Lihua Ruan 1,4Zhiqin Yin 1,2,3,4Shibing Zhou 1,4Weibo Zheng 1,4,*[ ... ]Shaowei Wang 1,2,3,4,**
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences Shanghai 200083, P. R. China
2 State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, P. R. China
3 Shanghai Engineering Research Center of Energy-Saving Coatings Shanghai 200083, P. R. China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, P. R. China
5 Shanghai Tech University, Shanghai 201210, P. R. China
6 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, P. R. China
7 School of Information Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
Visual near-infrared imaging equipment has broad applications in various fields such as venipuncture, facial injections, and safety verification due to its noncontact, compact, and portable design. Currently, most studies utilize near-infrared single-wavelength for image acquisition of veins. However, many substances in the skin, including water, protein, and melanin can create significant background noise, which hinders accurate detection. In this paper, we developed a dual-wavelength imaging system with phase-locked denoising technology to acquire vein image. The signals in the effective region are compared by using the absorption valley and peak of hemoglobin at 700nm and 940nm, respectively. The phase-locked denoising algorithm is applied to decrease the noise and interference of complex surroundings from the images. The imaging results of the vein are successfully extracted in complex noise environment. It is demonstrated that the denoising effect on hand veins imaging can be improved with 57.3% by using our dual-wavelength phase-locked denoising technology. Consequently, this work proposes a novel approach for venous imaging with dual-wavelengths and phase-locked denoising algorithm to extract venous imaging results in complex noisy environment better.
Dual-wavelength phase-locked denoising vein visualization enhancement 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(3): 2350033
张思远 1,2张友昭 2李相伟 2,*张涛 1,**[ ... ]张书彦 2
作者单位
摘要
1 广州大学物理与材料科学学院,广东 广州 511442
2 东莞材料基因高等理工研究院,广东 东莞 523808
采用激光选区熔化(SLM)技术在H13模具钢顶部沉积了一种新型3D打印模具钢材料AM40,通过扫描电镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等方法,研究了热处理对AM40/H13双金属结构材料微观组织演变及其力学变形行为的影响。结果表明:沉积态AM40/H13双金属材料界面无裂纹缺陷,AM40侧呈现增材制造特有的Marangoni熔池特征,以及细小的胞状和柱状结构的马氏体组织,H13侧为粗大奥氏体组织,界面存在明显的组织不均匀性。经过1000 ℃淬火+560 ℃回火热处理后,熔池特征消失,H13侧形成均匀的板条马氏体,消除了界面晶粒尺寸和取向差的不均匀性,且界面处的元素扩散宽度增加60 μm。沉积态AM40/H13界面硬度为642 HV,高于AM40(529 HV)和H13(202 HV)。热处理消除了AM40/H13硬度的不均匀性,使整体平均硬度为480 HV。热处理后,AM40/H13双金属的抗拉强度从沉积态的644 MPa提高到1436 MPa,强度介于AM40和H13之间,断裂位置从沉积态的H13侧变为AM40侧,界面保持较高的强度和塑性。
激光技术 激光选区熔化 双金属结构 热处理 连接界面 微观组织 拉伸性能 
中国激光
2024, 51(16): 1602304
作者单位
摘要
太原理工大学 物理学院, 山西 太原  030024
采用高温固相法制备了一种具有颜色变化的长余辉发光材料Mg3Y2Ge3O12∶Pr3+。通过X射线衍射、激发发射光谱、余辉衰减及热释光曲线等,对样品的结构、发光及余辉性能进行了系统分析。在283 nm激发下,发射光谱在485 nm和609 nm处表现出两个较强的尖峰发射,分别归属于Pr3+离子的3P23H43P03H6能级跃迁。通过对Pr3+离子浓度的调控,有效改变了绿光和红光的相对发射强度,从而实现了发光颜色的多色化。此外,在激发光源停止后该材料同样具有多色的余辉发射,对于最佳样品(Mg3Y2Ge3O12∶0.015Pr3+)的余辉时间可达1 200 s以上。之后,我们通过热释光曲线具体研究了陷阱的分布及余辉的充放能过程。结果表明,Mg3Y2Ge3O12∶0.015Pr3+材料中浅陷阱的浓度相对较低从而导致室温下的余辉性能较弱。由于材料在高温区域具有超宽带陷阱分布,因此,我们进一步探究了其在高温下的多色长余辉性能。在本工作中,我们成功制备了一种单一离子激活的发光及余辉颜色可调的长余辉发光材料,考虑到其在室温以及高温条件下都具有发光及余辉颜色变化的特点,该材料在高温预警标识以及防伪领域有着潜在的应用价值。
长余辉发光材料 Mg3Y2Ge3O12∶Pr3+ 多色化 防伪 persistent luminescent materials Mg3Y2Ge3O12∶Pr3+ multicolor anti-counterfeiting 
发光学报
2024, 45(3): 424
杨宁 1,2,3苏海冰 1,2,3,4,*张涛 1,2,4
作者单位
摘要
1 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209
2 中国科学院光场调控科学技术全国重点实验室,四川 成都 610209
3 中国科学院大学电子电气与通信工程学院,北京 100049
4 中国科学院大学光电学院,北京 100049
针对水下图像因成像环境造成的色彩失真、对比度下降、模糊等问题,提出一种自适应水下图像增强算法。首先,基于Lab色彩空间的局部色偏和全局色偏对衰减颜色进行色彩补偿,再利用灰度世界算法恢复水下图像的色彩平衡。其次,使用自动色阶和伽马校正方法调整各通道信息,以获得高动态范围、高照度的图像。最后,通过反锐化掩膜方法获得高频信息并增强图像细节,从而获得清晰的水下图像。所提算法利用图像的色偏、均方差等统计信息,实现了自适应处理。实验结果表明,所提算法能有效去除水下图像色偏,提高图像对比度与清晰度,提升视觉效果。较之其他算法,其在处理效果及时间上均有优势。
图像处理 水下图像增强 色彩校正 对比度提升 细节增强 
激光与光电子学进展
2024, 61(8): 0837001
作者单位
摘要
1 东北林业大学计算机与控制工程学院,黑龙江 哈尔滨 150000
2 东北林业大学机电工程学院,黑龙江 哈尔滨 150000
光谱共焦显微技术结合了共焦显微镜的高空间分辨率和光谱分析的高波长分辨率,凭借精度高、适用性强、无损检测等特性,广泛应用于工业生产、生物医疗和半导体芯片等领域。首先介绍点光谱共焦系统的原理,指出点光谱共焦检测效率低的缺点。其次,针对光谱共焦显微技术的关键性能指标改善,阐述了在光源、色散物镜和光谱信号检测等方面所取得的主要成果,并对各类光源进行定性对比。随后展示光谱共焦显微技术的扫描方法,梳理了相关研究进展,并总结了相关方法的优点和缺点。最后,展望光谱共焦显微技术未来的发展趋势。
光谱共焦显微技术 精密测量 宽光谱光源 色散物镜 扫描成像 
激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618024
向超 1,2,*张涛 1吴文伟 3邹志航 1[ ... ]韩恩厚 1,4,**
作者单位
摘要
1 广东腐蚀科学与技术创新研究院,广东 广州 510530
2 中国科学院金属研究所,辽宁 沈阳 110016
3 广州大学物理与材料科学学院,广东 广州 510006
4 华南理工大学材料科学与工程学院,广东 广州 510641
使用电子万能材料试验机对不同热处理后的18Ni300马氏体时效钢进行拉伸试验,并通过X射线衍射(XRD)分析了不同热处理后马氏体及奥氏体的含量,研究了18Ni300钢在不同热处理过程中的组织演变、力学性能以及二者的关系,对比了其在不同热处理后的综合力学性能,从而筛选出了最佳热处理工艺。结果表明,热处理后试样的熔道逐渐消失,马氏体组织特征更加明显,硬度从34.1 HRC上升到52~54 HRC,抗拉强度从1174 MPa上升到2000 MPa以上。490 ℃直接时效6 h后实现了较好的强韧组合,这与组织内生成的强韧化相(逆转奥氏体)的含量密切相关。XRD测试结果表明,490 ℃直接时效后,试样内部具有最高的逆转奥氏体含量(体积分数约为6.9%),这些细小的逆转奥氏体分布在马氏体边界和内部,在一定程度上改善了18Ni300钢的韧性。
激光技术 激光选区熔化 18Ni300马氏体时效钢 逆转奥氏体 热处理 拉伸性能 
中国激光
2024, 51(16): 1602302
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Integrated Service Networks, State Key Discipline Laboratory of Wide Bandgap Semiconductor Technology, Xidian University, Xi’an 710071, China
2 Yongjiang Laboratory, No. 1792 Cihai South Road, Ningbo 315202, China
3 The School of Communications and Information Engineering, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China
4 Laboratory of Solid-State Optoelectronics Information Technology, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
5 School of Information Science and Technology, Nantong University, Nantong 226019, China
6 The College of Engineering and Applied Sciences, Nanjing University, Nanjing 210023, China
7 Key Laboratory of 3D Micro/Nano Fabrication and Characterization of Zhejiang Province, School of Engineering, Westlake University, Hangzhou 310024, China
8 Lightelligence Group, Hangzhou 311121, China
Neuromorphic photonic computing has emerged as a competitive computing paradigm to overcome the bottlenecks of the von-Neumann architecture. Linear weighting and nonlinear spike activation are two fundamental functions of a photonic spiking neural network (PSNN). However, they are separately implemented with different photonic materials and devices, hindering the large-scale integration of PSNN. Here, we propose, fabricate and experimentally demonstrate a photonic neuro-synaptic chip enabling the simultaneous implementation of linear weighting and nonlinear spike activation based on a distributed feedback (DFB) laser with a saturable absorber (DFB-SA). A prototypical system is experimentally constructed to demonstrate the parallel weighted function and nonlinear spike activation. Furthermore, a four-channel DFB-SA laser array is fabricated for realizing matrix convolution of a spiking convolutional neural network, achieving a recognition accuracy of 87% for the MNIST dataset. The fabricated neuro-synaptic chip offers a fundamental building block to construct the large-scale integrated PSNN chip.
neuromorphic computation photonic spiking neuron photonic integrated DFB-SA array convolutional spiking neural network 
Opto-Electronic Advances
2023, 6(11): 230140
张涛 1,2李振辉 1,2崔彩霞 1,*张丹燚 1,*[ ... ]辛一凡 3
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学北海校区,广西 北海 536000
2 桂林电子科技大学 信息与通信学院,广西 桂林 541004
3 哈尔滨工程大学 理学院,哈尔滨 150001
采用高温固相合成法制备了多组Yb3+/Ho3+/Tm3+不同物质的量分数掺杂的LiTaO3多晶材料,测试了双掺Yb3+/Ho3+,Yb3+/Tm3+和三掺Yb3+/Ho3+/Tm3+的LiTaO3多晶的X射线衍射图谱、紫外-可见吸收谱和上转换荧光发射谱。X射线衍射(XRD)结果显示,稀土离子掺杂没有改变LiTaO3多晶的物质结构,这表明稀土离子以取代基质离子的方式进入了晶格中。样品的紫外吸收边显示,增加Ho3+或Tm3+物质的量分数会导致吸收边先红移再蓝移。在980 nm泵浦光激发下,可见光区域中出现上转换蓝光(475 nm)、绿光(545 nm)和红光(663 nm和650 nm)发射,通过改变LiTaO3中的激活离子Ho3+-Tm3+物质的量分数,可对上转换荧光色度进行调节,物质的量分数配比为2.0%Yb3+/0.05%Ho3+/0.4%Tm3+的掺杂LiTaO3多晶材料实现了最为接近标准白光的发射。
LiTaO3多晶 高温固相合成 Yb3+/Ho3+/Tm3+掺杂 上转换发光 LiTaO3 polycrystal high-temperature solid-state synthesis Yb3+/Ho3+/Tm3+ doping upconversion luminescence 
强激光与粒子束
2023, 35(12): 121005
作者单位
摘要
1 上海大学力学与工程科学学院, 上海 200444
2 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司, 上海 200125
为探究砂浆-混凝土接缝界面动态受压力学性能, 设计混凝土、砂浆以及砂浆-混凝土接缝界面三种不同试件, 应用液压伺服试验机和霍普金森杆(SHPB)对试件静动态力学性能展开试验研究, 由试验获取不同拼接缝工况下试件破坏形态和力学特征参数。同时, 利用CT扫描技术, 分析了三种不同试样的动态增强效果, 并从细观层面揭示了其作用机理。结果表明: 在静态作用下, 接缝试件整体抗压强度处于砂浆试件与混凝土试件之间; 在动态作用下, 三种不同试件抗压强度随着应变率提高逐步增加, 混凝土对应变率有更强的敏感性, 砂浆的敏感性最弱。相较于混凝土试件, 砂浆和砂浆-混凝土接缝试件受压破坏后的完整性显著提升; 利用试验数据并基于欧洲混凝土委员会提出的CEB公式优化得到适用于三种不同材料的动态提高因子(DIF)与应变率数学模型, 该模型具有较好的适用性。
砂浆-混凝土接缝 动态力学性能 应变率效应 动态提高因子 mortar-concrete joint dynamic mechanical property strain rate effect dynamic increase factor 
硅酸盐通报
2023, 42(6): 1987
张涛 1王腾 1张琰 2谭洪波 3[ ... ]董超 2
作者单位
摘要
1 国网山东省电力公司,潍坊供电公司,潍坊 261000
2 中国电力科学研究院有限公司,北京 100192
3 武汉理工大学硅酸盐建筑材料国家重点实验室,武汉 430070
为解决钢筋混凝土氯离子侵蚀难题,研究了不同掺量矿渣微粉对水泥净浆工作性能、力学性能和氯离子固化性能的影响,并通过物相分析、热重分析、孔结构分布和热力学模拟等方法对氯离子固化机理进行表征分析。结果表明:矿渣微粉能够改善水泥基材料的工作性能,有效提升水泥净浆后期抗压强度和氯离子固化能力,掺量为30%(质量分数)时综合性能最佳;矿渣微粉能够化学结合氯离子,促进体系生成Friedel盐和Kuzel盐,并且能够发生火山灰效应提升C-S-H凝胶含量,细化硬化浆体孔隙结构,提升密实度;水泥净浆氯离子固化能力受氯离子化学结合、物理吸附和阻迁能力共同作用,随着矿渣微粉掺量增加,水泥净浆氯离子化学结合和物理吸附能力逐渐增强,而阻迁能力存在最优掺量。本研究为矿渣微粉水泥基材料在远海岛礁工程建设中的应用提供技术支持和理论支撑。
矿渣微粉 水泥净浆 氯离子固化 物相组成 孔结构 热力学模拟 GGBS cement paste chloride binding phase composition pore structure thermodynamic simulation 
硅酸盐通报
2023, 42(9): 3240

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