孙丽君 1,2,3张丹丹 1,2,3陈天飞 1,2,3,*黄志远 1,2,3李石 1,2,3
1 河南工业大学粮食信息处理与控制教育部重点实验室，河南 郑州 450001
2 河南工业大学郑州市机器感知与智能系统重点实验室，河南 郑州 450001
3 河南工业大学信息科学与工程学院，河南 郑州 450001
在条纹投影轮廓术中，投影仪标定作为系统标定的重要组成部分，其标定精度是保证系统测量精度的关键。但投影仪不能直接捕捉图像，无法直接建立目标点与对应投影仪像素点之间的关系，标定过程复杂且精度不高。针对这一问题，分析了投影仪标定的影响因素，提出了一种基于局部单应性矩阵的投影仪标定新方法。首先，通过实验确定局部区域的最佳尺寸；然后，计算圆心所在区域的局部单应性矩阵，完成投影仪坐标的映射；最后，采用相机标定方法完成投影仪的标定。实验结果表明，该方法减小了圆心偏差和相位误差对投影仪标定精度的影响，并基于局部线性化的思想，建立了相机图像坐标到投影仪图像坐标的亚像素级映射，提高了投影仪标定的精度。
测量 条纹投影轮廓术 投影仪标定 局部单应性 圆心偏差 双四步相移 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1312003
单晶硅晶格间距是许多重要物理常数测量的基础。本文介绍了硅晶格间距测量技术的发展历程，包括X射线干涉仪直接测量和晶格比较仪间接测量两种方法，以及影响测量结果不确定度的关键因素。得益于晶格间距测量的进展，在纳米尺度，硅晶格间距被国际计量局(BIPM)批准成为新的米定义复现形式。最后介绍了硅晶格在计量学中的应用，以及基于硅晶格实现纳米几何量测量的溯源体系的研究趋势。
单晶硅 晶格间距 X射线干涉仪 晶格比较仪 纳米计量 single crystal silicon lattice spacing X-ray interferometer lattice comparator nano metrology
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Molecular Vaccinology and Molecular Diagnostics & Center for Molecular Imaging and Translational Medicine, School of Public Health, Xiamen University, Xiamen 361102, China
2 State Key Laboratory of Precision Electronic Manufacturing Technology and Equipment, School of Electromechanical Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
3 Jiangxi Key Laboratory of Optic-Electronic and Communication, Jiangxi Science and Technology Normal University, Nanchang 330038, China
Photoacoustic imaging has been developed to image the immune study at the macro scale. Macrophages play diverse roles in the acute response to infection and tissue repair. However, macrophages activities in acute inflammation at the microscopic level still remain challenging. In this work, we proposed optical-resolution photoacoustic microscopy to promptly monitor the labeled macrophages activities in normal and inflammatory groups. The result showed that many labeled macrophages emerged around the vessels firstly, then exuded into tissues, and finally disappeared in the inflammatory group injected with labeled macrophages. In summary, our method allows us to exactly image and track the immune cells of inflammatory diseases.
photoacoustic microscopy macrophages activities vessel parameter Chinese Optics Letters
2020, 18(12): 121701
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of In-Fibre Integrated Optics of Ministry of Education, College of Science, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
2 Photonics Research Centre, Technological University Dublin, Kevin Street, Dublin 8, Ireland
3 Optical Fibre Sensors Research Centre, Department of Electronic and Computer Engineering, University of Limerick, Limerick V94 T9PX, Ireland
4 Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China
A black phosphorus (BP) functionalized optical fiber sensor based on a microfiber coil resonator (MCR) for ion detection in an aquatic environment is presented and experimentally demonstrated. The MCR-BP sensor is manufactured by winding a tapered microfiber on a hollow rod composed of a low-refractive-index polycarbonate (PC) resin with the BP deposited on the internal wall of the rod. Based on the propagation properties of the MCR, the chemical interaction between the ions and the BP alters the refractive index of the ambient environment and thus results in a detectable shift in the transmission spectrum. The resonance wavelength moves towards longer wavelengths with an increasing concentration of ions, and the sensor has an ultra-high detection resolution of 0.0285 ppb (parts per billion). The temperature dependence is 106.95 pm/°C due to the strong thermo-optic and thermal-expansion effect of the low-refractive-index PC resin. In addition, the sensor shows good stability over a period of 15 days. The local pH also influences the sensor, with the resonance wavelength shift increasing as pH approaches a value of 7 but then decreasing as the pH value increases further due to the effect of the BP layer by and ions. The sensor shows the potential for high-resolution detection of ions in a liquid environment with the particular advantages of having a simple structure, ease of fabrication, low cost, low loss, and simple interrogation.
Photonics Research
2019, 7(6): 06000622
哈尔滨工程大学纤维集成光学教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
报道了一种基于石墨烯三元复合材料(石墨烯/二氧化锡/聚苯胺薄膜)的可切换双波长孤子光纤激光器。该石墨烯复合材料由液相超声法制备而成, 将其制成聚合物薄膜并转移到激光器腔内。该石墨烯器件不仅可以作为一种饱和吸收体来进行锁模, 而且具有较强的三阶非线性光学效应, 在激光器中, 它可以构成一种滤波器来产生双波长脉冲。利用该双功能器件实现了光纤激光器的双波长孤子运转, 最小脉冲宽度为1.25 ps, 基本重复频率为2.13 MHz, 相应的最高单脉冲能量为1.51 nJ, 峰值功率约为1.2 kW。
材料 石墨烯复合材料 被动锁模 孤子 多波长
1 中国科学院 电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院 研究生院, 北京 100049
针对波导缝隙阵列，提出了一种基于复数电压分布的改进的波导缝隙阵列天线的设计方法。 针对Elliott 对于波导缝隙阵列的设计只适用于实数的电压分布，从而不能设计出有任意形状的方向图的天线的问题，对此方法进行了改进，将其扩展到了任意的复数电压分布，并且考虑了缝隙之间互耦的影响。最后，利用改进的方法设计了一个有16个缝隙的端馈线阵方向图，与商业软件Ansoft HFSS的仿真结果比较，证明了方法的有效性。
复数电压分布 波导缝隙 阵列天线 波导 导纳 complex voltage distribution waveguide slot array antenna waveguide admittance 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2719
南京理工大学， 软化学与功能材料教育部重点实验室， 江苏 南京210094
聚苯胺(PANI)是一种具有优良光、 电、 磁等性能的导电高分子， 而TiO2/聚苯胺复合物是结合了聚苯胺和TiO2无机粒子优点的产品。 在表面活性剂十二烷基苯磺酸(DBSA)和水形成的微乳液体系中， 利用过硫酸铵(APS)将苯胺直接聚合成具有二维层状结构的聚苯胺， 进而通过采用钛酸正丁酯水解与苯胺聚合同时进行的策略合成了层状TiO2/聚苯胺复合物。 通过扫描电镜图片(SEM)发现二维层状结构的聚苯胺是由大量聚苯胺薄片堆积而成。 X射线衍射(XRD)分析表明聚苯胺及其复合物的层间距均为3.4 nm, 说明这种层状结构极有可能是由DBSA通过协同排列成较为规整的双层分子支撑而成的。 傅里叶变换红外谱图(FTIR)说明聚苯胺分子链主要是由苯环和醌环结构组成， 拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱图(XPS)则证明钛酸正丁酯在微乳液体系中水解形成的TiO2具有金红石型结构。 紫外可见吸收光谱图(UV-Vis)说明引入无机物TiO2会直接改变导电聚合物分子链的电子跃迁行为。
二维层状 聚苯胺 复合物 光谱学 十二烷基苯磺酸 2D lamella Polyaniline Composite Spectral characterisation Dodecyl benzenesulfonic acid
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 杭州电子科技大学 图形图像研究所，浙江 杭州 310018
提出了一种图形处理器优化编程方法，用于实现运动模糊视频图像的实时恢复处理。根据计算统一设备架构(CUDA)的硬件框架特征对GPU的线程块及线程数量进行优化配置，并引入了一种自动内存接合访问的方法，使得GPU的硬件资源得到充分利用。根据图像频谱的对称性去除冗余信息，减少了图像算法在频谱滤波时的数据量，使得GPU对内存的访问次数下降，从而提升了算法效率。实验表明，本文提出的GPU方案的计算性能比传统的CPU平台方案提升了一个数量级，半频谱滤波设计使总时间开销减少20％以上，实验结果证明了本文方案的可行性及有效性。
视频图像 图像恢复 图形处理器 计算统一设备架构 优化编程 video image image restoration Graphic processing Unit(GPU) Compute Unified Device Achitecture(CUDA) optimization programming 光学 精密工程
2010, 18(10): 2262
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
提出一种针对多重模糊图像的恢复算法,以解决航空成像中多重模糊同时作用时的图像恢复问题。对多重模糊的物理模型进行分析,通过分步去模糊对多重模糊图像进行恢复。对空间不变模糊的点扩散函数进行合并,减少多重模糊恢复过程的计算误差累计,通过一次解卷积运算实现多重空间不变模糊图像的恢复。对多重模糊图像在分步恢复过程中所产生的误差噪声进行分析,使用维纳滤波对阶段误差噪声进行抑制,使得恢复图像的峰值信噪比(PSNR)值提高7.76。实验结果表明基于点扩散函数合并的恢复方法能将多重模糊图像的PSNR值提高到28.09,有效地保障了图像的恢复质量。
航空成像 多重模糊 空间不变模糊 空间变化模糊 aerial image multiple blur space-invariant blur space-variant blur
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
2 中国科学院 研究生院,北京 100039
提出了一种异速像移补偿算法,解决了航空相机斜视工作时成像靶面的异速像移补偿问题。当载机侧身飞行时,航空相机会处于斜视状态,成像靶面上会同时出现多个不同大小的像移量,生成复杂的运动模糊图像。提出的方法通过对异速像移产生机理的分析,根据像移量的不同将图像分成多个区;然后将各区图像继续细分到像素线来提高算法的运算效率;最后,用一维维纳滤波并行处理各像素线,将处理结果合并成结果图像。实验表明:运用本文算法的并行方案在GPU平台下17.11 ms内能恢复一帧2 048 bit×2 048 8 bit斜视模糊图像,恢复结果的峰值信噪比(PSNR)达到30.469,图像细节得到有效恢复。
航空成像 像移补偿 斜视状态 并行计算 aerial imaging image motion compensation side-oblique situation parallel computing GPU GPU
