检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2021年第6期41卷 1966-1970页

作者：宁莹吴寒旭徐孟邱丽荣赵维谦倪赫北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室北京100081 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京100192

共焦布里渊光谱技术因其具有无创、无标记、高空间分辨等优点,被广泛应用在物理化学、材料科学、矿物学等领域。但自发布里渊散射强度弱,在探测系统消光比不足的情况下,布里渊信号光谱容易与弹性背景光发生交叠甚至是被湮没,因而无法实... 详细信息

共焦布里渊光谱技术因其具有无创、无标记、高空间分辨等优点,被广泛应用在物理化学、材料科学、矿物学等领域。但自发布里渊散射强度弱,在探测系统消光比不足的情况下,布里渊信号光谱容易与弹性背景光发生交叠甚至是被湮没,因而无法实现对布里渊频移的精确测量。尤其在生物医学等前沿领域,浑浊介质粘弹性探测需求的日益增加对布里渊光谱探测系统的抗弹性背景光性能提出了更高的要求,解决共焦布里渊光谱探测系统消光比不足这一问题刻不容缓。为了提高共焦布里渊光谱探测系统的消光比,本文构建了一种暗场共焦布里渊光谱探测系统,将暗场照明应用于共焦布里渊探测中,利用光阑实现了中心遮挡的环形照明、中心通光的圆形收集的光路配置。照明光路与收集光路非交叉的特殊配置,保证了激发光强的同时避免了系统对镜面反射光的收集,因而使得弹性背景光被削弱,布里渊信号光谱显露,提高了系统的消光比。实验表明:相较于传统明场照明配置,暗场共焦布里渊探测系统的抗弹性背景光性能提升,消光比提高了20 dB;0.001%浓度的脂肪乳溶液在暗场配置下背景光得到明显压制,布里渊信号光谱显露,实现了对浑浊介质的布里渊频移数据的精确测量;选取蒸馏水、聚甲基丙烯酸甲酯、二氧化硅玻璃三个标准样品验证暗场配置下的非严格背向散射角,理论分析与实验相吻合,保证了后续轴向声速、纵向弹性模量等参数的计算结果的准确有效。暗场共焦布里渊光谱探测系统综合暗场照明与共焦探测的优点,既拥有共焦探测的高空间分辨率,又借助暗场光路配置提升了系统的抗弹性背景光性能,实现了高消光比、高空间分辨的布里渊光谱探测,为生物医学、材料科学等前沿领域实现对物质机械性能的实时无损探测提供了新的思路。

关键词：共焦布里渊暗场照明消光比

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基于虚像相位阵列共焦布里渊光谱技术的弹性模量测量

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红外与激光工程 2021年第4期50卷 224-231页

作者：徐孟牛海莎祝连庆宁莹北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院北京理工大学光电学院精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室

生物组织和材料的弹性模量是决定其力学性能的关键因素,对生物医学和材料监测等领域至关重要。提出了一种基于虚像相位阵列的弹性模量测量方法,虚像相位阵列与共聚焦显微系统相结合,能够快速获得生物组织和材料的布里渊光谱频移,从而计... 详细信息

生物组织和材料的弹性模量是决定其力学性能的关键因素,对生物医学和材料监测等领域至关重要。提出了一种基于虚像相位阵列的弹性模量测量方法,虚像相位阵列与共聚焦显微系统相结合,能够快速获得生物组织和材料的布里渊光谱频移,从而计算得到其弹性模量。首先,理论上分析了材料的弹性模量和布里渊光谱频移之间的关系;然后,介绍了虚像相位阵列的原理及系统的各组成部分;最后,对样品材料进行光谱测试,分别测得了聚乙烯、二氧化硅玻璃和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的光谱,求得纵向弹性模量M分别为7.23 GPa、83.4 GPa和8.92 GPa,并且测得了PMMA的布里渊光谱图像。结果表明:虚像相位阵列与衍射光栅级联使用,能够改善标准具的级次重叠现象,提高布里渊光谱的分辨率和采集速率,该系统设计的激光和背向散色光抑制模块,显著提高了布里渊信号的对比度,在材料特性、结构监测和生物医学等方面具有重要意义。

关键词：弹性模量虚像相位阵列共焦布里渊光谱频移

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H13钢表面激光熔覆316L/H13+20%WC复合涂层温度场数值模拟

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激光与光电子学进展 2022年第3期59卷 148-156页

作者：邱焕霞俞文斌宋建丽邓佳李云逸邓琦林北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192 中车永济电机有限公司西安分公司陕西西安710016 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

H13钢常充作热作模具材料,在高温高压等工作环境中极易产生磨损、开裂等失效的问题,激光熔覆是一种有效的再制造方法。然而,由于激光熔覆骤冷骤热的特点,使得成形过程温度梯度及冷却速率过大,常导致热应力过大而引起涂层开裂。对H13钢... 详细信息

H13钢常充作热作模具材料,在高温高压等工作环境中极易产生磨损、开裂等失效的问题,激光熔覆是一种有效的再制造方法。然而,由于激光熔覆骤冷骤热的特点,使得成形过程温度梯度及冷却速率过大,常导致热应力过大而引起涂层开裂。对H13钢表面激光熔覆316L/H13+20%WC复合涂层温度场进行数值模拟,研究成形过程温度梯度、冷却速率随时间的变化规律,以及基体预热对温度梯度和冷却速度的影响。同时,在H13钢基体上进行了复合涂层激光熔覆成形试验,以便对数值模拟结果进行验证。试验结果表明,预热可明显降低温度梯度和顶层冷却速率,对于试样表面裂纹产生具有一定的抑制作用。研究结果为H13钢表面激光熔覆改性及模具修复提供了参考依据。

关键词：激光技术 H13钢激光熔覆复合涂层温度场数值模拟

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风电叶片动态数据获取及运动分析

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机械设计与制造 2021年第8期366卷 48-52页

作者：刘其林燕必希董明利孙鹏北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192

将动态摄影测量方法应用于运行中风力发电机叶片在自然风力载荷下关键点的空间坐标动态数据测量中。风电叶片因其独有的形貌特征、运动特点及现场测量环境,令测量面临许多问题。为此提出以风机自身为标定墙及摄影比例尺的动态摄影测量方... 详细信息

将动态摄影测量方法应用于运行中风力发电机叶片在自然风力载荷下关键点的空间坐标动态数据测量中。风电叶片因其独有的形貌特征、运动特点及现场测量环境,令测量面临许多问题。为此提出以风机自身为标定墙及摄影比例尺的动态摄影测量方案,数据处理与风电叶片模态分析数据需求对接。测量所涉及的关键技术有五点法相对定向、单应性匹配、关键点动态数据跟踪分解等。实验结果表明,测量距离在1.5m时,测量运行中风电叶片点空间距离的标准差小于0.637,系统内部测量稳定性良好;与V-Star系统测量值对比,测量运行中风电叶片点空间距离误差优于0.705mm,相比V-Star系统误差扩大10倍;在实地测量中,测量距离在100m时,理论精度可达5cm;设备搭建方便快捷,测量数据丰富且测量范围广,满足风力发电机测量需求。

关键词：动态摄影测量风力发电机叶片五点法相对定向单应性匹配动态数据跟踪动态数据分解

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基于宽带啁啾光纤光栅掺饵光纤激光啁啾脉冲放大方法研究

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中国激光 2021年第11期48卷 41-47页

作者：王增超孟阔陈恺祝连庆骆飞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北京市重点实验室北京100192 合肥工业大学仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009

报道了一种基于宽带啁啾光纤光栅作为展宽器和压缩器的飞秒全保偏掺饵光纤激光放大系统.该系统基于啁啾脉冲放大方法和色散补偿光纤对啁啾脉冲色散调制,并经过具有不同色散量的啁啾光纤光栅对的优化组合,最终实现了重复频率为59.5 MHz... 详细信息

报道了一种基于宽带啁啾光纤光栅作为展宽器和压缩器的飞秒全保偏掺饵光纤激光放大系统.该系统基于啁啾脉冲放大方法和色散补偿光纤对啁啾脉冲色散调制,并经过具有不同色散量的啁啾光纤光栅对的优化组合,最终实现了重复频率为59.5 MHz、脉宽为63 fs、峰值功率为35.2 kW的飞秒激光输出.

关键词：激光光学光纤激光放大器超短脉冲全光纤啁啾脉冲放大

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基于太赫兹时域光谱技术的挥发性有机物吸附过程研究

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红外与激光工程 2025年第2期54卷 254-262页

作者：卢思扬祝静谭志成张雨婷陈江琳吴伟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 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 北京信息科技大学仪器科学与光电工程学院光电测量技术北京市重点实验室北京 100192

在挥发性有机物处理领域,吸附法以其高效、经济的特性被广泛应用.提出了通过温度调控四种石墨烯类材料(还原氧化石墨烯rGO、氟化石墨烯FG、氧化石墨烯GO、羧基化氧化石墨烯GO-COOH)及三种金属有机框架材料(ZIF-8、ZIF-67、MOF-177)对乙... 详细信息

在挥发性有机物处理领域,吸附法以其高效、经济的特性被广泛应用.提出了通过温度调控四种石墨烯类材料(还原氧化石墨烯rGO、氟化石墨烯FG、氧化石墨烯GO、羧基化氧化石墨烯GO-COOH)及三种金属有机框架材料(ZIF-8、ZIF-67、MOF-177)对乙醇的吸附-脱附过程的新思路.室温条件下监测吸附动力学过程,乙醇分子从游离态到吸附于吸附剂表面的吸附态.通过温度调控至46℃、66℃以及76 ℃的方法,利用太赫兹波对吸附态、脱附态(气态)乙醇的吸收不同,实时监测的乙醇分子从吸附-脱附平衡态到脱附状态的过程.通过调控温度,详细分析了太赫兹时域光谱(THz-TDS)信号中光谱峰值的差异,THz-TDS明确证实了四种石墨烯类材料及三种金属有机框架材料与挥发性有机物乙醇所发生的吸附机制,这一发现对于理解吸附-脱附过程的动态平衡具有重要意义.同时,通过EP变化量间接评估了吸附量这一参数,其吸附量关系分别为QGO-COOH＞QFG＞QGO＞QrGO和QZIF-8＞QZIF-67＞QMOF-177,该吸附量的关系通过分析吸附剂的比表面积、表面官能团、总孔体积等理化性质得到了进一步验证.该研究不仅拓展了THz-TDS技术在吸附研究中的应用范围,也为挥发性有机物的高效处理提供了新思路.

关键词：太赫兹时域光谱温度调控吸附-脱附过程吸附法挥发性有机物

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基于动态显微成像的红细胞多角度形态学分析方法

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光学技术 2021年第4期47卷 417-421页

作者：张朦孟晓辰祝连庆北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100101

提出一种结合显微镜和微流控芯片技术的红细胞多角度形态学分析方法,实现了红细胞的动态显微成像,用于红细胞多角度形态学的测量与分析。利用微流控芯片的缩/扩结构使红细胞在特定位置产生旋转或翻转;利用MATLAB对采集到的视频图像进行... 详细信息

提出一种结合显微镜和微流控芯片技术的红细胞多角度形态学分析方法,实现了红细胞的动态显微成像,用于红细胞多角度形态学的测量与分析。利用微流控芯片的缩/扩结构使红细胞在特定位置产生旋转或翻转;利用MATLAB对采集到的视频图像进行分帧处理,通过灰度调整、中值滤波、形态学处理、质心法、目标物识别、动态跟踪等算法处理后,实现对血细胞的有效识别与准确的分类、计数;对分类结果进行多角度形态学分析,并对不同形态红细胞进行最大直径的测量。通过对单细胞多帧关联图像的分析,验证方法的准确性;并利用红细胞多角度形态学分析方法,对糖尿病患者血液及正常人血液进行实验。结果表明,糖尿病患者红细胞相比于正常人红细胞,其平均最大直径及分布宽度均增大。微流控芯片结合图像处理的方法可以实现糖尿病患者与正常人红细胞高通量检测及多角度分析,为其他类型样本细胞多角度形态学测量提供新方法。

关键词：微流控芯片动态显微成像多角度形态学分析红细胞分布宽度

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遗传算法和神经网络的重叠光谱解析

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光谱学与光谱分析 2020年第7期40卷 2066-2072页

作者：都月孟晓辰祝连庆北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100101

随着光谱分析及荧光检测技术的快速发展,单色荧光标记已无法对细胞样本进行精准判断,必须采用双染色或多色荧光标记来分析细胞内部结构。然而,使用光谱测量方法进行多色荧光分析时,由于通常使用多种标记物同时对待测细胞进行标记,发射... 详细信息

随着光谱分析及荧光检测技术的快速发展,单色荧光标记已无法对细胞样本进行精准判断,必须采用双染色或多色荧光标记来分析细胞内部结构。然而,使用光谱测量方法进行多色荧光分析时,由于通常使用多种标记物同时对待测细胞进行标记,发射光谱会产生部分光谱重叠,为了准确对其进行分析,需将重叠峰分解为独立谱峰。针对光谱重叠现象,提出了遗传算法优化BP神经网络(GA_BP)的重叠峰解析算法。首先确定了BP神经网络具体结构,并对重叠峰信号进行二次微分预处理,确定重叠峰中单峰个数及单峰位置,将其作为重叠峰信号的特征值送入BP神经网络的输入层;其次将BP神经网络权值及阈值初始化,利用遗传算法全局搜索的优势,进行算法初始种群及种群规模等最优参数的选取,通过选择、交叉、变异等一系列遗传进化操作进行寻优计算,得到包含BP神经网络最优权值和阈值的个体;然后确定网络最优参数并进行相应网络训练,使优化后的BP神经网络可从输出节点处获得独立单峰的峰宽及强度;最后结合二次微分处理得到的重叠峰特征值,即可分离出单个谱峰。以随机生成的多组高斯重叠峰数学模型作为实验数据进行仿真实验,结果表明该方法具有较高的精确度。其中,双峰重叠峰及三峰重叠峰分解后峰强度及峰宽的最大相对误差分别为0.30%, 3.57%和0.64%, 3.83%;同时也可对四峰重叠峰进行较为准确的分解。此外,将GA_BP网络模型与未经优化的BP神经网络模型作对比,结果表明GA_BP网络运行5步后即可达到预设的误差值,而未经优化的网络模型则需19步方可达到,进一步证明GA_BP网络模型收敛更快且误差较低。由此可见, GA_BP算法在重叠光谱分析中有较好的效果,并可应用于其他能谱重叠峰的分解,与传统方法相比具有明显的优势,具有一定的实用价值。

关键词：生物医学重叠峰分解神经网络遗传算法

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一种基于OpenCV的高精度光斑中心定位方法

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光学与光电技术 2023年第5期21卷 67-72页

作者：姜超狄世超刘超寻静怡李俊北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192 北京信息科技大学生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100192 北京航天发射技术研究所北京100076

激光光斑中心的准确定位对共焦显微系统有着重要作用。为了提高光斑中心定位的准确性,设计了一种基于OpenCV的高精度光斑中心定位检测方法。首先对采集到的光斑图像进行降噪滤波,再通过聚类分析,筛选连通域排除粗大误差,然后对目标连通... 详细信息

激光光斑中心的准确定位对共焦显微系统有着重要作用。为了提高光斑中心定位的准确性,设计了一种基于OpenCV的高精度光斑中心定位检测方法。首先对采集到的光斑图像进行降噪滤波,再通过聚类分析,筛选连通域排除粗大误差,然后对目标连通域边缘进行形态学处理,最后将边缘数据拟合成椭圆定位光斑中心。仿真与实验结果表明:该方法与其他传统光斑中心定位方法相比,具有小于0.1 pixel的亚像素级定位精度,检测结果更稳定,是一种高精度的光斑中心定位方法。

关键词：共焦显微系统光斑中心定位滤波降噪聚类分析形态学

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基于光程调制的多差动共聚焦显微技术研究

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光学与光电技术 2023年第3期21卷 31-36页

作者：黄馨刘超姜超狄世超北京信息科技大学光电测试技术北京市重点实验室北京100192 北京信息科技大学生物医学检测技术及仪器北京实验室北京100192 北京航天发射技术研究所北京100076

为解决传统共焦显微系统的分辨力与线性量程不能兼顾的问题,提出了基于变光程技术的多差动共焦显微技术,利用光程的调制在单探测光路中实现轴向响应曲线相对于焦平面的对称相移的方式,仅需要调整单一参数就可获得不同离焦量的响应曲线,... 详细信息

为解决传统共焦显微系统的分辨力与线性量程不能兼顾的问题,提出了基于变光程技术的多差动共焦显微技术,利用光程的调制在单探测光路中实现轴向响应曲线相对于焦平面的对称相移的方式,仅需要调整单一参数就可获得不同离焦量的响应曲线,实现具有绝对零点、线性度好的多差动光路系统,从而实现在同一系统中对高分辨力与大量程的兼容。该技术减少了元器件性能差异和人为装调误差,结构简单,提高了可靠性。实验表明:系统可兼顾分辨力与线性量程,轴向分辨力可达6.46nm。为微细结构的测量提供了一种精度高、结构简单、应用场合广泛的技术。

关键词：变光程相位调制差动共焦虚拟针孔显微技术

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