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中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议—全域地球物理探测与智能感知学术研讨会

作者：文艺伍康郭梅影李振兴陈逸聪王力军清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系

地表重力加速度（g,常用值9.8 m/s）的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限... 详细信息

地表重力加速度（g,常用值9.8 m/s）的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限制,而振动补偿是一种简单方便的方法,惯性传感器探测地面振动噪声来对测量结果进行修正,有望应用于野外重力测量。目前常用于振动补偿的惯性传感器有地震计和加速度计。地震计测量精度高,但带宽窄、动态性能差,对于高频振动存在探测信号失真问题;加速度计测量带宽大,动态性能更好,存在低频漂移问题。本研究在自主研发的T-1型高精度绝对重力仪的基础上,采用地震计和石英加速度计两种传感器分别进行振动补偿,结果表明在振动噪声较小的安静环境下,采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿可将单次测量标准差从补偿前的3700μGal减小到192μGal和1300μGal;在高频噪声较多的复杂环境下,无补偿的单次测量标准差为4000μGal,而采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿后单次测量标准差分别为700μGal和1400μGal。由此可见地震计的补偿性能随着噪声强度的增大迅速降低,而加速度计的补偿性能则比较稳定,此外地震计还存在由于量程限制无法适应野外甚至动平台式的绝对重力测量实验的问题。因此,该实验进一步指明了两种传感器在振动补偿中各自的适用范围,为今后不同实验条件下进行振动补偿实验提供了惯性传感器的选择标准。

关键词：绝对重力测量振动补偿地震计加速度计

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多感知集成的柔性电子皮肤

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化学学报 2019年第12期77卷 1250-1262页

作者：赵帅朱荣清华大学精密仪器系北京100084 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

具有类人皮肤功能的柔性电子皮肤,由于其在可穿戴电子、健康监测、智能机器人、智能假肢等领域具有广阔的应用前景已成为研究热点,这些应用需求对电子皮肤的传感功能、结构特征、信号处理等提出了特殊要求.本综述从人体皮肤感知功能出发... 详细信息

具有类人皮肤功能的柔性电子皮肤,由于其在可穿戴电子、健康监测、智能机器人、智能假肢等领域具有广阔的应用前景已成为研究热点,这些应用需求对电子皮肤的传感功能、结构特征、信号处理等提出了特殊要求.本综述从人体皮肤感知功能出发,论述了电子皮肤所需具备的关键传感功能和实现方法,包括压力、温度、湿度、流场、材质等信息传感;综述了多感知集成技术,主要分为直接集成法、功能材料法和检测统一法等三种,论述了各种方法的优缺点;最后提出柔性电子皮肤在多感知集成方面所面临的挑战和发展方向.

关键词：柔性电子皮肤多感知集成直接集成功能材料检测统一

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绝对重力测量中惯性传感器振动补偿的对比分析

绝对重力测量中惯性传感器振动补偿的对比分析

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中国地球物理学会地球物理技术委员会第九届学术会议——全域地球物理探测与智能感知学术研讨会

作者：文艺伍康郭梅影李振兴陈逸聪王力军清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系北京100084

地表重力加速度(g,常用值9.8 m/s2)的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限... 详细信息

地表重力加速度(g,常用值9.8 m/s2)的精密观测关于地球内部密度结构等许多地球物理问题的研究,提供了重要地球物理数据,同时也广泛应用于计量学、大地测量学等领域目前应用最广的激光干涉式绝对重力测量法其测量精度主要受振动噪声的限制,而振动补偿是一种简单方便的方法,惯性传感器探测地面振动噪声来对测量结果进行修正,有望应用于野外重力测量.目前常用于振动补偿的惯性传感器有地震计和加速度计.地震计测量精度高,但带宽窄、动态性能差,对于高频振动存在探测信号失真问题;加速度计测量带宽大,动态性能更好,存在低频漂移问题.本研究在自主研发的T-1型高精度绝对重力仪的基础上,采用地震计和石英加速度计两种传感器分别进行振动补偿,结果表明在振动噪声较小的安静环境下,采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿可将单次测量标准差从补偿前的3700μGal减小到192μGal1和1300μGal;在高频噪声较多的复杂环境下,无补偿的单次测量标准差为4000μGal,而采用地震计和加速度计作为传感器的振动补偿后单次测量标准差分别为700μGal和1400μGal.由此可见地震计的补偿性能随着噪声强度的增大迅速降低,而加速度计的补偿性能则比较稳定,此外地震计还存在由于量程限制无法适应野外甚至动平台式的绝对重力测量实验的问题.因此,该实验进一步指明了两种传感器在振动补偿中各自的适用范围,为今后不同实验条件下进行振动补偿实验提供了惯性传感器的选择标准.

关键词：绝对重力测量振动补偿地震计加速度计

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基于压缩感知算法的无透镜数字全息成像研究

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激光与光电子学进展 2020年第8期57卷 1-11页

作者：张华曹良才金国藩白瑞迪清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 杜克大学电子与计算机工程系美国达勒姆NC 27708

无透镜数字全息计算成像可以实现大视场高分辨率三维成像,但面临成像分辨率低和信噪比差的问题。为此,构建了基于衍射传输的无透镜压缩数字全息成像模型,开发了基于全变分正则化约束和两步迭代收缩阈值的优化算法,抑制了全息重建的二阶... 详细信息

无透镜数字全息计算成像可以实现大视场高分辨率三维成像,但面临成像分辨率低和信噪比差的问题。为此,构建了基于衍射传输的无透镜压缩数字全息成像模型,开发了基于全变分正则化约束和两步迭代收缩阈值的优化算法,抑制了全息重建的二阶项噪声与孪生像噪声,并在重建模型中引入滤波层,提高了三维图像的重建信噪比。同时,提出了基于有效抗混叠区域的压缩全息分块并行重建算法,提升了压缩数字全息重建效率。建立了基于双角度照明的压缩数字全息成像模型,提高了三维成像的轴向分辨能力。基于上述算法,在多层掩模版和粒子流场上实现了大视场无透镜显微成像。

关键词：成像系统计算成像编码成像数字全息压缩感知

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基于深度学习的粒子场数字全息成像研究进展

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应用光学 2020年第4期41卷 662-674页

作者：吴羽峰吴佳琛郝然金尚忠曹良才中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室浙江杭州310018 精密测试技术及仪器国家重点实验室清华大学精密仪器系北京100084

粒子场的数字全息成像中,由一幅粒子场全息图重建出高精度的三维粒子场分布,是数字全息技术领域的经典问题之一。相比于传统反向重建算法,深度学习算法可以从单个全息图直接重建出三维粒子场来简化算法复杂度,提高计算效率和准确率。介... 详细信息

粒子场的数字全息成像中,由一幅粒子场全息图重建出高精度的三维粒子场分布,是数字全息技术领域的经典问题之一。相比于传统反向重建算法,深度学习算法可以从单个全息图直接重建出三维粒子场来简化算法复杂度,提高计算效率和准确率。介绍国内外研究团队将深度学习算法结合数字全息技术实现粒子场数字全息成像的研究进展,从不同粒子表征方法入手,叙述了支持向量机、全连接神经网络、全卷积网络、U-Net网络、深度神经网络在粒子场数字全息成像中粒子表征及粒子场反向重建过程中的应用原理、实现途径和准确率。最后指出了深度学习算法在这一研究领域的优势及目前基于深度学习算法的不足,并对如何进一步提高该方法的准确率进行了展望。

关键词：粒子场数字全息深度学习神经网络

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全息掺杂光致聚合物的吸收光谱定量化分析

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光电工程 2019年第3期46卷 115-121页

作者：曹良才吴圣涵何泽浩李瑶瑶金国藩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

掺杂光致聚合物的合成过程对其性能的影响至关重要。目前掺杂光致聚合物的合成过程优化主要依靠大量实验数据和操作者实验经验。本文提出了一种利用掺杂光致聚合物的吸收光谱定量化分析光致聚合物合成过程的方法。该方法通过对掺杂光致... 详细信息

掺杂光致聚合物的合成过程对其性能的影响至关重要。目前掺杂光致聚合物的合成过程优化主要依靠大量实验数据和操作者实验经验。本文提出了一种利用掺杂光致聚合物的吸收光谱定量化分析光致聚合物合成过程的方法。该方法通过对掺杂光致聚合物制备过程中的各个阶段样品进行吸收光谱测量分析,揭示样品制备过程中吸收光谱随制备过程变化的趋势,并利用吸收光谱法定量监测聚合物预聚合过程的程度和速率,为科学定量优化掺杂光致聚合物制备过程提供了新方法。

关键词：吸收光谱光致聚合物定量监测定量优化

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激光回馈半钢化玻璃应力双折射测量技术

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激光技术 2020年第3期44卷 371-376页

作者：马响邓勇张书练南通大学机械工程学院南通226019 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

为了快速准确地测量半钢化玻璃的应力双折射大小,实时监测产品质量,结合半经典理论与三镜腔理论模型,研究了基于激光回馈效应的半钢化玻璃应力双折射自动测量技术。测量装置由精密光学元件及运动平台组合搭建,由偏振光低电平的占空比自... 详细信息

为了快速准确地测量半钢化玻璃的应力双折射大小,实时监测产品质量,结合半经典理论与三镜腔理论模型,研究了基于激光回馈效应的半钢化玻璃应力双折射自动测量技术。测量装置由精密光学元件及运动平台组合搭建,由偏振光低电平的占空比自动判断样品主应力方向,测量效率较高;采用降低输入电压变化梯度的方法,将输出电压控制在较小的范围内波动,提高了压电陶瓷位移稳定性。结果表明,样品应力双折射的大小由调谐曲线上一个偏振跳变周期内偏振跳变点的位置决定,多次测量的最大偏差为6.1nm/cm,标准差低于2.0nm/cm。该技术具有测量周期短、精度高且重复性好等特点,适用于实际生产中。

关键词：激光技术正交偏振半钢化玻璃应力双折射

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基于主动照明调制的水下偏振成像方法

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应用光学 2024年第6期45卷 1189-1196页

作者：董昌吉张卫红黄一钊李绪锦王洪远胡浩丰天津大学海洋科学与技术学院海洋经济技术产业化联合研究中心天津300072 天津大学海洋科学与技术学院天津300072 崂山实验室海洋观测与探测研究部山东青岛266237 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 清华大学精密仪器系精密测试及仪器国家重点实验室北京100084

浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响。介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地... 详细信息

浑浊水体中的光学衰减和吸收效应常常导致成像质量的明显下降,对诸多基于水下视觉图像的应用产生了不可忽视的影响。介绍了一种水下散射抑制的偏振成像方法,其关键思想是通过主动照明调制实现后向散射光偏振程度最大化,从而最大程度地抑制后向散射光。通过目标场景穆勒矩阵的测量、后向散射光的斯托克斯矢量的给定、入射主动照明斯托克斯矢量的确定,以及偏振特征矢量的计算,最终结合这些信息对散射介质中的图像进行复原。实验结果表明,该方法在处理浑浊水体下的成像问题方面表现出色。与其他方法相比,它显著提升了图像质量,为水下环境中的成像应用提供了有力的解决方案。该方法的独特之处在于其主动偏振照明调制技术,通过主动照明控制,实现了后向散射光的偏振特性调控,从而有效地减少了散射引起的成像退化,为水下偏振成像领域带来了新的研究思路。

关键词：偏振成像浑浊水成像主动照明调制图像复原

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微系统自唤醒技术的研究与发展

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遥测遥控 2021年第5期42卷 1-16页

作者：杨登张凌云赵嘉昊清华大学精密仪器系北京100084 精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 智能微系统教育部重点实验室北京100084 北京未来芯片技术高精尖创新中心北京100084

微系统技术集信息获取、处理、交换、执行以及供能等功能于一体,已广泛应用于物联网终端,而物联网终端电池续航能力限制了其在各类场景中的应用能力。将自唤醒技术--一种能量管理策略--应用于物联网终端微系统,可实现微系统低功耗休眠... 详细信息

微系统技术集信息获取、处理、交换、执行以及供能等功能于一体,已广泛应用于物联网终端,而物联网终端电池续航能力限制了其在各类场景中的应用能力。将自唤醒技术--一种能量管理策略--应用于物联网终端微系统,可实现微系统低功耗休眠与唤醒状态的自动切换。对微系统的自唤醒技术进行归纳与分析,根据微系统休眠时功耗特点的不同,将自唤醒技术分为四类。然后在此基础上,对微系统自唤醒技术主要应用场景中有效工作时长占比小、分布范围广、部署数量多等特点进行了分析。最后对微系统自唤醒技术未来发展与面临挑战的讨论表明,自唤醒技术在未来物联网的构建过程中将发挥重要作用。

关键词：微系统自唤醒零功耗物联网续航

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石英包层LYSO:Ce闪烁光纤的电子辐射传感特性

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中国激光 2020年第8期47卷 160-166页

作者：孟宗陈子君李玉和郭强燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 上海大学特种光纤与光接入网省部共建重点实验室培育基地上海200444

为提高闪烁光纤辐射探测性能,采用改进的插棒法制备了基于高性能闪烁晶体材料LYSO∶Ce的石英包层晶体闪烁光纤。利用电子加速器进行电子辐照对比实验,研究了石英包层LYSO∶Ce闪烁光纤(SLCF)与现有的石英包层YAG∶Ce闪烁光纤(SYCF)的电... 详细信息

为提高闪烁光纤辐射探测性能,采用改进的插棒法制备了基于高性能闪烁晶体材料LYSO∶Ce的石英包层晶体闪烁光纤。利用电子加速器进行电子辐照对比实验,研究了石英包层LYSO∶Ce闪烁光纤(SLCF)与现有的石英包层YAG∶Ce闪烁光纤(SYCF)的电子辐射响应,并进一步分析了光纤长度、光纤与辐射源距离对SLCF的辐射传感特性的影响。通过辐射实验验证了SLCF的辐射传感特性的可重复性。实验结果表明,SLCF具有优良的电子辐射响应和传感特性。

关键词：光纤光学闪烁光纤辐射传感电子辐射

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