检索结果-内蒙古大学图书馆

激光与光电子学进展 2020年第8期57卷 12-21页

作者：马雪洁刘蓉李晨曦陈文亮徐可欣天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

高光谱成像方法可同时获取在体组织的二维图像与光谱信息,具有空间与光谱分辨率高、成像范围大、无损快速等优点,为在体诊断提供了丰富的信息。近年来,研究人员在成像方法、仪器与应用方面进行了大量研究,取得了长足进展。本文综述了高... 详细信息

高光谱成像方法可同时获取在体组织的二维图像与光谱信息,具有空间与光谱分辨率高、成像范围大、无损快速等优点,为在体诊断提供了丰富的信息。近年来,研究人员在成像方法、仪器与应用方面进行了大量研究,取得了长足进展。本文综述了高光谱在体组织成像方法及应用研究的主要进展,探讨高光谱成像分光方法、系统组成与特点。从光谱重构方法、组织光学参数测量、基于深度学习的图像处理方法等方面,介绍在体组织成像与成分检测方法的研究进展。同时,对高光谱成像在临床医学,如皮肤创伤与愈合过程检测,糖尿病足与视网膜疾病诊断,手术中检测及微循环功能评估等方面的应用进展进行了总结。

关键词：成像系统高光谱成像生物医学光子学组织光学成像

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一种基于频谱特征的周期性结构参数检测方法

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激光与光电子学进展 2020年第12期57卷 134-144页

作者：宋斌闫宁朱琳琳张效栋天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

利用周期性结构纹理图像独特的频谱分布,设计出一种基于频谱特征的周期性结构参数检测方法,搭建了静态图像检测和实时采集检测系统,对织物密度进行多次检测实验.检测结果表明,相对误差小于1%的比例达到96.7%,平均误差比现有算法降低了约... 详细信息

利用周期性结构纹理图像独特的频谱分布,设计出一种基于频谱特征的周期性结构参数检测方法,搭建了静态图像检测和实时采集检测系统,对织物密度进行多次检测实验.检测结果表明,相对误差小于1%的比例达到96.7%,平均误差比现有算法降低了约36%,单帧图像检测时间约为150ms,适用于工业检测场景.将所提方法应用于纸张计数、木材纹理检测、微结构阵列检测等实际应用领域,实验结果表明,基于频谱特征的周期性结构参数检测方法的准确度较高,适用范围广,检测效率高.

关键词：图像处理频谱特征周期性结构参数检测

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二维相关近红外光谱的植物油鉴别方法

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光谱学与光谱分析 2020年第10期40卷 3230-3234页

作者：王哲李晨曦钱蕊刘蓉陈文亮徐可欣天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国汽车技术研究中心有限公司天津300300

植物油分类鉴别方法研究在食品安全与质量监管中具有重要的研究意义及应用价值。近红外光谱方法可实现复杂成分定性与定量分析,具有无损、快速的优势,在植物油鉴别分类方面应用广泛。研究了基于二维相关近红外光谱的植物油分类鉴别方法... 详细信息

植物油分类鉴别方法研究在食品安全与质量监管中具有重要的研究意义及应用价值。近红外光谱方法可实现复杂成分定性与定量分析,具有无损、快速的优势,在植物油鉴别分类方面应用广泛。研究了基于二维相关近红外光谱的植物油分类鉴别方法:利用傅里叶变换近红外光谱仪采集不同种类植物油的动态光谱,对其进行二维相关分析,得到二维相关同步谱,同步谱的主对角元素即其自相关谱,利用主成分分析提取自相关谱的主成分,最后基于欧氏距离实现植物油种类鉴别。利用二维同步谱的自相关谱主成分之间的欧氏距离实现常见植物油分类判别,提高了分类准确性和算法效率。二维相关分析以正己烷浓度为扰动因素,采集不同浓度扰动下植物油动态光谱,选择不同种类植物油近红外吸收光谱差异最大的6001~6063 cm^-1波长范围计算植物油样本的二维相关谱。二维相关分析的计算过程相对于原始谱而言,其实质就是提取不同品种的植物油随扰动因素变化的特征信息。而这些特征信息体现在大量的数据点中(二维相关同步谱矩阵),因此需要进一步降低变量维度。二维同步谱的对角线元素,即其自相关谱,代表了不同波长处光谱强度随扰动因素变化的程度,这里用自相关谱来代替二维同步谱,大大减少了变量数量。为了进一步降低数据维度,对各种类植物油的自相关谱进行主成分分析,将自相关谱主成分作为分类模型参数。通过计算各种类植物油自相关谱主成分之间的欧式距离,在择近原则基础上实现不同种类植物油鉴别。实验结果表明,二维相关近红外光谱与其特征提取方法相结合可以提高植物油分类准确度,基于自相关谱主成分之间欧式距离的分类方法也为食用油鉴别应用以及自动化处理提供了有效手段。

关键词：近红外光谱二维相关谱主成分分析植物油分类鉴别

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随机优化算法应用于太赫兹测厚方法的研究

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光谱学与光谱分析 2020年第10期40卷 3066-3070页

作者：张洪桢何明霞石粒力王鹏騛天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 南京大学电子科学与工程学院超导电子学研究所江苏南京210023

镀膜是汽车、船舶、航空制造等行业必不可少的工艺步骤,合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定,还有利于节约涂料、降低涂装成本。随着工业4.0的时代的到来,在生产线上实现在线、非接触的无损高精度检测是必然趋势。相比于传统的测量... 详细信息

镀膜是汽车、船舶、航空制造等行业必不可少的工艺步骤,合理的漆膜厚度不仅有利于涂装质量的稳定,还有利于节约涂料、降低涂装成本。随着工业4.0的时代的到来,在生产线上实现在线、非接触的无损高精度检测是必然趋势。相比于传统的测量手段,基于飞行时间原理的太赫兹测厚方法能够实现非接触式的在线测量,但是当样品的光学厚度较小时,太赫兹脉冲将在时域发生混叠,无法直接通过脉冲峰值位置获取准确的飞行时间。针对这一问题,建立了太赫兹反射信号的多元回归模型,借助差分进化算法自动计算模型参数、求解样品厚度,实现了在样品折射率未知情况下对涂层厚度的自动测量;提出了一种基于反射式太赫兹时域光谱系统与随机优化算法的厚度测量方法,针对同一时域信号进行多次计算,验证了差分进化算法的稳定性;分析了样品基底所处平面的法线方向与太赫兹波出射方向之间的角度误差对测量结果的影响;研究了飞行时间法应用于多层样品中测量各层厚度的可行性。结果表明,差分进化算法的计算结果较为稳定,浸锌漆、黑色漆和底漆三种样品厚度计算结果的不确定度分别为0.22μm(223.87μm),0.05μm(54.18μm)及0.08μm(284.95μm),折射率计算结果的不确定度分别为0.004(3.967),0.002(2.091)和0.001(1.769);对于浸锌漆样品,1°的角度误差带来0.073μm的测量误差,测量结果对角度误差具有较强的稳健性。由于多重反射效应的存在,该方法虽然可以求得多层样品太赫兹测量信号中各个反射脉冲的飞行时间,但不能区分反射脉冲来自哪一个反射界面,从而无法求解各层涂层的厚度。分析证明,基于飞行时间原理的测厚方法简单易行,可以较为准确地测量单层样品的厚度,对角度误差不敏感;在拓展到对多层样品进行测量时,该方法具有较大的局限性,不能在时域上区分多重反射脉冲,无法准确计算各层介质的厚度与折射率。

关键词：太赫兹脉冲光谱飞行时间模型差分进化算法

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超越SNOM探针通光孔径尺寸的金属纳米间隙超分辨测量

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光子学报 2020年第5期49卷 63-70页

作者：武娜娜钟莹刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

采用电磁场有限元方法,数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy,a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构,改变天线长度和纳米间隙尺寸,计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随... 详细信息

采用电磁场有限元方法,数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy,a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构,改变天线长度和纳米间隙尺寸,计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随探针端面中心坐标变化的扫描曲线,实现了超越a-SNOM探针通光孔径尺寸的天线金属纳米间隙的超分辨测量,对于100nm通光孔径的探针,可分辨最小尺寸为10nm(0.016倍波长)的金属间隙.通过对比金属和介质偶极天线的a-SNOM探针远场辐射速率测量的计算结果,表明天线金属纳米间隙的超分辨测量的实现是由于金属间隙表面等离激元的激发.

关键词：纳米光子学偶极天线扫描近场光学显微镜分辨率探针间隙表面等离激元远场辐射速率

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金纳米球-银纳米线耦合结构量子点荧光自发辐射增强及表面等离激元传导

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中国激光 2020年第10期47卷 306-322页

作者：袁洪瑞钟莹刘海涛南开大学电子信息与光学工程学院现代光学研究所天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室天津300350 天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

利用原子力显微镜(AFM)、荧光显微成像系统以及时间分辨单光子计数(TCSPC)系统,对金纳米球(AuNS)-银纳米线(AgNW)耦合结构纳米间隙内的量子点荧光自发辐射增强以及表面等离激元(SPP)传导特性进行研究。实验使用两种方式实现了金纳米球... 详细信息

利用原子力显微镜(AFM)、荧光显微成像系统以及时间分辨单光子计数(TCSPC)系统,对金纳米球(AuNS)-银纳米线(AgNW)耦合结构纳米间隙内的量子点荧光自发辐射增强以及表面等离激元(SPP)传导特性进行研究。实验使用两种方式实现了金纳米球和银纳米线间的耦合。第一种方式为:将金纳米球和量子点的混合溶液及银纳米线溶液依次涂覆到SiO2基片上,寻找随机存在的金纳米球-银纳米线耦合结构。第二种方式为:利用AFM进行纳米操纵,在SiO2基片上实现了可控的金纳米球和银纳米线耦合结构。利用该结构,实现了最高达到611的量子点自发辐射速率增强因子,同时也观测到了被增强的荧光激发SPP沿银纳米线传导。利用COMSOL Multiphysics仿真软件,对金纳米球-银纳米线耦合结构附近不同位置和偏振的量子点自发辐射速率增强因子进行了模拟计算,并且和单个金纳米球、单根银纳米线附近量子点自发辐射速率增强因子进行了对比,结果表明金纳米球-银纳米线耦合结构能够获得更高的自发辐射速率增强因子。计算了量子点激发的银纳米线上SPP的场分布,得到了与实验相符的结果。

关键词：微纳光学荧光表面等离子体金属光学纳米结构纳米操纵

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0.1 THz辐射对大鼠海马神经元兴奋性的影响

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中国激光 2020年第2期47卷 287-293页

作者：张欣欣何明霞赵晋武陈勰宇刘立媛卢晓云田甜陈孟秋王璞天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学太赫兹研究中心天津300072 西安交通大学生命科学与技术学院陕西西安710048

采用频率为0.1 THz、功率密度为2.65 mW/cm2的太赫兹光源分别辐射SD大鼠海马神经元5,15,25 min,通过神经元膜电位的变化,研究了太赫兹辐射对海马神经元兴奋性的影响,结果发现,15 min和25 min的太赫兹辐射会显著诱发海马神经元去极化,从... 详细信息

采用频率为0.1 THz、功率密度为2.65 mW/cm2的太赫兹光源分别辐射SD大鼠海马神经元5,15,25 min,通过神经元膜电位的变化,研究了太赫兹辐射对海马神经元兴奋性的影响,结果发现,15 min和25 min的太赫兹辐射会显著诱发海马神经元去极化,从而提高其兴奋性。为了探究太赫兹辐射提高神经元兴奋性的原因,检测了神经元内Ca^2+、Na^+和K+浓度的变化,结果表明,此辐射使海马神经元内Ca^2+、Na^+浓度增加,K+浓度减小。研究证实了太赫兹辐射(0.1 THz,2.65 mW/cm^2)通过调节海马神经元内带电离子的浓度促使其兴奋,为太赫兹辐射技术在生物医学领域应用的发展奠定了前期实验基础。

关键词：生物医学太赫兹辐射海马神经元荧光检测兴奋离子浓度

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分布式光纤传感技术研究和应用的现状及未来

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光学学报 2024年第1期44卷 3-65页

作者：张旭苹张益昕王亮余贶琭刘波尹国路刘琨李璇李世念丁传奇汤玉泉尚盈王奕首王晨王峰樊昕昱孙琪真谢尚然吴慧娟吴昊王花平赵志勇南京大学智能光感知与调控技术教育部重点实验室江苏南京210023 华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 北京交通大学信息科学研究所北京100044 之江实验室光纤传感研究中心浙江杭州311100 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国电力科学研究院有限公司北京100192 中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039 中油奥博(成都)科技有限公司四川成都611731 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室安徽合肥230031 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院激光研究所山东济南250104 厦门大学航空航天学院福建厦门361005 上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 北京理工大学光电学院信息光子技术工信部重点实验室北京100081 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室四川成都611731 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史... 详细信息

我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上,对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。

关键词：光纤光学分布式光纤传感技术光时域反射仪光频域反射仪干涉型分布式光纤传感

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纳米计算机断层扫描成像技术进展综述

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激光与光电子学进展 2020年第14期57卷 1-16页

作者：吕寒玉邹晶赵金涛胡晓东天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 天津大学南昌微技术研究院天津300072

纳米计算机断层扫描(nano-CT)对于推动科技发展和生产技术进步具有极其重要的意义,在生物医学前沿研究及新材料特性研究中的作用尤为突出。概述了纳米CT成像的基本原理、分类,以及纳米CT系统的实现方式和优缺点。在具体技术细节上,重点... 详细信息

纳米计算机断层扫描(nano-CT)对于推动科技发展和生产技术进步具有极其重要的意义,在生物医学前沿研究及新材料特性研究中的作用尤为突出。概述了纳米CT成像的基本原理、分类,以及纳米CT系统的实现方式和优缺点。在具体技术细节上,重点分析实现纳米CT成像的光学元件的原理、性能、加工制造的瓶颈和应用现状。在此基础上,提出纳米CT成像系统和应用方面存在的问题,并对未来纳米CT成像的发展进行了展望。

关键词：成像系统纳米计算机断层扫描 X射线元件波带片复合透镜布拉格放大器毛细管

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室内空间测量定位系统扫描激光面模型优化

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光学学报 2019年第3期39卷 249-255页

作者：林嘉睿徐鑫任永杰杨凌辉邾继贵天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中... 详细信息

针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中的系统误差。结合大空间高精度坐标场对新模型进行了评估。结果表明,所研究模型对实际光面的拟合效果较好,有助于提升wMPS的测量精度。

关键词：机器视觉工业光学测量大尺寸测量室内空间测量定位系统激光面模型

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