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西安光机所建所60周年纪念暨创新发展大会

作者：赵曜林琳涵孙洪波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

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起，实现功能化集成，在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系，实现多材料体系的光电器... 详细信息

集成光子芯片是将激光光源、低损耗波导、调制器、探测器等多类光电器件结合在一起，实现功能化集成，在高速光通讯、量子信息处理、光学传感等领域有具有重要的应用。然而由于不同的光电器件基于不同材料体系，实现多材料体系的光电器件集成极其困难。传统的异质集成和单片集成方法难以同时解决定位精度不足、低拓展性、高损耗、低带宽等一系列问题。基于飞秒激光的双光子聚合技术具有高精度和高穿透的优势，可以实现多材料体系的片上微纳光学元件增材制造，具有极高的加工自由度。本文对片上光学元件的激光增材制造这一领域进行综述，探讨了光子引线键合和微空间光路元件两种技术路径，总结了现有技术的发展现状，并对未来的发展前景进行了展望。

关键词：集成光学增材制造飞秒激光双光子聚合混合集成光子引线键合微空间光路元件

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基于压缩感知的菲涅尔孔径编码无透镜成像(特邀)

基于压缩感知的菲涅尔孔径编码无透镜成像(特邀)

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西安光机所建所60周年纪念暨创新发展大会

作者：吴佳琛曹良才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

为了降低菲涅尔孔径编码成像的传输带宽，改善小尺寸像感器拼接成像质量，提出菲涅尔孔径编码成像的压缩感知重建算法.基于压缩感知理论框架对部分采样的编码图像重建可行性进行分析，指出压缩感知重建误差随波带片常数缩小而降低.根据... 详细信息

为了降低菲涅尔孔径编码成像的传输带宽，改善小尺寸像感器拼接成像质量，提出菲涅尔孔径编码成像的压缩感知重建算法.基于压缩感知理论框架对部分采样的编码图像重建可行性进行分析，指出压缩感知重建误差随波带片常数缩小而降低.根据重建图像中孪生像和原始像在梯度域稀疏性的差异，引入全变差正则化实现抑制孪生像的效果.建立压缩感知理论框架下图像重建目标函数，利用交替方向乘子法进行求解.结合编码图像的能量分布和采样模式的可实现性，测试了矩形采样和辐射线采样两种模式，对不同采样数据量下重建图像质量进行分析.结果表明，辐射线采样模式相比矩形采样模式具有更高的图像采样效率，且仅通过7.3%的实验测量数据就可以获得质量良好的图像，为多块小尺寸像感器拼接成像提供了理论基础，有利于拓展编码掩膜无透镜成像的应用领域.

关键词：无透镜成像压缩感知菲涅尔波带片编码掩膜图像重建

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保罗离子阱中离子二阶多普勒频移评估

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宇航计测技术 2024年第5期44卷 68-73页

作者：苗胜楠郑莹张升康陈海军张建伟王力军时空信息精密感知技术全国重点实验室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 清华大学物理系北京100084 北京无线电计量测试研究所北京100039 中国电子科技集团公司第十二研究所北京100015

主要研究了保罗离子阱中被囚禁离子二阶多普勒频移(The Second-order Doppler Frequency Shift,SODFS)的评估。保罗阱中离子的运动由宏运动、微运动和额外微运动三部分组成。目前,关于离子额外微运动的研究较少,文中对此进行了详细研究... 详细信息

主要研究了保罗离子阱中被囚禁离子二阶多普勒频移(The Second-order Doppler Frequency Shift,SODFS)的评估。保罗阱中离子的运动由宏运动、微运动和额外微运动三部分组成。目前,关于离子额外微运动的研究较少,文中对此进行了详细研究。基于离子密度在径向均匀分布的假设,文中提出了一种用于评估阱中温度低于100 mK离子系综的二阶多普勒频移的模型。该模型考虑了离子三种运动对二阶多普勒频移的贡献。通过实验以及分子动力学仿真,验证了模型的有效性。文中提出的模型能用于评估保罗阱中被囚禁离子的二阶多普勒频移,适用于离子光钟、离子微波钟,尤其适用于基于大离子云的激光冷却离子微波钟。

关键词：多普勒频移分子动力学离子阱

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环境空气质量基准和标准制定方法及其对我国的启示

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科学通报 2022年第27期67卷 3324-3339页

作者：王永越张芷宁罗震宇何廷堃刘欢段雷陆克定刘诚李晓倩吴丰昌张远航刘文清贺克斌清华大学环境学院环境模拟与污染控制国家重点联合实验室国家环境保护大气复合污染来源与控制重点实验室北京100084 北京大学环境科学与工程学院北京100091 中国科学技术大学精密机械和精密仪器系安徽230026 中国环境科学研究院环境基准与风险评估国家重点实验室北京100085 中国科学院合肥物质科学研究院安徽230031

我国已经在大气污染治理方面取得了显著成效,空气质量明显改善,积累了先进的空气污染治理经验.现阶段,我国应逐步开启对环境空气质量基准的研究.本文详细介绍了国际上主要的三大类环境空气质量基准和标准的制定原则与方法,分别基于人体... 详细信息

我国已经在大气污染治理方面取得了显著成效,空气质量明显改善,积累了先进的空气污染治理经验.现阶段,我国应逐步开启对环境空气质量基准的研究.本文详细介绍了国际上主要的三大类环境空气质量基准和标准的制定原则与方法,分别基于人体健康、植被暴露以及土壤/水体生态系统化学指标;汇总比较了国际上较常采用的一系列评价指标.在此基础上,对我国上述三方面的本土化基础研究进行综述,分析了我国开展环境空气质量基准研究的原则性路径,包括工作初期和完善体系的预期架构,指出工作初期制定基准的工作可以适当从简,但在工作基础逐渐丰富后,应当逐步细化的工作原则.此外,本文还对国内外环境空气标准的制定策略中采纳基准的情况进行了简要的比较和梳理,结合我国环境空气达标现状、管理体系和工作基础,面向“美丽中国”和“健康中国”的宏伟目标,提出在科学构建环境空气质量评估体系的过程中,既要考虑我国本土人群健康与生态独特的安全红线,又要注意基准向标准转化过程可能带来的管理难点,从而确保环境空气污染防治攻坚战稳步推进并取得胜利.

关键词：环境空气质量基准制定人体健康植被暴露土壤/水体生态系统化学指标

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原子干涉陀螺仪研究现状及分析

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导航与控制 2022年第5期21卷 19-32页

作者：孟至欣颜培强王圣哲冯焱颖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 北京航天控制仪器研究所北京100039

自1991年实验演示以来,利用中性原子的物质波干涉进行惯性传感逐渐成为量子精密测量领域的研究热点。其中,光脉冲原子干涉仪在转动角速率测量方面展示了成为超高灵敏度传感器的潜力,在高精度惯性导航、基础物理学和地球物理学研究等领... 详细信息

自1991年实验演示以来,利用中性原子的物质波干涉进行惯性传感逐渐成为量子精密测量领域的研究热点。其中,光脉冲原子干涉仪在转动角速率测量方面展示了成为超高灵敏度传感器的潜力,在高精度惯性导航、基础物理学和地球物理学研究等领域具有广阔的应用前景。光脉冲原子干涉陀螺仪历经了第一代原理验证与第二代高性能实验室演示的发展,正处于从实验室向工程应用转化的重要阶段。从原子干涉陀螺仪的测量原理出发,对已有的原子干涉陀螺仪进行了分类介绍,并对近年来制约原子干涉陀螺仪动态环境应用的提高数据更新率、带宽和动态范围等问题的研究现状进行了分析和讨论。

关键词：原子干涉原子干涉陀螺仪受激Raman跃迁惯性导航

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Paternò-Büchi(PB)反应与串联质谱结合实现不饱和脂质精确结构解析

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分析测试学报 2020年第1期39卷 19-27页

作者：马潇潇胡清源瑕瑜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 清华大学化学系北京100084

脂质在一系列关键生命过程中发挥着重要作用。结构决定功能,因此脂质结构解析与功能研究一直受到研究者的关注。尽管质谱已成为脂质分析的最常用技术之一,但脂质的精细结构解析仍面临诸多挑战。为解决上述问题,将Paternò-Büch... 详细信息

脂质在一系列关键生命过程中发挥着重要作用。结构决定功能,因此脂质结构解析与功能研究一直受到研究者的关注。尽管质谱已成为脂质分析的最常用技术之一,但脂质的精细结构解析仍面临诸多挑战。为解决上述问题,将Paternò-Büchi(PB)光化学反应与串联质谱相结合,实现了不饱和脂质中碳碳双键■的定位以及不饱和脂质■位置异构体的定量分析。此外,该技术可与鸟枪法、液相色谱-质谱和质谱成像等技术联用,用于复杂生物样品中脂质的分析。

关键词：脂质串联质谱光化学衍生结构解析

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基于数字全息的血红细胞显微成像技术

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物理学报 2020年第16期69卷 77-92页

作者：张益溢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杭州310018 浙江省现代计量测试技术及仪器重点实验室杭州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

数字全息显微成像有别于传统光学显微成像,可根据重建全息图获取细胞的生物学参数与形貌信息,是一种有效的非接触无损三维成像技术.随着像感器的发展与硬件计算能力的提升,数字全息显微成像技术在活体生物细胞检测尤其在血红细胞检测领... 详细信息

数字全息显微成像有别于传统光学显微成像,可根据重建全息图获取细胞的生物学参数与形貌信息,是一种有效的非接触无损三维成像技术.随着像感器的发展与硬件计算能力的提升,数字全息显微成像技术在活体生物细胞检测尤其在血红细胞检测领域取得了显著进展和突破.本文介绍了同轴、离轴以及光镊辅助离轴的数字全息显微技术,这些技术利用瑞利索末菲反向传播算法、清晰度量化算法、分水岭分割算法、数字重聚焦方法与热涨落方法等来实现血红细胞的形变、空间分布、三维体积信息的高精度提取,有助于糖尿病、心血管疾病、帕金森氏疾病等病理研究.数字全息显微成像技术实现了传统三维显微成像技术难以达到的实时性和定量化检测,由于独有的非接触、无损性特点,在细胞成像领域应用前景广阔.

关键词：数字全息显微成像细胞成像数字重聚焦

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光遥控石墨烯蜘蛛机器人

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科学通报 2020年第36期65卷 4152-4153页

作者：韩冰张永来孙洪波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 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室长春130012

机器人被誉为"制造业皇冠顶端的明珠",承载着人类对高度智能化生活的憧憬和向往.早在1920年,"机器人"一词首次在科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》中提出,随即在生产生活、科学技术、社会伦理等方面都引发了众多变化... 详细信息

机器人被誉为"制造业皇冠顶端的明珠",承载着人类对高度智能化生活的憧憬和向往.早在1920年,"机器人"一词首次在科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》中提出,随即在生产生活、科学技术、社会伦理等方面都引发了众多变化.特别地,近些年关于机器人题材的科幻书籍、电影创作备受人们喜爱.与此同时,也激发了人们对机器人更细致和深刻的探索.大自然是人类最好的老师,大多数机器人的设计都源自对生物运动的模仿,如仿生壁虎、蝙蝠、蜘蛛、蜻蜓等机器人的成功制造,为机器人的实际应用带来曙光.

关键词：机器人高度智能化石墨烯社会伦理遥控制造业科学技术

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超快激光制造智能可调谐仿生复眼

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科学通报 2020年第32期65卷 3506-3507页

作者：马卓晨张永来孙洪波吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室长春130012 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

经过几千年的自然进化,节肢动物的复眼已经形成一种独特的视觉系统,具有视野广、景深大、成像失真小、对移动物体敏感等一系列独特的优点[1~5].昆虫复眼通常由分布在半球曲面(主眼)上的数百个紧密排列(100%填充因子)的小眼组成.正是由... 详细信息

经过几千年的自然进化,节肢动物的复眼已经形成一种独特的视觉系统,具有视野广、景深大、成像失真小、对移动物体敏感等一系列独特的优点[1~5].昆虫复眼通常由分布在半球曲面(主眼)上的数百个紧密排列(100%填充因子)的小眼组成.正是由于这种精致的结构,昆虫能够以高信噪比接收入射光,并以大视场角(高达360°)从周围环境中获取光信号.近年来.

关键词：超快激光可调谐光信号周围环境昆虫复眼自然进化视觉系统填充因子

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色彩还原-高显色指数有机单晶白光发光二极管器件

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科学通报 2020年第23期65卷 2422-2423页

作者：丁然冯晶孙洪波吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室长春130012 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

宋·苏轼《题西林壁》诗:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同.不识庐山真面目,只缘身在此山中.”光线对于视觉观察至关重要,如何才能更真切地辨识事物的精美细节及璀璨色彩呢?对于照明设备而言,需要高显色指数的光源才能更纯正地还原... 详细信息

宋·苏轼《题西林壁》诗:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同.不识庐山真面目,只缘身在此山中.”光线对于视觉观察至关重要,如何才能更真切地辨识事物的精美细节及璀璨色彩呢?对于照明设备而言,需要高显色指数的光源才能更纯正地还原事物的色彩,令其更饱和、更透彻.白光有机发光二极管(white organic light-emitting diodes,WOLED)具有高亮度、低功耗、响应速度快、超薄质轻及可柔性化等优点,在显示和照明领域具有广阔的应用前景,近些年成为科研和工业界的研究热点[1].

关键词：白光发光二极管白光有机发光二极管高显色指数横看成岭侧成峰色彩还原照明设备只缘身在此山中视觉观察

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