1 西南石油大学新能源与材料学院，四川 成都 610500
2 华南理工大学国家金属材料近净成形工程技术研究中心，广东 广州 510640
3 成都新杉宇航科技有限公司，四川 成都 610500
钛基复合材料具有高弹性模量、高比强度、高耐磨性和优异的高温耐久性等特点，在航空航天领域有良好的应用前景。采用低能球磨制备了纳米TiC颗粒与TC4的复合粉体，然后使用选区激光熔化（SLM）制备了TiC/TC4钛基复合材料，分析了不同体能量密度（29~97 J/mm3）对复合材料成形质量、显微组织、显微硬度的影响，并总结了组织演变机理和TiC演变过程。结果表明，成形该复合材料的最佳体能量密度为50~70 J/mm3，在该范围内试样的最高相对密度可达99.7%，显微硬度为385~392 HV。横截面上，显微组织的晶粒呈特殊的双尺寸分布，即由初生β等轴晶和沿其外围生长的不规则共晶区组成；纵截面上，显微组织呈鱼鳞状形貌分布且熔池内存在大量流纹状组织。复合材料中存在未溶TiC（主要分布于初生β晶界附近）、共晶TiC（主要呈链状网络分布于共晶β晶界）以及沉淀析出TiC（主要呈颗粒状分布于晶粒内）。随着体能量密度的增加，链状共晶TiC向棒状转变，晶内TiC尺寸长大。共晶TiC与β-Ti没有取向关系，共晶TiC、沉淀析出TiC与α'-Ti均存在明显取向关系，即｛11-20｝α'-Ti∥｛110｝TiC。
激光技术 钛基复合材料 选区激光熔化 显微组织演变 TiC演变 中国激光
2024, 51(16): 1602301
山东中医药大学智能与信息工程学院，山东 济南 250355
甲状腺结节是成人临床最常见的结节性病变之一，发病率一直居高不下。甲状腺结节有良性和恶性之分，后者即为甲状腺癌，会造成患者呼吸吞吐困难甚至危及患者生命。因此，识别甲状腺结节的良恶性是诊断和治疗甲状腺结节的首要问题。深度学习能够自动提取结节特征，并完成甲状腺结节的良恶性初步分类。随着深度学习分类准确率的不断提高，目前它已成为甲状腺结节良恶性辅助诊断的重要手段。为更好地进行甲状腺结节良恶性分类辅助诊断研究，对常用的结节分类性能评价指标进行介绍；按卷积神经网络、Transformer、深度神经网络、生成对抗网络、迁移学习、集成学习以及基于深度学习的计算机辅助诊断系统进行分类，对它们在甲状腺结节良恶性分类中的应用进行阐述，并进行综合对比分析；总结了目前研究中存在的问题，并对未来的研究方向进行了展望。
甲状腺结节 良恶性分类 深度学习 图像处理 辅助诊断 激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0800002
海军航空大学航空基础学院, 山东 烟台 264000
飞行动作识别对飞行训练质量评估、提升飞行员的驾驶技术具有重要意义。在飞行动作序列数据中, 某时刻飞行状态数据及该状态对应的某些飞参数据对飞行动作识别有非常重要的贡献, 但传统的注意力机制只关注上层状态特征的贡献值, 而忽略了下层特征的影响。为有效提取飞参数据的关键特征表示, 提出聚焦注意力(FA)机制, 扩展了传统注意力机制, 进一步聚焦注意力, 学习其下层特征对上层的贡献。同时, 本研究将FA机制扩展到BiLSTM网络中, 提出FA-BiLSTM网络模型, 该模型不仅重点关注飞行动作序列中关键时刻的飞行状态数据, 还可学习该飞行状态中关键的飞参数据。实验表明, 该方法有效提升了飞行动作识别的准确率, 加权平均准确率达到了94%。
飞行动作 聚焦注意力 飞行训练 飞参数据 注意力机制 flight action focus attention flight training flight parameter data attention mechanism
随着红外探测技术手段的多样化发展，红外隐身技术的需求日益迫切。由于传统的红外隐身技术面临着多途径目标探测和多功能兼容的严峻挑战，因此研究光学微纳结构红外隐身技术有着十分重要的意义。基于局域共振机制的亚波长尺度的光学微纳结构，极大地丰富了人们对光的传输行为的调控。在红外隐身技术领域，光学微纳结构可以针对红外辐射特性进行材料和结构的精细化设计，从而满足理想红外隐身发射光谱的需求，为发展更加多光谱、多功能、自适应的红外隐身技术提供全新的解决方案。文中围绕红外隐身技术的相关研究，首先介绍了多层薄膜吸收体、金属表面等离子激元、基于相变材料薄膜可调吸收体、智能化设计光学微纳结构实现光谱响应的基本原理，在此基础上，重点回顾了近年来基于光学微纳结构的红外隐身技术新特点，包括多光谱红外隐身技术、多功能红外隐身技术、自适应红外隐身技术的发展现状。最后，梳理了光学微纳结构红外隐身技术所存在的不足及面临的困难并对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。
红外隐身 热管理 超材料 选择性发射体 相变材料 infrared stealth thermal management metamaterials selective emitter phase change materials 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230197
1 天津理工大学 机械工程学院 天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室, 天津300384
2 天津理工大学 机电工程国家级实验教学示范中心, 天津 300384
3 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了提升车道线检测算法在障碍物遮挡等复杂情况下的检测性能，本文提出了一种基于双注意力机制的多车道线检测算法。首先，本文通过设计基于空间和通道双注意力机制的车道线语义分割网络，得到分别代表车道线像素和背景区域的二值分割结果；然后，引入HNet网络结构，使用其输出的透视变换矩阵将分割图转换为鸟瞰视图，继而进行曲线拟合并逆变换回原图像空间，实现多车道线的检测；最后，将图像中线两侧车道线所包围的区域定义为目前行驶的行车车道。本文算法在Tusimple数据集凭借134 frame/s的实时性表现达到了96.63%的准确率，在CULane数据集取得了77.32%的精确率。实验结果表明，本文算法可以针对包括障碍物遮挡等不同场景下的多条车道线及行车车道进行实时检测，其性能相比较现有算法得到了显著的提升。
车道线检测 语义分割 注意力机制 车道线拟合 lane detection semantic segmentation attention mechanism lane fitting
1 河南理工大学,安全科学与工程学院,焦作 454003
2 煤炭安全生产与清洁高效利用省部共建协同创新中心, 焦作 454003
3 河南理工大学,能源科学与工程学院, 焦作 454003
4 中原经济区煤层(页岩)气河南省协同创新中心, 焦作 454003
5 深井岩层控制与瓦斯抽采国家安监局科技支撑平台, 焦作 454003
6 河南省瓦斯地质与瓦斯治理重点实验室——省部共建国家重点实验室培育基地, 焦作 454003
民爆行业是推进现代化建设和社会发展的重要行业, 国家基础建设的快速发展使民爆物品的需求量迅速增大。由于民爆物品本身就具有危险特性, 在其生产、运输、贮存和使用等过程中都有发生爆炸的可能性, 严重威胁了人民群众的生命财产安全和社会稳定。为了充分了解民爆物品爆炸事故的危害性, 有针对性的做好民爆物品的安全管理, 并进行有效防控, 以2012—2021年我国发生的102起民爆物品爆炸事故为统计分析对象, 采用数理统计的方法对事故发生年份、发生省份、发生事故等级、发生环节以及原因进行分析, 并采用灰色马尔可夫预测模型对2022—2023年的民爆物品爆炸事故起数和死亡人数进行预测。结果表明：2012年、2014年、2016年发生的民爆物品爆炸事故起数最多, 2020年造成的死亡人数最少; 发生事故等级中较大事故比重最大; 湖南、河北和陕西是民爆物品爆炸事故高发省份; 民爆物品爆炸事故多发生在生产和爆破作业环节, 机械撞击和摩擦是导致民爆物品爆炸的主要原因; 预测2022年和2023年的民爆物品爆炸事故起数分别为6、5起, 死亡人数分别为18、17人, 事故起数和死亡人数均呈下降趋势, 安全形式趋于稳定。研究结果对加强我国民爆物品安全管理和减少民爆物品爆炸事故的发生具有重要意义。
民爆物品 爆炸事故 统计分析 预测模型 灰色马尔可夫预测 civil explosive items explosion hazard statistical analysis prediction model gray Markov predictions
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Modern Optical Instrumentation, College of Optical Science and Engineering, Zhejiang University, Hangzhou, 310027 Zhejiang, China
2 Research Center for Intelligent Chips and Devices, Zhejiang Lab, Hangzhou 311121, China
3 Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, Institute of Photonics Technology, Jinan University, Guangzhou, 510000 Guangdong, China
4 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan, 030006 Shanxi, China
5 Ningbo Research Institute, Zhejiang University, Ningbo 315100, China
Advances in direct laser writing to attain super-resolution are required to improve fabrication performance and develop potential applications for nanophotonics. In this study, a novel technique using single-color peripheral photoinhibition lithography was developed to improve the resolution of direct laser writing while preventing the chromatic aberration characteristics of conventional multicolor photoinhibition lithography, thus offering a robust tool for fabricating 2D and 3D nanophotonic structures. A minimal feature size of 36 nm and a resolution of 140 nm were achieved with a writing speed that was at least 10 times faster than existing photoinhibition lithography. Super-resolution and fast scanning enable the fabrication of spin-decoupled metasurfaces in the visible range within a printing duration of a few minutes. Finally, a subwavelength photonic crystal with a near-ultraviolet structural color was fabricated to demonstrate the potential of 3D printing. This technique is a flexible and reliable tool for fabricating ultracompact optical devices.
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033
为满足红外成像产品在复杂多变环境下的适应性并实现产品的使用功能，对空间冷光学长波红外相机设计进行了研究。首先进行了相机的结构设计；然后运用Partarn/Nastran有限元软件对相机进行了分析，探究了温降和重力对各透镜面形的影响，计算了相机的前三阶模态，并对相机进行了波像差测试；最后在真空低温环境下完成了相机的调制传递函数(Modulation Transfer Function, MTF)测试。试验结果表明，相机中心视场面形的均方根(Root Mean Square, RMS)值优于1/50λ，MTF计算值为018719，满足低温红外相机成像的精度要求。
低温 长波红外相机 波像差 调制传递函数测试 low temperature long-wave infrared camera wave aberration modulation transfer function test
波长可调谐的超短脉冲激光对通讯、生物医药、度量和激光加工等领域研究有着非常重要的意义。通过非线性偏振旋转技术，利用腔内双折射效应搭建了波长可调谐全正色散超短脉冲掺镱光纤激光器。利用腔内双折射引起的光谱滤波效应，通过适当旋转波片和调整双折射滤波器的角度，耗散孤子可以从1 015~1 075 nm连续调谐。在调谐范围内，其脉冲重复频率25.6 MHz，脉冲宽度4.52 ps，输出功率为85 mW。
掺镱光纤激光 全正色散激光 波长可调谐激光 耗散孤子 Yd-doped fiber laser all-normal dispersion laser wavelength tunable laser dissipative solition
