1 北京中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
2 中材人工晶体研究院有限公司，北京100018
采用丝网印刷工艺在PMNPT弛豫铁电单晶晶片表面涂覆了中温及高温两种银浆，通过快速烧结工艺分别在650和850 ℃条件下制备了银电极。采用扫描电子显微镜观察银电极表面及金属晶体界面的微观结构，采用能谱分析了界面的元素分布情况。银电极厚度为几十微米，呈多孔结构，与晶体结合良好。经过烧结后，晶体中的Pb、Nb、Ti等原子向银电极发生了迁移，而高温银浆烧结后在界面形成几微米厚的过渡层，晶体中原子向电极中的迁移大幅度减少。不同晶向的PMNPT晶片在高温下向银电极扩散过程中具有很强的晶面效应，［110］方向晶体中Pb、Nb、Ti原子向电极中的扩散程度小于［100］方向晶体。
弛豫铁电单晶 Ag电极 金属晶体界面 原子扩散 PMNPT PMNPT relaxor ferroelectric single crystal Ag electrode metalcrystal interface atomic diffusion
本文设计制作了一款阵列规模为 1024×1024元、像元尺寸为 10 .m×10 .m的昼夜兼容成像 EMCCD(electron multiplying charge coupled device), 该器件包含国内首次制作的浮置栅放大器, 该放大器电荷转换因子(Charge to voltage factor, CVF)为 3.57 .V/e－, 满阱 55ke－, 能够非破坏性判断信号强度。该功能使得场景中微光照区域的像素可以选择性地路由至倍增通道输出, 而强光照区域的像素会路由至非倍增通道输出, 有了这种场景内可切换增益特性, 两种输出的信号重新组合, 实现高动态成像。同时为了实现器件在强光应用场合的抗光晕功能, 器件像元区域采用了纵向抗晕设计, 抗晕倍数为 200倍, 基于此类器件制作的相机能够恰当地在暗视场中呈现明亮的图像。
场景内可切换增益 浮置栅放大器 抗光晕 电子倍增 图像传感器 intra-scene switchable gain mode floating gate amplifier anti-blooming electron multiplication imaging sensor
1 湖南农业大学食品科学技术学院, 湖南 长沙 410128
2 湖南师范大学医学院, 湖南 长沙 410013
菊花为菊科植物菊的头状花序, 滁菊、 贡菊、 杭菊和亳菊是常见的几类药用品种菊花。 不同品种菊花在外观上具有极大的相似性, 非专业人员仅凭肉眼难以对其进行准确鉴别分析。 常规仪器分析法检测成本较高, 分析时间较长, 且需要对样品进行破坏性处理, 影响了产品的二次销售。 近红外光谱技术作为近年来快速发展起来的一种绿色、 简单、 快速的新型检测技术, 在中药鉴别领域取得了很大的进展。 基于便携式近红外光谱仪结合化学计量学方法建立了一种菊花品种无损鉴别方法。 利用便携式近红外光谱仪采集了滁菊、 贡菊、 杭菊和亳菊完整以及粉末状两种物理形态样品的光谱, 采用单一以及组合光谱预处理方法消除光谱中存在的干扰, 结合不同模式识别方法(主成分分析法、 软独立模式分类法和Fisher线性判别分析法)分别构建了不同品种菊花的鉴别模型。 结果表明: 由于仪器的限制及样品物理性状的原因, 光谱中存在较为明显的背景、 基线漂移以及噪声的干扰, 完整样品由于物理性状的原因, 基线漂移干扰尤为严重; 采用主成分分析法结合光谱预处理方法无法实现不同品种菊花的准确鉴别, 完整样品最佳鉴别正确率仅为8.33%, 粉末样品最佳鉴别正确率为52.38%; 通过软独立模式分类法结合预处理方法可以得到较为准确的鉴别结果, 完整样品光谱数据经一阶导数+多元散射校正优化后鉴别正确率为95%, 粉末状样品数据采用原始数据的鉴别正确率为92.5%; Fisher线性判别分析方法结果最佳, 完整样品数据经连续小波变换优化后可以得到97.5%的鉴别正确率, 粉末状样品采用原始光谱便可得到100%鉴别正确率。 以上结果表明, 当采用合适的预处理和建模方法, 完整样品和粉末状样品鉴别结果较为一致, 基于便携式近红外光谱仪结合化学计量学可实现对不同品种菊花的准确无损鉴别分析, 为食药同源产品的无损鉴别分析提供了新途径。
便携式近红外光谱仪 菊花 无损鉴别 Fisher线性判别分析 Portable near infrared spectrometer Chrysanthemum Nondestructive identification Fisher linear discri-minant analysis 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1129
1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
2 上海理工大学 健康科学与工程学院, 上海 200093
在医学领域中, 静脉成像技术被用于辅助静脉注射和静脉疾病的治疗。其中反射式成像的静脉成像装置由于非接触、便携性好的优势, 在临床上的静脉定位中具有十分显著的优势。针对反射式成像下的静脉图像中噪声多、静脉特征较弱导致现有的图像处理方法难以准确地提取出图像中的静脉纹路的问题, 提出了一种基于卷积神经网络的静脉纹路提取方法(RIVE)用于提高反射式静脉图像中静脉纹路提取的准确性。使用透射式静脉成像下的图像及标签训练神经网络; 使用训练好的神经网络提取反射式静脉图像中的静脉纹路; 最后, 将反射式静脉图像中提取的静脉纹路与透射式静脉成像的结果比较, 以静脉提取率为基准评估新方法的性能。实验结果表明RIVE的静脉提取率可以达到63.2%, 相比于传统方法有23.7%的提升。因此, 本方法可以更准确地提取出反射式静脉图像中的静脉纹路, 在临床的静脉显像技术中有十分重要的意义。
反射式静脉成像 静脉纹路提取 卷积神经网络(CNN) reflection-type vein imaging vein pattern extraction U-Net U-Net convolutional neural network(CNN)
1 中国气象科学研究院, 中国气象局大气化学重点开放实验室, 北京 100081
2 法国里尔大学大气光学实验室, 里尔 59000, 法国
基于 2005-2013 年 POLDER-3 多角度偏振观测资料, 通过最新开发的可以实现气溶胶光学特性及组分信息同时反演的气溶胶组分卫星反演方法获得全球气溶胶综合产品, 并利用 AERONET (Aerosol Robotic Network) 全球站点观测资料对反演获得的气溶胶光学辐射特性产品进行了综合评价分析, 讨论了气溶胶组分反演方法的适用性和先进性。结果表明, 气溶胶组分反演方法应用于多角度偏振观测中, 不仅可以获得高精度的多个波段气溶胶光学厚度 (AOD) 产品, 还可以获得多个波段吸收性气溶胶光学厚度 (AAOD) 以及不同波段组合下 (440/670 nm, 670/870 nm, 870/1020 nm, 440/1020 nm) ngstrm 指数 (AE) 等气溶胶光学辐射特性产品, 并且这些气溶胶光学特性反演产品都具有较小偏差, 表明气溶胶组分反演方法能够更好地对观测数据实现拟合, 获得更丰富更精确的气溶胶卫星反演产品, 为进一步优化算法并提供更加精确的卫星产品奠定基础。
大气气溶胶 气溶胶组分方法 卫星偏振观测 气溶胶光学辐射产品 atmospheric aerosols aerosol component method satellite polarimetric observations aerosol optical and radiative properties 大气与环境光学学报
2022, 17(1): 160
1 中国科学院 合肥物质科学研究院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230026
3 合肥综合性国家科学中心 能源研究院(安徽省能源实验室), 合肥 230026)
基于自动化建模软件平台cosVMPT的发展，建立了包含厂房结构的中国聚变工程试验堆（CFETR） 360°全堆模型，主要结构包括中心螺线管线圈、真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、杜瓦，以及精细结构的水冷包层和偏滤器。空间布置上包括16个上/下窗口和6个中窗口，2个斜窗口作为NBI束通道，其余窗口内设为屏蔽块。引入“on-the-fly”（OTF）全局减方差方法以获得可靠的中子、光子通量，结果显示其在厂房内的分布不对称。验证了cosVMPT平台和OTF方法的可靠性，并与扇段模型所获得的结果进行对比，进一步确认能够通过扇段模型来简化建模计算过程的使用范围。
CFETR 360°全堆模型 cosVMPT OTF方法 中子学 CFETR 360° model cosVMPT on-the-fly method neutronics 强激光与粒子束
2022, 34(2): 026018
北京中材人工晶体研究院有限公司, 北京 100018
掺硼金刚石在原有金刚石高硬度、高稳定性、良好的生物相容性等优良性能的基础上, 具有半导体甚至低温超导特性, 以及宽的电化学势窗、低背景电流等电化学优势。目前, 掺硼金刚石膜被公认为是极佳的电化学电极材料, 大量研究工作集中在硼的掺杂方式、掺硼金刚石膜微观形貌控制、掺硼金刚石膜表面修饰等方面, 以优化掺硼金刚石膜的性能, 拓展其应用空间。本文基于对掺硼金刚石结构的认识, 综述了其电学及电化学性能研究进展, 阐述了其主要制备方法。并分析了掺硼金刚石膜作为电极在消毒杀菌、废水处理、超级电容器、生物传感器等领域的应用现状及前景。
掺硼金刚石 电极 电化学氧化 超级电容器 生物传感器 boron-doped diamond electrode electrochemical oxidation supercapacitor biosensor
壁画作为我国最古老的绘画艺术形式之一, 是极为重要的文化实物遗存。 这种通过图像和色彩表达作者设想、 装饰建筑、 宣传思想、 宗教崇拜的绘画存在于历史生活中的各个层面和角落。 因历史上宗教活动、 生产生活使用等人为因素干预, 多处壁画表面存在烟熏, 壁画内容被覆盖, 常规方法无法识别绘画内容与风格。 国内外至今没有无损且有效的技术手段完全清除烟熏层, 致使此类壁画信息无法显现并解读。 由于壁画绘制所使用的各类颜料对红外光吸收性存在差异, 在红外光源的照射下, 各物质形成反差, 从而实现区分。 利用红外光这种具有“穿透物质表层”的特性, 可探测烟熏下壁画内容。 红外摄影技术很早便在大型佛教石窟壁画的研究中有所运用, 但未能广泛地应用于古代壁画研究, 尤其是中小型石窟壁画。 应用红外摄影技术对甘肃陇东南的小型石窟代表木梯寺石窟的烟熏壁画进行了研究, 清晰识别可见光下无法观察到的画面主题、 底稿墨线, 甚至修改痕迹等信息, 帮助推断壁画绘制年代。 获取影像后, 通过调整红外摄影图片容差和色阶, 进一步获取画面更为丰富的局部细节。 此次研究成果弥补了红外摄影技术在中小型石窟烟熏壁画研究领域的缺失, 同时可以作为壁画当前保存状况的详细资料, 为壁画的保护修复提供帮助。 红外摄影作为一种非接触、 无损、 快速并直观的方法, 对于研究古代烟熏壁画有着重要意义, 可在石窟寺和寺观殿堂壁画的研究上进行推广, 发挥其应有之用。
红外摄影 烟熏壁画 木梯寺 绘画技法 Infrared photography Sooty murals Mutisi Grottoes Rendering techniques of the paintings 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3628
