奚邦朝 1,2,3,4杨佳羽 1,2,3,4黄绍磊 1,2,3,4戴皓正 1,2,3,4[ ... ]张东旭 1,2,3,4,*
1 厦门大学公共卫生学院，福建 厦门 361102
2 分子疫苗学和分子诊断学国家重点实验室（厦门大学），福建 厦门 361102
3 国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心（厦门大学），福建 厦门 361102
4 国家药品监督管理局传染性疾病检测技术研究与评价重点实验室，福建 厦门 361102
随着医学检验对核酸检测技术要求的不断提高，现场检测（POCT）已经成为该领域的研究重点和难点。为了规避目前使用的POCT核酸检测仪器的缺点，构建了一种直轴型多通道光学检测系统，兼顾实现了多通道核酸实时荧光检测与即地即检。首先，基于正交式几何关系搭建了光路；然后，设计了一种新的直轴型多通道集成与切换装置以实现多个荧光检测通道的实时切换；最后，通过仿真验证了光路设计的有效性，并将本系统集成于自主设计的聚合酶链式反应装置上，以新型冠状病毒标准品进行了实时荧光检测实验。实验结果显示：本系统的变异系数最小可达0.02%；通道分辨率最低可达0.49 ，且没有通道串扰。同时，拥有良好的现场检测能力，可以配合仪器完成“样本进、结果出”的现场检测，为核酸POCT的多通道实时荧光检测提供了一种新思路。
医用光学与生物技术 核酸现场检测 光路设计 多通道光学检测 激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1722001
杨佳羽 1,2,3,4曾俊添 1,2,3,4奚邦朝 1,2,3,4刘国镪 1,2,3,4[ ... ]张东旭 1,2,3,4,*
1 厦门大学 公共卫生学院，福建 厦门 361102
2 厦门大学 分子疫苗学和分子诊断学国家重点实验室，福建 厦门 361102
3 厦门大学 国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心，福建 厦门 361102
4 国家药品监督管理局传染性疾病检测技术研究与评价重点实验室，福建 厦门 361102
核酸现场快速检测具有便捷、操作简单、无需专用实验室、报告快速等优点，能在机场、社区医院、海关、野外等各种复杂环境中进行检测。建立了一种可应用于核酸现场快速检测仪器的荧光检测系统，包括非共聚焦式的正交光路与多通道检测集成结构。前者信噪比高、小型便捷；后者切换效率高，能满足多重检测，其嵌合结构极大降低了通道间的荧光串扰。实验证明，系统的检测下限低于1.6 μg/mL，荧光检测梯度性R2值（确定系数）均大于0.99，重复性测试的CV（coefficient of variance）值不超过1.27%。通道间荧光串扰测试表明，通道间无串扰问题，巨细胞病毒培养液的扩增实验准确性与稳定性较好，表明该系统能够针对多重检测进行有效荧光激发与采集。
核酸现场检测 聚合酶链式反应 荧光 实时 on-site nucleic acid detection polymerase chain reaction fluorescence real-time
1 厦门理工学院电气工程与自动化学院，福建 厦门 361024
2 厦门大学公共卫生学院，福建 厦门 361102
激发光的光斑大小和准直性能是评价核酸检测系统的荧光激发光路性能的重要指标。为此，提出一种用于核酸检测系统的荧光激发光路性能的标定方法。首先建立激发光的光斑模型和光路准直模型，利用MATLAB进行数值计算，再利用ZEMAX光线追迹仿真初步验证模型准确性，最后搭建激发光路准直性能测试平台，利用工业相机采集光斑，进行实验验证。激发光路出射光斑最大值为2.23 mm，光线出射角为1.72°。结果表明，建立的光斑模型和光路准直模型可以用来标定核酸检测仪器激发光路的性能，有效地解决了光斑难以被精准控制的问题，为光路准直评价提供了一种新的思路。
测量 核酸检测 激发光路 光路标定 光斑模型 准直模型 激光与光电子学进展
2022, 59(7): 0712003
1 山西农业大学农学院，山西 太谷 030801
2 山西农业大学食品与工程学院，山西 太谷 030801
3 山西省农科院谷子所，山西 长治 046000
4 山西省农科院棉花科学研究所，山西 运城 044000
5 河南省国家小麦工程中心，河南 郑州 450000
目的：探讨晋中麦区小麦品质与面包质构及色差的关系，选择山西省专用面包粉原料以及充分挖掘山西优质小麦品种资源。方法：选取黄淮冬麦区、北方晚熟冬麦区、北方冬麦区的 39 个优质小麦品种，在山西省晋中麦区种植，收获后测定籽粒品质与面包质构及色差，并进行相关分析、主成分分析以及聚类分析。结果：晋中麦区适宜发展中强筋小麦品种；其中影响面包小麦的主要品质指标是蛋白质含量、湿面筋含量和沉降值；黏附性和黏附伸长度可以作为评价面包产品的重要指标；亮度值L*和黄度值b*可以作为评价面包产品的辅助指标。本研究筛选出适合在晋中麦区种植的面包小麦品种3个：豫麦34、晋麦67、晋农128；有望改良为面包小麦的品种6个：抗碱麦、乌麦201w22、豫麦70、晋麦72、临汾10号、太麦8003。结论：晋中麦区在发展中强筋小麦品种的同时，更要注重蛋白质含量、湿面筋含量、沉降值、黏附性、黏附伸长度及面包色差指标的限制，上述信息对选择山西省专用面包粉原料以及充分挖掘山西优质小麦品种资源具有一定的意义。
面包质构 色差指标 籽粒品质 bread texture flour color grain qualities
1 厦门大学 机电工程系, 福建 厦门 361005
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为了实现光学元件精密检测平台定位误差的自适应补偿, 以保证在不同的检测环境中平台能够自行保持高精度, 提出了基于检测环境监测和支持向量回归机的定位误差自适应补偿方法。首先, 以多组检测环境中温度、湿度和气压的具体测量值作为训练数据, 利用支持向量回归机建立定位误差最大值的预测模型, 进行最大值预测。然后, 将最大值同温度、湿度、气压等环境因素和位置信息一起作为训练数据, 迭代使用支持向量回归机, 建立任意位置定位误差预测模型。最后, 将预测到的定位误差值传入检测平台控制器中进行补偿。应用雷尼绍激光干涉仪, 温度、湿度和气压传感器等仪器设备, 在光学元件精密检测平台上进行了具体实验。实验结果表明该技术切实可行, 预测数据与实测数据差值绝对值的平均值为0.88 μm, Pearson相关系数的平方为0.99, 自适应补偿后平均定位误差由43 μm降为1.4 μm。
精密检测平台 检测环境监测 支持向量回归机 定位误差 自适应补偿 precision measurement platform monitoring measurement environment support vector regression positioning error adaptive compensation 强激光与粒子束
2014, 26(2): 022010
1 厦门大学 物理与机电工程学院, 福建 厦门 361005
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
为保证气囊抛光过程中抛光运动的高稳定性和均匀材料去除率，对气囊抛光非球面过程中气囊工具刚度的可控性进行了研究。通过分析气囊抛光大口径光学元件时工具的受力情况，计算了气囊工具的刚度，并分析了气囊抛光工具刚度对抛光时材料去除的影响及气囊工具刚度的影响因素。设计了气囊工具刚度控制算法并进行模拟试验，仿真结果表明，在刚度标准值根据加工要求设定以后，即可通过调节工件对气囊工具的反作用力，使得气囊抛光大口径光学元件过程中气囊工具刚度可控。
大口径光学元件 气囊抛光 工具刚度 可控性 large aspheric lenses bonnet polishing stiffness controllability
光网络的绿色节能是当前的研究热点之一, 采用能耗感知的RWA(路由波长分配)算法对业务进行配置作为一种有效的节能方法获得了广泛关注, 而现有的相关研究成果忽视了波长转换器在光网络节能方面能起的作用。文章提出了一种基于波长可变全光网络下的RWA算法——LBC-WC(基于负载计算代价的波长转换增强型)算法, 旨在利用波长转换器来使光纤能承担更多的光路, 使更多的光纤空余出来。在稀疏配置波长转换器的波长交换光网络场景下对算法进行了仿真, 仿真结果表明, 该算法能够大幅度减少网络中使用的光纤数目, 有效提高光纤利用率, 提高网络能效。
路由波长分配 能耗感知 波长转换器 Route Wavelength Assignment(RWA) power aware wavelength converters
利用功率超声医疗设备对病人进行治疗的过程中，手术刀的振幅是一个关键的控制参数，它直接影响到手术的效果。由于手术刀的振幅随着环境的温度、时变非线性的负载、以及加压等因素的影响而变化，故此需要对振动系统的振幅进行稳定控制。首先分析了纵向复合棒大功率换能器加接刀具的振动系统的等效机电模型，根据等效机电模型提出了一种基于自调整PID模糊控制器的功率超 声设备振幅控制方法。并分析了自调整PID模糊控制器的结构和原理，这种控制器同PID控制器相比较，既可以消除极限环振荡，又可以消除系统余差的优点。最后给出了一种实用的方法。实验表明采用该模糊控制技术提高了系统的鲁棒性和控制精度，为超声振动系统振幅的控制提供了新的思路。
超声吸引器 自调整PID 模糊控制器 功率超声
