1 信息工程大学信息系统工程学院,河南 郑州 450001
2 河南省文物考古研究院,河南 郑州 450001
针对实验室显微CT扫描过程会产生噪声,导致重建后CT图像质量下降的问题,提出一种深层多残差编解码卷积去噪网络。以原始的残差编解码网络为基础,首先通过增加网络的卷积层数,引入多残差映射,实现对实验室级显微CT图像中噪声分布特性的有效学习;其次设计了专用的混合损失函数,增强网络对图像细节信息的保留能力。实验结果表明,所提方法对CT图像中的噪声具有显著的抑制效果,同时能够极大程度地保留图像的结构信息和特征信息。
图像处理 图像去噪 显微CT 无损检测 残差学习 混合损失函数 激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410014
上海科技大学物质科学与技术学院, 上海 201210
α-MoO3是一种典型的层状半导体过渡金属氧化物, 其独特的电子结构和晶格结构使其近些年来被广泛研究。相比于体相α-MoO3, α-MoO3薄膜因二维几何限制而具有优异的光学、电学和力学性质。然而, 单层无缺陷的α-MoO3薄膜的外延生长迄今尚未实现。本研究在超高真空条件下使用分子束外延技术, 首次在高定向热解石墨(HOPG)上范德瓦耳斯外延制备了单层无缺陷的半导体α-MoO3薄膜, 并通过氢气还原的方法产生线型缺陷, 使用扫描隧道显微镜研究了完整单层薄膜及缺陷处的形貌结构和表观能隙。结果表明: 通过精确控制衬底温度可以在HOPG衬底上制备出高质量单层α-MoO3薄膜; 薄膜厚度和单胞大小均符合单层α-MoO3特征, 扫描隧道谱显示其表观能隙为1.7 eV; 所生长薄膜的高质量可以通过衬底HOPG的摩尔纹进一步证实。通过引入氢气可以在薄膜表面获得与摩尔纹方向垂直的明亮线缺陷, 缺陷处的局域表观能隙为0.4 eV, 即在一个整体为宽表观能隙的半导体材料中间实现了局部的具有窄表观能隙的通道。
薄膜 高定向热解石墨 范德瓦耳斯外延 半导体 表观能隙 α-MoO3 α-MoO3 thin film HOPG van der Waals extaxy semiconductor apparent energy gap
Author Affiliations
Abstract
1 Nanophotonics Research Center, Shenzhen Key Laboratory of Micro-Scale Optical Information Technology & Institute of Microscale Optoelectronics, Shenzhen University, Shenzhen 518000, China
2 College of Physics and Optoelectronics Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518000, China
3 Beijing Engineering Research Center for Mixed Reality and Advanced Display, School of Optics and Photonics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
4 Department of Physics, Forman Christian College-University, Lahore 54600, Pakistan
Metasurfaces, two-dimensional (2D) or quasi-2D arrays of dielectric or metallic meta-atoms, offer a compact and novel platform to manipulate the amplitude, phase, and polarization of incoming wavefronts in a desired manner by engineering the geometry of meta-atoms. In polarization control, spin-insensitive metasurfaces have attracted significant attention due to the robustness of circular polarization against the beam misalignment and multi-path effects. Till now, several efforts have been made to realize polarization-insensitive metasurfaces for circularly polarized (CP) wavefront manipulation; however, these metasurfaces only consider the cross-polarization channels and keep the co-polarization channels abandoned. Such metasurfaces cannot be considered truly spin-insensitive, as one has to carefully choose the analyzer at output. Here, by combining the polarization-insensitive geometric phase and engineered propagation phase, we propose a spin-insensitive design principle based on metasurfaces that can perform identical functionality (on co- and cross-polarization channels) irrespective of the handedness of incident/transmitted light. As a proof of concept, we design and numerically realize two types of spin-insensitive wavefront engineering devices: (1) spin-insensitive meta-hologram and (2) spin-insensitive beam deflector with power splitting functionality. The proposed work is expected to open up new avenues for developing spin-independent metasurfaces-based devices.
metasurface spin-insensitivity meta-hologram beam splitter Chinese Optics Letters
2023, 21(1): 010006
1 长春理工大学物理学院, 长春 130022
2 吉林工程技术师范学院信息工程学院, 长春 130052
针对东北地区多个品种大豆的分类鉴别需求, 本文采用理论计算与实验分析相结合的研究方法, 开展对6个品种大豆的分类鉴别。油酸和亚油酸是大豆的重要构成成分, 首先以密度泛函理论为基础, 构建油酸和亚油酸分子空间结构, 并利用B3LYP/6-31+G(d,p)基组优化并计算其理论拉曼光谱。再通过实验获取油酸、亚油酸分析纯和6个品种大豆的拉曼光谱, 并将所得理论拉曼光谱与实验拉曼光谱做出比对, 发现各品种大豆均在1281、1445、1662和2904 cm-1处有较强拉曼峰。最后以此四个拉曼峰作为特征峰, 运用主成分分析法(PCA)和线性判别分析法(LDA)对不同品种大豆做可视化分类, 分类正确率达到90%。研究结果表明, 密度泛函理论结合拉曼光谱法能够开展对大豆品种的有效分类, 对智慧农业的发展提供了一定借鉴意义。
密度泛函 拉曼光谱 主成分分析 线性判别分析 density functional raman spectroscopy principal component analysis linear discriminant analysis
1 南京航空航天大学 自动化学院, 江苏 南京 211106
2 中电科技德清华莹电子有限公司, 浙江 德清 313200
基于频率步进连续波(FSCW)的声表面波频域阅读器采用类似矢量网络分析仪(VNA)测量频域响应的原理, 对声表面波标签回波信息进行解算。首先对基于FSCW的频域采样原理进行理论推导, 指导阅读器参数的设计; 再将直接数字频率合成器(DDS)与内置锁相环(PLL)的IQ调制器相结合设计了可快速变频的发射链路, 接收链路采用双向耦合器与硬件IQ解调芯片完成正交相干混频, 实现了绝对相位的稳定测量; 最后实际制作了阅读器电路板, 并结合声表面波标签对阅读器性能进行测试, 通过与网络分析仪测量结果对比, 结果表明该文设计的阅读器有效。
声表面波 频率步进连续波 频域采样 矢量网络分析仪 IQ调制 surface acoustic wave frequency stepped continuous wave frequency domain sampling vector network analyzer IQ modulation
1 长春理工大学 物理学院, 吉林 长春 130022
2 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
针对阵列相机的定标检测需求, 研制一套多光源阵列相机辐射定标装置, 通过对积分球衰减效率的理论计算和系统光能量衰减曲线的实际测试, 可得到系统的光学传递曲线, 加上宽量程测量装置实现对系统的光强变化实时测量, 并运用多种光源结合衰减片轮组, 达到宽动态范围为1.728×10-5~54Lux的测试光源连续输出, 分别满足微光阵列相机、强光阵列相机和其他多种阵列相机的多参数检测需求。开展了阵列相机多参数检测实验和标定分析, 实验结果表明: 装置能长久实现光照度特性实时监测和对多种阵列相机进行相机品质检测, 能为阵列相机的运行环境和使用范畴进行判定。
辐射定标 阵列相机 动态范围 信噪比 光响应非均匀性 radiometric calibration array camera dynamic range signal-to-noise ratio non-uniformity of light response