1 昆明理工大学信息工程与自动化学院, 云南 昆明650500
2 昆明理工大学脑认知与脑机智能融合创新团队, 云南 昆明650500
3 云南省计算机技术应用重点实验室, 云南 昆明650500
脑机接口(BCI)技术通过解码分析大脑的神经活动来实现人脑与计算机等外部设备的直接交互,可作为信息交流和恢复运动功能的手段,已被应用于通信、智能机器人控制、生物医学和神经康复等诸多领域。功能性近红外光谱(fNIRS)是一种可用于探测大脑皮层血红蛋白浓度变化的光学成像技术,近些年被用于无创BCI的发展。本文系统、详细地综述了fNIRS-BCI的发展历程、组成原理、涉及的关键技术、未来的发展趋势以及局限性和待解决的问题,重点对特征分类算法进行了全面统计,并将结果与前人的部分统计数据进行对比分析,归纳出一些有价值的结论与观点。本文旨在让有兴趣探索fNIRS-BCI的研究人员对其有一个全面而具体的了解,甚至为他们提供一定的参考和指导。
光谱学 功能性近红外光谱 脑机接口 信号降噪 特征提取 特征分类 激光与光电子学进展
2021, 58(16): 1600006
1 泉州理工学院, 福建 晋江 362200
2 云南师范大学信息学院, 云南 昆明 650500
3 中国科学院泉州装备制造研究所, 福建 晋江 362200
针对经典的暗通道理论算法在处理雾天图像时天空区域出现光晕和亮度损失的问题,提出了一种基于边界限制加权最小二乘法滤波的雾天图像增强算法。该方法根据雾天图像的直方图特性,分割出天空区域,并求解出了全局大气背景光;根据辐射立方体法则推导出边界限制条件,得到了初始的透射率,运用加权最小二乘法滤波方法和容差机制,对透射率进行了平滑处理;利用暗通道理论的模型,求取了增强后的图像。研究结果表明,在去雾效果和图像的可视度方面,所提算法优于现有的暗通道算法。
图像处理 图像增强 边界限制 加权最小二乘法滤波 天空区域分割 暗通道理论
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory for Mesoscopic Physics, Collaborative Innovation Center of Quantum Matter, Department of Physics, Peking University, Beijing 100871, China
2 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
The miniaturization of polarization beam splitters (PBSs) is vital for ultradense chip-scale photonic integrated circuits. However, the small PBSs based on complex hybrid plasmonic structures exhibit large fabrication difficulties or high insertion losses. Here, by designing a bending multimode plasmonic waveguide, an ultrabroadband on-chip plasmonic PBS with low insertion losses is numerically and experimentally realized. The multimode plasmonic waveguide, consisting of a metal strip with a V-shaped groove on the metal surface, supports the symmetric and antisymmetric surface plasmon polariton (SPP) waveguide modes in nature. Due to the different field confinements of the two SPP waveguide modes, which result in different bending losses, the two incident SPP waveguide modes of orthogonal polarization states are efficiently split in the bending multimode plasmonic waveguide. The numerical simulations show that the operation bandwidth of the proposed PBS is as large as 430 nm because there is no resonance or interference effect in the splitting process. Compared with the complex hybrid plasmonic structure, the simple bending multimode plasmonic waveguide is much easier to fabricate. In the experiment, a broadband (Δλ≈120 nm) and low-insertion-loss (<3 dB with a minimum insertion loss of 0.7 dB) PBS is demonstrated by using the strongly confined waveguide modes as the incident sources in the bending multimode plasmonic waveguide.
Beam splitters Polarization Surface plasmons Waveguides Photonics Research
2018, 6(1): 01000047
北京大学物理学院人工微结构与介观物理国家重点实验室, 北京 100871
通过对激光脉冲频谱的相位、振幅或偏振进行调制，可以获得不同时域分布的激光脉冲。这些特性不同的激光脉冲在物理过程和光学器件研究中具有重要的应用。随着光发射电子显微镜、超灵敏探测光谱仪、扫描近场显微等技术的发展，激光脉冲整形技术在微纳米光学中的应用日益深入。总结了近年来激光脉冲整形与测量技术的发展，综述了激光脉冲整形在近场光学、光发射电子显微镜、单分子光谱中的应用研究进展。
物理光学 脉冲整形 超快光谱 光发射电子显微镜 单分子光谱 光学学报
2016, 36(10): 1026007
对4He闪烁裂变中子探测器的中子灵敏度进行了理论和实验研究。采用蒙特卡罗方法模拟了不同能量中子和不同厚度裂变靶产生的裂变碎片在4He中的能量沉积，计算结果表明：中子在4He气中的能量沉积曲线和裂变碎片的能量沉积曲线能够互补，从而使探测器对中子的能量响应变得更平坦；探测器的中子灵敏度为10-15 C·cm2量级。并对探测器的中子灵敏度进行了实验标定，实验结果与理论计算结果较为一致。
4He闪烁体 裂变碎片 探测器 中子灵敏度 能量沉积 helium scintillator fission fragment detector neutron sensitivity energy deposition
在研究通道衰减、探测方法分离和探测器中子/γ射线本征分辨的基础上，研究了测量高能脉冲裂变中子数目的探测技术。基于电流型Si-PIN探测器，设计了减本底的背靠背探测结构，给出了测量强γ射线和低能散射中子干扰信号及有效扣除强辐射本底的实现方法，最终实现了高n/n′和n/γ分辨测量和强裂变中子、γ射线混合场中的高能脉冲裂变中子数目探测，探测系统的信号/辐射本底比可达到10倍以上。
强辐射 PIN探测器 脉冲中子 中子探测 混合辐射场 high-intensity irradiation PIN detector pulsed neutron neutron detection mixed irradiation fields 强激光与粒子束
2011, 23(12): 3385
利用基于解析公式的理论方法来计算狭缝式裂变探测系统的中子灵敏度。采用积分和泰勒展开法推导了铀裂变材料在中子作用下产生的碎片数目及PIN探测器接收碎片的概率, 并得到该系统的中子灵敏度理论计算公式。在D-T中子源上对该探测系统的中子灵敏度进行了实验标定, 并将实验结果与解析公式计算得到的理论值进行比较。结果表明: 理论计算值与实验结果保持一致, 两者之间的偏差小于10%。
狭缝式裂变探测系统 中子灵敏度 解析公式 裂变碎片平均能量 裂变碎片接收概率 slot-collimated fission detector system neutron sensitivity analytical formulas average fragment energy fragments acquisition probability
X射线源的焦斑尺寸是反映杆箍缩二极管射线源成像性能的重要参数。利用针孔成像法对MeV级脉冲X射线源的焦斑进行了2维图像测量。厚针孔采用直孔段加单锥体结构, 直孔段孔径为0.2 mm。对于0.5 MeV的X射线, 5倍成像倍率下调制传递函数值为0.5时空间分辨达到2.0 lp·mm-1。图像采集系统由闪烁体、物镜和CCD相机组成, 物镜的成像倍率约0.34。实验结果经过模糊校正后, 得到了焦斑的图像和调制传递函数。根据调制传递函数值为0.5时对应的空间频率值, 给出X射线源焦斑的尺寸。阳极杆直径为1.2 mm时, X射线源焦斑的高斯分布等效直径为0.86 mm。
杆箍缩二极管 脉冲X射线源 焦斑 针孔 图像测量 rod-pinch diode pulsed X-ray source spot size pinhole imaging measurement
1 西北核技术研究所,西安 710024
2 清华大学 工程物理系,北京 100084
在基于CCD相机的中子照相系统中,反射镜距离闪烁屏太近就会将部分荧光反射回闪烁屏,将闪烁屏照亮,入射中子束的少部分还会被反向散射回闪烁屏,形成图像本底叠加在图像上,对定量分析和CT重建结果产生影响。为此建立了反射镜所引入反射分量的计算方法,可根据闪烁屏受照分布和反射镜参数计算反射分量的分布,并对中子反向散射进行了蒙特卡罗模拟,计算结果与实验测量的本底分布规律相符。
中子照相 反射镜 辐射本底 反散射 neutron radiography mirror radiation background back-scattering
Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Ji’nan 250014
The formulas of the quantum electrodynamics have been applied to calculate the spontaneous emission rate of excited atom in dielectric microcavity. The results exhibit damping oscillating patterns which depend sensitively on the scaling parameter and geometrical structure. Compared with the case that the emitting atom is immersed in dielectric, the spontaneous emission rate is depressed obviously and the center or the mean value of the oscillations is intimately related to the real refractive index of the local position where the atom is. In order to explain this phenomenon, we utilize the closed-orbit theory to deal with the classical trajectories of the emitted photon, and extract the corresponding frequencies of the oscillations by Fourier transform. It is found that the oscillations can be represented in terms of the closed-orbits of the photon motion constrained in dielectric microcavity, thus providing another perspective on the spontaneous emission of atom sandwiched by dielectric slabs.
介质夹层微腔 自发辐射率 闭合轨道理论 零点电磁场涨落 020.0020 Atomic and molecular physics 020.4900 Oscillator strengths 070.2590 ABCD transforms 270.5580 Quantum electrodynamics Chinese Optics Letters
2008, 6(2): 0283
