 294-303页

作者：王通董文德沈康刘松德刘文田超中国科学技术大学物理学院安徽合肥230026 南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 中国科学技术大学工程学院安徽合肥230026 精密科学仪器安徽普通高校重点实验室安徽合肥230026

在光声断层成像中,通常利用超声换能器阵列接收光声信号,其制造成本较高,并且阵元数量对最终成像质量有重要影响。为了提升稀疏视角下光声重建的图像质量,提出了一种基于改进的U-Net神经网络结构的稀疏视角光声图像质量增强方法,该方法... 详细信息

在光声断层成像中,通常利用超声换能器阵列接收光声信号,其制造成本较高,并且阵元数量对最终成像质量有重要影响。为了提升稀疏视角下光声重建的图像质量,提出了一种基于改进的U-Net神经网络结构的稀疏视角光声图像质量增强方法,该方法采用的改进的U-Net网络的特点在于通过添加连续卷积层替换跳接层,提升编码器和解码器拼接特征的匹配度;同时利用了基于多尺度结构相似性指数的损失函数对网络进行训练。基于仿体数据集和活体数据集的实验结果表明,改进的U-Net网络具有很好的图像细节重建能力,其所得的重建图像质量优于经典的U-Net网络。

关键词：医用光学与生物光学光声断层成像图像重建稀疏视角深度学习 U-Net

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