Author Affiliations
Abstract
1 Center for Sleep Medicine, Sleep Research and Epileptology, Clinic Barmelweid AG, Barmelweid, Switzerland
2 Barmelweid Academy, Clinic Barmelweid AG, Barmelweid, Switzerland
3 Department of Neurology, Inselspital, Bern University Hospital and University of Bern, Bern, Switzerland
Obstructive sleep apnea (OSA) and central sleep apnea (CSA) are two main types of sleep disordered breathing (SDB). While the changes in cerebral hemodynamics triggered by OSA events have been well studied using near-infrared spectroscopy (NIRS), they are essentially unknown in CSA in adults. Therefore, in this study, we compared the changes in cerebral oxygenation between OSA and CSA events in adult patients using NIRS. Cerebral tissue oxygen saturation (StO2) in 13 severe SDB patients who had both CSA and OSA events was measured using frequency-domain NIRS. The changes in cerebral StO2 desaturation and blood volume (BV) in the first hour of natural sleep were compared between different types of respiratory events (i.e., 277 sleep hypopneas, 161 OSAs and 113 CSAs) with linear mixed-effect models controlling for confounders. All respiratory events occurred during non-rapid eye movement (NREM) sleep. We found that apnea events induced greater cerebral desaturations and BV fluctuations compared to hypopneas, but there was no difference between OSA and CSA. These results suggest that cerebral autoregulation in our patients are still capable to counteract the pathomechanisms of apneas, in particularly the negative intrathoracic pressure (ITP) caused by OSA events. Otherwise larger BV fluctuations in OSA compared to CSA should be observed due to the negative ITP that reduces cardiac stroke volume and leads to lower systematic blood supply. Our study suggests that OSA and CSA may have similar impact on cerebral oxygenation during NREM sleep in adult patients with SDB.
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2023, 16(6): 2340004
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 中科院太赫兹固态技术重点实验室，上海 200050
2 中国科学院大学 材料科学与光电子工程中心，北京 100049
3 海南师范大学 材料科学与光电工程研究中心，海南 海口 571158
采用气体源分子束外延（GSMBE）技术，研究了InP衬底上InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对In0.66Ga0.34As/InyAl1-yAs高迁移率晶体管（HEMT）材料特性影响。研究了不同厚度和不同铟含量的InyAl1-yAs线性渐变缓冲层对材料的表面质量、电子迁移率和二维电子气浓度的影响。结果表明，在300 K（77 K）时，电子迁移率和电子浓度分别为8 570 cm2/（Vs）-1（23 200 cm2/（Vs）-1）3.255E12 cm-2（2.732E12 cm-2）。当InyAl1-yAs线性渐变缓冲层厚度为50 nm时，材料的表面形貌得到了很好的改善，均方根粗糙度（RMS）为0.154 nm。本研究可以为HEMT器件性能的提高提供强有力的支持。
InyAl1-yAs线性渐变缓冲层 磷化铟 高电子迁移率场效应晶体管 InyAl1-yAs graded buffer layer InP high electron mobility transistor（HEMT）
星载微脉冲光子计数激光雷达能够实现对地面目标的高重频、多波束探测，有效提高了激光雷达在轨测量的采样密度和覆盖宽度，满足全球高效高精度测绘的需求。依据微脉冲光子计数激光雷达的工作原理，建立了基于多像元光电倍增管（PMT）的星载微脉冲光子计数激光雷达的探测仿真分析模型，并对典型探测过程进行了仿真分析。结果表明，多像元PMT像元数的增加能够明显降低激光雷达的首光子效应，提高测距精度；激光雷达的测距标准差随地形坡度增大而明显增大；对于复杂地形，增加像元数和回波光子数，光子计数点云能够更准确描述地形轮廓的分布特征。同时，机载飞行试验验证了在复杂地形条件下，多像元PMT能够显著增加有效回波光子计数点，准确有效地反映了被测地形的轮廓特征，实现复杂地形下的高精度光子计数测距，验证了仿真分析结果的正确性。
激光雷达 光子计数 多像元光电倍增管 仿真模型 lidar photon counting multi-pixel photomultiplier tube simulation model 红外与激光工程
2021, 50(11): 20200502
北京空间机电研究所 中国空间技术研究院空间激光信息感知技术核心专业实验室，北京 100094
实验研究了输出镜为不同参数高斯镜时，偏心对LD泵浦Nd:YAG激光器的影响及激光器的输出特性。仅当光轴与激光晶体中心轴、Q开关中心轴一致，且经过高斯镜反射率中心时，可同时实现最大能量、最窄脉冲宽度和最小发散角输出。存在偏心时，高斯镜反射率半径越小或中心反射率越大，则能量下降越多，脉冲宽度和发散角增大越大。对于反射率半径为2.5 mm和中心反射率为30%的高斯输出镜，偏心0.5 mm时，能量降低7%，脉冲宽度增宽33%，发散角增大20%。激光性能方面，高斯镜反射率半径越小或中心反射率越小，光束质量越好，但效率低。综合考虑偏心影响和激光性能，反射率半径为2.75 mm和中心反射率为20%的高斯镜作为输出镜最佳。泵浦能量为984 mJ时，获得了能量128 mJ，脉冲宽度7.3 ns，光束质量M2因子约4.6的1064 nm激光输出，对应光光转换效率为13%。实验结果为激光器设计和装调提供了参考。
固体激光器 Nd:YAG 高斯镜 solid-state laser Nd:YAG Gaussian mirror 红外与激光工程
2021, 50(4): 20200127
北京空间机电研究所 中国空间技术研究院空间激光信息感知技术核心专业实验室，北京100094
通过建立包含体布拉格光栅波长特性的速率方程模型，模拟了不同泵浦功率、体布拉格光栅中心衍射效率和带宽情况下，激光器的波长调谐特性，包括波长调谐范围、激光光谱、能量和脉冲宽度。实验搭建了以体布拉格光栅作为输出镜的激光二极管泵浦Nd：YAG/Cr4+：YAG激光器，测试了不同体布拉格光栅温度和泵浦功率时的激光波长、线宽、能量和脉冲宽度，实验结果和理论分析结果基本相符。在重复频率为10 kHz，脉冲宽度为40 μs，峰值功率为10.7 W的矩形脉冲泵浦下，通过调整中心衍射效率为70%，带宽为60 pm的体布拉格光栅温度，获得了1 063.77~1 064.48 nm的波长调谐。当体布拉格光栅为50℃时，获得了单脉冲能量为109.5 μJ，脉冲宽度为1.71 ns，中心波长为1 064.432 nm，线宽为38.3 pm，光束质量M2因子小于1.2的激光输出。研究结果可为体布拉格光栅的应用、激光器的光谱分析及设计提供参考。
固体激光器 二极管泵浦 可调谐 Nd：YAG Cr4+：YAG 体布拉格光栅 Solid-state Diode pumped Tunable Nd：YAG Cr4+：YAG Volume Bragg grating
1 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471099
2 航空制导武器航空科技重点实验室，河南洛阳 471099
为支撑红外型空空导弹的中远射程发展，针对发射后截获技术应用，提出一种基于“信息装订＋场景模型”的红外导引头探测距离估算方法。方法基于红外系统性能估计经典理论。通过对空战场目标特性的分析，完成了来自飞机和导弹控制系统的装订信息需求梳理，给出了估算方案框图和面向工程应用的设计示例。估算结果表明：该方法能够给出与实时态势匹配的距离估算结果，具有数据规模小、查询速度快、计算步骤少的优点，能够满足导弹有限资源下的高速应用需求。
发射后截获 红外导引头 探测距离 场景建模 信息装订 lock-on-after-launch, infrared seeker, detection r
1 中国空空导弹研究院, 河南 洛阳 471099
2 航空制导武器航空科技重点实验室, 河南 洛阳 471099
为充分评估基于凝视红外成像体制精确制导**的性能, 利用高可信度的数字建模仿真成为国内外普遍关注的重要途径。鉴于产品研制过程中能够获取大量的实测数据, 从采样、信号传递、噪声以及空间传递等理论出发, 结合典型红外场景仿真平台中理想传感器的设计, 完成了基于实测数据的凝视红外成像系统重构方法研究, 并利用三维噪声模型、计算机模拟图像进行了重构效果的精度验证分析。最后通过灵敏度阈值开展了实验室内验证试验, 从综合性能评估实例的角度上, 再次证明了该重构方法有效, 为凝视红外制导**的实战化评估应用奠定基础。
凝视红外 数字重构 实测数据 性能评估 staring infrared system digital reconstruction measured data performance evaluation
1 中国空空导弹研究院， 河南 洛阳 471009
2 航空制导武器航空科技重点实验室，河南 洛阳 471009
随着红外对抗技术的发展，红外成像精确制导**设计遇到越来越多的实际困难。为适应复杂的战场要求， 提高精确制导**的适应能力，本文通过实际工程应用示例，利用“人在回路”判读方法开展目标特性研 究，提出了一种为自动目标识别(Auto Target Recognition, ATR)判据设置优化提供支撑的工程方案。 该方案对提高我国红外精确制导**的自主设计能力具有参考价值。
红外成像制导 人在回路 ATR判据优化 infrared imaging guidance man-in-the-loop ATR criteria optimization
1 中国空空导弹研究院，河南洛阳 471009
2 西安电子科技大学技术物理学院，陕西西安 710071
针对飞机目标的探测与抗干扰问题，提出一种新的面向飞机目标探测的波段选择方法，通过耦合分析飞机目标、背景、大气、成像系统和干扰的特性，建立目标和背景的信噪比模型，确定出探测波段的中心。在此基础上，不断扩展探测波段，并分析信噪比的变化，得到探测波段的宽度。随后，根据干扰目标的辐射特性，添加抗干扰波段，有效解决了目标探测和抗干扰的结合。将所选择的探测波段应用于飞机目标的探测，仿真结果表明我们给出的波段选择方法得到的探测波段能够提高系统探测距离，同时具有一定的抗干扰能力。
波段选择 目标探测 辐射特性 信噪比 band selection target detection irradiance characteristics signal to noise
1 郑州大学信息工程学院，河南郑州450001
2 新乡学院物理系, 河南新乡453000
为将微弱光信号有效地转换为电信号以方便后级电路处理，设计了微弱光信号检测电路。电路由光电转换和前置放大两部分组成。光电转换电路采用低输入偏置电流运算放大器AD549实现；前置放大电路使用对称三极管组成的对数比率放大电路实现，并在同等条件下与集成电路LOG100组成的前置放大电路相比较。实际测量表明，该放大电路设计可有效放大低于1nW的微弱输入信号，同时对噪声也有很强的抑制作用，而由LOG100组成的电路对噪声的抑制能力明显衰减。
微弱光信号 光电检测 前置放大 对数电路 weak optical signal photoelectric detection pre-amp logarithmic circuit
