检索结果-内蒙古大学图书馆

生物医学工程学杂志 2019年第5期36卷 841-849页

作者：王春苒张帆单宝娟刘佳琪祝连庆北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学先进光电子器件与系统创新引智基地北京100192

肝星状细胞的细胞收缩力在肝脏损伤、炎症和纤维化的过程中起着非常重要的作用。本文提出了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄微柱阵列测量人肝星状细胞系LX-2细胞收缩力的方法,以实现亚细胞级的细胞收缩力大小、方向、分布及其动态变化... 详细信息

肝星状细胞的细胞收缩力在肝脏损伤、炎症和纤维化的过程中起着非常重要的作用。本文提出了一种基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄微柱阵列测量人肝星状细胞系LX-2细胞收缩力的方法,以实现亚细胞级的细胞收缩力大小、方向、分布及其动态变化的测量。首先,运用二次铸模工艺制备了以玻底培养皿为基底的满足100倍物镜成像工作距离的薄微柱阵列,并对微柱表面进行亲水、压印蛋白处理,再在其上接种细胞。然后,将细胞培养在无胎牛血清(FBS)培养基中以使细胞处于静息态,再通过加入FBS的方法使细胞转变为激活态。通过图像处理技术得到不同时刻微柱顶端发生的位移,结合微柱力学仿真结果,计算得到作用在微柱上的细胞收缩力,并对细胞状态激活前后微柱的受力情况进行了分析。本研究的实验结果表明,静息态时,细胞收缩力最大为20 nN;加入FBS激活细胞后,细胞收缩力最大增强至110 nN。本文所述方法可测量单个LX-2细胞在静息态和激活态时的收缩力,对肝纤维化引发的慢性肝病的病理研究、药物筛选具有重要的意义。

关键词：肝星状细胞系收缩力微柱阵列激活

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应用于集成光学陀螺敏感单元的硅基微环谐振腔

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激光与光电子学进展 2022年第13期59卷 269-276页

作者：孙道鑫张东亮毕付鹿利单周哲海祝连庆北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光纤传感与系统北京实验室北京100016

硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环... 详细信息

硅基光子集成谐振腔作为光学敏感单元对芯片级光学陀螺的性能起着至关重要的作用。以互易敏感增强型双微环架构的光子集成陀螺谐振腔为研究对象,通过时域有限差分法仿真分析了双微环谐振腔的关键结构参数,并通过搭建仿真链路研究了微环谐振腔的品质因子、精细度与耦合系数、传输损耗的内在关系。在此基础上,选取典型结构参数设计版图,基于无源硅基光子集成工艺的多项目晶圆流片制备了双微环谐振腔器件。测试结果表明,当微环半径为500μm、波导与微环的耦合系数为0.3时,在工作波长1550 nm附近微环的自由光谱范围为0.182 nm,3 dB带宽为0.045 nm,精细度为4.04,品质因子约为3.4×10^(4)。本研究结果为双微环谐振腔的进一步优化设计提供了依据。

关键词：集成光学陀螺双微环谐振腔绝缘体上硅耦合系数品质因子

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基于卷积运算的视网膜层结构自动分割算法研究

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激光杂志 2021年第12期42卷 149-154页

作者：殷晓可何倩倩周哲海北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京 100192

在眼科临床医学中,视网膜的形态结构特征是医生对患者进行眼科疾病诊断的重要依据.基于光学相干层析成像技术(OCT)可以得到完整的视网膜结构图像,但现有的OCT图像分割方法中,散斑噪声和灰度分布不均匀对这些方法的性能产生负面作用,难... 详细信息

在眼科临床医学中,视网膜的形态结构特征是医生对患者进行眼科疾病诊断的重要依据.基于光学相干层析成像技术(OCT)可以得到完整的视网膜结构图像,但现有的OCT图像分割方法中,散斑噪声和灰度分布不均匀对这些方法的性能产生负面作用,难以满足临床应用的需求.针对上述问题,为了提高医生的诊断效率并降低误诊率,提出了一种自动分割视网膜层结构的算法,通过伽玛变换、中值滤波、二值化、形态学处理、边缘检测、最小二乘法曲线拟合等技术,对OCT视网膜图像进行自动分割来辅助医生诊断.实验结果表明,该视网膜结构自动分割方法与专家人工标记的平均相似率达到95.1％,运行时间10.7 s,具有良好的有效性和实时性,满足临床应用的需求.

关键词：视网膜图像分割 OCT

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基于增强型最大比例混合接收机的硅基调制器线性度补偿方法

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光学学报 2023年第23期43卷 118-129页

作者：秦军陶源盛金明韩昌灏 Rahul Kumar Gangwar 李月琴孙剑缪旻北京信息科技大学信息与通信工程学院信息与通信系统信息产业部重点实验室北京100101 北京信息科技大学信息与通信工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100101 北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871

硅基调制器具有体积小、功耗低、易集成等优势,但相较于铌酸锂调制器,线性度通常较差,从而限制了其在光载无线等通信系统中的性能。提出一种增强型最大比例混合接收机(EMRC-Rx),用以补偿硅基调制器对无源光接入网络带来的性能下降缺点。... 详细信息

硅基调制器具有体积小、功耗低、易集成等优势,但相较于铌酸锂调制器,线性度通常较差,从而限制了其在光载无线等通信系统中的性能。提出一种增强型最大比例混合接收机(EMRC-Rx),用以补偿硅基调制器对无源光接入网络带来的性能下降缺点。EMRC-Rx综合利用直接检测机(DD-Rx)和轻相干检测机(Lite CO-Rx)的优势,借助两种接收方式的最大信噪比占比,可以显著提升接收机的灵敏度,进而解决硅基调制器低线性度导致的系统性能下降问题。实验结果表明,当误码率高于KP4-FEC阈值1.0×10^(-4)时,相较于DD-Rx和Lite CO-Rx,EMRC-Rx的接收灵敏度分别提升5.5 dB和8.8 dB,误差矢量幅度(EVM)分别提升32.5%和41.1%,系统性能明显得到改善。通过进一步与铌酸锂调制器进行对比发现,相比采用铌酸锂调制器的Lite CO-Rx和DD-Rx,基于硅基调制器的EMRC-Rx的接收灵敏度分别提升3.5 dB和7.9 dB,且可取得与铌酸锂调制器中MRC-Rx接近的系统性能,验证了EMRC-Rx对硅基调制器低线性度带入的性能劣化的补偿效果。本工作对在5G时代利用硅基调制器构建高可靠、低成本的光子集成接入网具有指导意义。

关键词：硅基调制器直接检测轻相干检测无源光接入网调制器线性度

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基于眼底OCT图像识别青光眼病症的算法研究

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激光杂志 2020年第3期41卷 101-106页

作者：康健王晓玲李威良周哲海北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

青光眼是目前常见的眼部疾病之一,具有较强的隐蔽性和突发性。由于光学相干层析成像(OCT)具有无创性、高探测灵敏度等特点,在临床上被广泛用于眼科疾病的诊断,但如何准确、高效地基于OCT眼底图像识别青光眼病症仍然是一个难题。为此提... 详细信息

青光眼是目前常见的眼部疾病之一,具有较强的隐蔽性和突发性。由于光学相干层析成像(OCT)具有无创性、高探测灵敏度等特点,在临床上被广泛用于眼科疾病的诊断,但如何准确、高效地基于OCT眼底图像识别青光眼病症仍然是一个难题。为此提出了一种新的基于眼底OCT图像识别青光眼病症的算法,该算法首先对OCT图像进行直方图均匀化,解决其灰度不均匀的问题,然后再用数学形态学闭操作去除图像中视盘周围血管与神经干扰,之后使用自适应阈值分割和边缘检测canny算法对视盘视杯进行边界追踪,最后统计特征区域内像素个数获取CDR参数。通过实验将本方法应用于成人OCT眼底图上,结果显示本方法提取出的CDR参数与专家手绘CDR参数相比平均相似率在94.9%以上,可以作为临床诊断的定量分析工具。

关键词：青光眼光学相干层析成像边界追踪图像识别

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基于高浓度掺铒光纤的平坦宽带光源设计

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光学技术 2023年第1期49卷 78-84页

作者：王雨舟张雯熊洁宋言明北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为了实现高平坦的自发辐射输出,提出并设计了一种基于974nm泵浦源和高掺杂浓度掺铒光纤的平坦宽带光源。系统以泵浦波长974nm的激光二极管作为泵浦源,先将泵浦光分为两路对掺铒光纤分级泵浦,再将铒离子产生的自发辐射光合并输出,并调节... 详细信息

为了实现高平坦的自发辐射输出,提出并设计了一种基于974nm泵浦源和高掺杂浓度掺铒光纤的平坦宽带光源。系统以泵浦波长974nm的激光二极管作为泵浦源,先将泵浦光分为两路对掺铒光纤分级泵浦,再将铒离子产生的自发辐射光合并输出,并调节铒纤长度和泵浦功率对输出光谱进行优化。仿真结果表明:泵浦功率为160mW,两段掺铒光纤长度分别为7m和2m时,可以在1530~1610nm得到带宽为80nm,功率为20.348mW,平坦度为±1.268dB的光谱输出。该系统在不额外增加滤波器且光纤总长小于10m的前提下,实现平坦宽带输出,有望在光纤传感系统中得到应用。

关键词：光谱学平坦度宽带光源掺铒光纤

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移动机器人多传感器融合定位仿真研究

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计算机仿真 2023年第3期40卷 436-441页

作者：张文玥娄小平陈福笛北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

多传感器融合定位是解决移动机器人自主定位问题的主要方法之一。针对移动机器人单一传感器自主定位存在的精度低、局限性大等问题,研究设计了基于多传感器融合定位的解决方案方案在定位过程中利用基于扩展卡尔曼滤波和自适应蒙特卡罗... 详细信息

多传感器融合定位是解决移动机器人自主定位问题的主要方法之一。针对移动机器人单一传感器自主定位存在的精度低、局限性大等问题,研究设计了基于多传感器融合定位的解决方案方案在定位过程中利用基于扩展卡尔曼滤波和自适应蒙特卡罗的组合算法,实现对里程计、惯性测量单元以及激光雷达等多个传感器数据的融合,完成移动机器人自主定位。最后利用Turtlebot2机器人和Gazebo仿真环境模拟移动机器人的工作场景,完成对该定位方法的验证,仿真结果表明,上述设计能满足移动机器人在室内未知环境中的自主定位需求,降低定位误差。

关键词：多传感器融合定位里程计性测量单元激光雷达

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光镊技术在单细胞和单分子特性检测中的研究进展

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激光杂志 2021年第12期42卷 7-17页

作者：熊涛王子奇刘攵铭周哲海北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京 100192

光镊是一种高分辨率的光学操控技术,自诞生以来就广泛应用于生物研究领域,对单细胞和单分子的相关研究起了关键作用.随着近些年对光镊技术的不断改进,一些新方法已经用于单细胞和单分子的研究.综述了近些年光镊在单细胞操控、细胞间相... 详细信息

光镊是一种高分辨率的光学操控技术,自诞生以来就广泛应用于生物研究领域,对单细胞和单分子的相关研究起了关键作用.随着近些年对光镊技术的不断改进,一些新方法已经用于单细胞和单分子的研究.综述了近些年光镊在单细胞操控、细胞间相互作用、红细胞力学特性研究领域的最新进展和光镊技术在单分子特性检测中的最新应用成果,以及光镊拉曼技术和光镊结合微流控技术的最新应用实例.最后,分析了光镊目前的发展现状并对光镊技术未来的发展提出了展望分析.

关键词：光镊生物细胞单分子拉曼光镊微流控

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单目视觉空间移动靶位姿测量方法研究

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仪器仪表学报 2023年第11期44卷 196-204页

作者：刘其林董明利孙鹏燕必希祝连庆长春理工大学光电工程学院长春130022 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为向室内定位技术定位精度及抗干扰能力提供高精度数据对比标准,提出单目视觉空间移动靶位姿测量方法。结合机器视觉投影矩阵求解与摄影测量后方交会技术,实现任意靶位姿下的相机外参数求解。首先,通过世界坐标系下地面控制点坐标及其... 详细信息

为向室内定位技术定位精度及抗干扰能力提供高精度数据对比标准,提出单目视觉空间移动靶位姿测量方法。结合机器视觉投影矩阵求解与摄影测量后方交会技术,实现任意靶位姿下的相机外参数求解。首先,通过世界坐标系下地面控制点坐标及其像面坐标,计算真实相机站位;随后,根据靶点初始世界坐标及其实时像面坐标,求解虚拟相机站位;最后,根据虚拟及真实相机站位外参数,将靶点初始世界坐标变换至靶点实时世界坐标。实验结果表明,在10 m×4.5 m×3.8 m测量空间中,靶位移距离测量误差X方向均方根误差(RMSE)为0.3583 mm,Y方向RMSE为0.3509 mm,Z方向RMSE为1.4752 mm。靶姿态角φ测量RMSE为0.0940°,ω测量RMSE为0.0893°,κ测量RMSE为0.0254°。满足大范围移动载体的高精度实时定位定姿需求。

关键词：空间移动靶单目视觉虚拟相机站位实时定位实时定姿

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基于LED照明的时域全场OCT成像系统设计

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激光技术 2023年第2期47卷 280-285页

作者：马志明王晓玲周哲海北京信息科技大学光电测试技术及仪器教育部重点实验室北京100192

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验... 详细信息

为了进一步降低成本并提高成像的速度与精度,提出了一种基于发光二极管(LED)照明的全场时域光学相干层析成像技术(OCT)系统。用LED作光源、采用带反馈的闭环四步移相法采集信号,阐述了其成像原理,并进行了系统结构研究、理论分析和实验验证。结果表明,系统的相干长度为23μm,轴向分辨率达到了11.8μm,横向分辨率为19.8μm,单幅图的采集时间为2.15 ms;与以往的OCT扫描方式相比,该方法减小了实现成本,并具有更快的扫描速率以及更高的精度,有着很大的使用价值。该研究为开发超高速、高精度的低成本OCT系统提供了参考。

关键词：成像系统光学相干层析发光二极管光源时域光学相干层析成像全场

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