1 南开大学现代光学研究所，天津 300350
2 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室，天津 300350
3 天津市人民医院，天津 300121
4 之江实验室智能感知研究院，浙江 杭州 310013
提出了一种利用循环生成对抗网络实现由大视场、低分辨率染色图像生成与之相匹配的高分辨率虚拟染色图像的方法，在完成了对细胞虚拟染色的同时，解决了传统光学显微镜的大视场与高分辨率两个目标无法同时满足的问题。首先，进行了理论验证，通过对选定图像的分辨率分级缩放模拟实际分辨率变化，训练对应的算法模型并与真实图像相比较，结果在主观与客观上均符合设想预期。在完成理论验证的基础上，分别进行了由10倍、4倍低分辨率真实染色图像生成25倍高分辨率虚拟染色图像的实验。通过主观视觉与客观评价指标进行评价，得到结构相似性、峰值信噪比和归一化均方根误差三个指标的具体数据。结果显示，通过循环生成对抗网络生成的虚拟染色图像与真实染色图像间的相似度较高，虚拟生成效果很好。
显微 光学显微镜 大视场 高分辨率 循环生成对抗网络 虚拟染色 细胞
人群自动计数问题在视频监控领域引起了广泛关注。近年来，卷积神经网络 (CNN)模型在人群计数方面取得了良好效果。然而，当前对于基于深度学习的人群计数的研究主要停留在 PC端上对单幅静止图片的人群计 数，网络模型参数量巨大，网络结构复杂，消耗的计算资源巨大，难以部署于实际的监控视频人群计数系统。因此，本文采用深度学习的方法，通过对网络模型进行裁剪压缩，同时使用 TensorRT对模型进行加速，在嵌入式 平台上实现了接近实时的人群计数。提出的人群计数平均绝对误差 (MAE)为 21.6且平均每秒帧数 (FPS)为 22，在精确度和速度方面达到了一个很好的平衡，在嵌入式平台上运行速度较快，能达到实时的效果。
人群计数 深度学习 模型压缩 NVIDIA Jeston TX2平台 crowd counting deep learning model compression NVIDIA Jeston TX2 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(3): 515
昆明理工大学 理学院 激光研究所, 昆明 650500
为了得到数字全息图波前的准确重建场, 采用常见的波前重建算法进行实验研究和理论分析,得到了物光波通过非单一介质传播时的等效距离, 并利用该等效距离修改常用波面重建公式中的相关参量, 与柯林斯公式对数字全息图进行重建的结果进行比较分析, 发现当物光波通过非单一介质时, 采用等效距离修正的重建公式或者柯林斯公式均能得到准确的数字全息再现像。结果表明, 采用等效距离对数字全息图进行波前重建的结果与采用柯林斯公式重建的结果一致, 此方法能够简化光波通过非单一介质时对数字全息图的波前准确重建。该研究结果可为显微数字全息及数字全息检测应用提供有益的参考。
全息 等效重建距离 柯林斯公式 衍射计算 holography equivalent reconstruction distance Collins formula diffraction calculation
1 清华大学 机械工程系, 北京 100084
2 四川长虹电器股份有限公司工程技术中心, 四川 绵阳 621000
3 清华大学 深圳研究生院, 广东 深圳 518055
电子产品的大量报废使得废弃线路板大量增加, 从而使其作为整体丧失原有功能, 但其上的元器件特别是集成芯片重用价值高。在拆解重用过程中, 加热解焊是重要工艺, 它将对已在一定湿度中吸潮饱和的芯片产生热冲击, 进而使芯片中产生热应力及湿应力, 塑封芯片可能产生分层。为研究芯片界面强度对分层的影响, 首先在内聚力理论指导下, 对新旧芯片的铜衬底-模塑料间界面强度通过试验-仿真方法进行测量, 获取断裂能、最大张力位移及剪切强度等参数; 然后基于ANSYS软件的内聚力模型, 建立基于湿-热综合膨胀系数的仿真模型; 在此模型中, 研究实际中热、湿的极限工况分别对新、旧芯片的界面处切向变形的影响, 进而对拆解策略提供指导。
芯片分层 界面强度 内聚力模型 integrated circuit (IC) delamination interfacial strength cohesive zone model (CMZ)
1 清华大学 深圳研究生院, 深圳 518055
2 清华大学 机械工程系, 北京 100084
废旧塑封芯片的界面分层会严重影响其回收重用价值, 一直是废弃电器电子产品(WEEE)资源化研究中关注的热点问题。基于有限元仿真方法, 分析了废旧QFP塑封芯片在线路板拆解温度下的翘曲变形和各材料界面应力分布。研究表明, 拆解温度过高时, 芯片翘曲过大容易导致材料膨胀力失配, 造成界面分层; 在粘结层、衬底和模塑料的结合区域应力水平非常高, 较易发生分层; 模塑料在拆解温度下为玻璃态, 与管芯及衬底的结合强度均降低, 其界面角点均为较易发生分层的位置。
线路板拆解 芯片分层 有限元法 仿真 PCB disassembly plastic chip delamination finite element method simulation analysis
1 南华大学 数理学院, 湖南 衡阳421001
2 南华大学 核科学技术学院, 湖南 衡阳421001
运用时域有限差分(FDTD)方法数值研究了一种亚波长之字形金属-绝缘体-金属(MIM)等离子波导结构的传输属性。之字形波导在连续两个拐角可向外延伸出1～4个短切口。每个切口独立构成一个谐振腔，谐振波长近似与切口深度成线性正比，而与切口方向无关。当任意一个切口满足谐振条件时，该波导结构在对应波长的透射率均趋近于0。随着同深度切口数目的增加，禁带波长区域逐渐展宽，形成一个良好的宽带滤波器。
亚波长 表面等离子激元 等离子波导 滤波器 subwavelength surface plasmon polaritons plasmonic waveguide filters
1 中国地质大学数学与物理学院， 湖北 武汉 430074
2 亚琛工业大学， 亚琛 D-52062， 德国
3 中国地质大学机械与电子信息学院， 湖北 武汉 430074
为了更好地了解表面增强拉曼光谱(SERS)的机制，并进一步提高增强因子，研制了具有高稳定性的纳米劈裂装置及芯片。结合纳米劈裂技术及SERS技术，在拉曼光谱测量的同时能非常精确地操纵两纳米电极间的距离以观察相应拉曼光谱强度的变化。发现拉曼光谱强度依赖于纳米电极的间距以及激光的偏振化方向。在利用两纳米电极作为增强体的基础上引入了纳米门电极，并观察偏置电压下的门电极对拉曼光谱信号的影响。实验结果表明，拉曼光谱信号的强度强烈地依赖于纳米门电极上所施加的偏置电压。实验为增强拉曼信号提供了新的方法，同时为拉曼光谱增强机制的理论研究提供了参考数据。
光谱学 表面增强拉曼散射光谱 纳米劈裂技术 分子电子 光刻 纳米门电极 中国激光
2011, 38(11): 1115001
同济大学波耳固体物理研究所波与材料的微结构实验室, 上海 200092
基于第一性原理的赝势平面波方法计算了完整YTaO4和LuTaO4晶体的电子结构、介电函数、折射率、吸收光谱。计算结果表明,二者价带的贡献都主要来源于O2p态。导带分为两部分,下导带都主要由Ta5d态组成,YTaO4上导带主要由Y4d态组成。而LuTaO4上导带的贡献主要来源于Lu5d态。在ω=0时,YTaO4和LuTaO4晶体的介电常数和折射率都非常接近;介电函数虚部的低能特征峰(小于10.0 eV)归因于TaO3-4基团的电子跃迁,对应电子从O2p价带到Ta5d导带的跃迁;10.0～15.0 eV之间的特征峰对应于电子从价带到上导带的跃迁;大于15.0 eV的特征峰则归因于O2s态的内层电子到导带的跃迁。两种晶体在紫外区的吸收带宽而强,此吸收带归属于从氧(2p)到钽d0离子的电荷转移跃迁。
线性光学 电子结构 第一性原理计算 光学性质
1 华中科技大学,光电子科学与工程学院,湖北,武汉,430074
2 中南民族大学,电子信息工程学院,湖北,武汉,430074
为了实现对MEMS变形反射镜的静态形貌、动态离面变形及谐振频率的测量,提出了一种基于计算机控制的频闪显微干涉测量系统.测试中采用频闪照明技术及5步相移技术实现了对干涉相位的测量,利用空间及时间相位解缠算法恢复了反映物体真实信息的连续相位,从而得到了所需的特性参数.实验结果表明:该系统具有测量简便、自动化程度高及测量精度高等特点.
光学测量 MEMS变形反射镜 频闪干涉测量系统 5步相移算法 相位解缠
1 中国地质大学,地球物理与空间信息学院,湖北,武汉,430074
2 中国地质大学,数学与物理学院,湖北,武汉,430074
3 华中科技大学,光电工程系,湖北,武汉,430074
为了对MEMS器件的3D形貌、垂向位移与形变、共振频率等特性进行精确的非接触式的测量,研制了一种基于激光频闪法的MEMS动静态测试系统.该系统以改进了的泰曼干涉仪为核心,采用激光照明,结合五步相移算法,获得MEMS器件静态表面的3D形貌图.使激光频闪的频率与MEMS器件驱动信号源频率一致可以获得相对"冻结"不变的3D形貌.改变频闪激光相对于MEMS器件驱动信号源的相对相位延时,可以获得周期内的MEMS器件离面运动轨迹等参数.本文设计并实现了与该系统配套的数据处理软件.该系统对于离面运动的测量精度可达1nm,最高测试频率可达500kHz.通过对可变形反射镜的测试验证了该系统的可靠性与通用性.
微机电系统 特性测试 频闪成像 相对延时
