1 唐山市人民医院唐山 063000
2 河北北方学院附属第一医院张家口 075000
评价一种可降解的液态基准标志物（Liquid fiducial marker，LFM）在图像引导放疗中的应用价值。体外实验：以固态基准标志物（Solid fiducial marker，SFM）为参考，评价不同锥形束CT管电压条件下LFM的可视性、伪影和最优注量。体内实验：以SFM为参考，评价LFM在裸鼠体内的稳定性和降解状况。将种植了肿瘤细胞的裸鼠随机分为未注入LFM的单次放疗组（16 Gy/次），注入了LFM的单次（16 Gy/次）、二分次（8 Gy/次）和四分次放疗组（4 Gy/次）。根据照射结果评价LFM对肿瘤生长的影响。相比SFM，LFM的伪影显著较小（均p<0.05），可视性满足临床鉴别要求，当注量为10 μL时成像质量最佳。裸鼠体内LFM质心相对脊髓位移显著大于黄金基准标志物（（0.22±0.03）mm vs.（0.17±0.02）mm，p<0.05），但始终小于一个像素尺寸，故稳定性良好。LFM的实际降解率同理论降解率高度相符。LFM对单次放疗组肿瘤生长影响较小，对分次放疗组影响较大。LFM具有一定临床应用和推广价值，未来有望取代SFM。
液态基准标志物 图像引导放疗 应用价值 Liquid fiducial marker Image guided radiotherapy Application value 辐射研究与辐射工艺学报
2023, 41(5): 050302
吉林大学机械与航空航天工程学院，吉林 长春 130025
由于鹰眼的特殊视觉机制，其具有大视场搜索、远距离探测和高分辨率成像等优点。基于鹰眼视觉原理，针对弹载光电探测平台，探索一种可以在大视场范围进行目标搜索，同时在关键区域进行目标自动定位和高分辨率成像的智能探测方法。在长波红外谱段，设计了五孔径大视场高分辨成像系统。基于Agent智能控制理论，提出了多传感器智能协同控制方案，实现大视场范围下的目标自动定位。研究了多孔径图像拼接和变分辨率图像融合方法，实现了大视场背景图像和高分辨目标图像的整体获取。研究结果表明，设计的多孔径探测系统可有效解决弹载环境下远场探测过程中大视场与高分辨的矛盾问题。
探测器 光电系统 大视场 高分辨 智能控制 激光与光电子学进展
2022, 59(4): 0404001
1 吉林大学机械与航空航天工程学院, 吉林 长春 130025
2 北京航天计量测试技术研究所, 北京 100076
3 哈尔滨工业大学空间光学工程研究中心, 黑龙江 哈尔滨 150001
光子集成干涉成像系统具有体积小、质量轻、能耗低、分辨率高的成像特性,有望取代传统大口径望远镜实现远距离探测。研究了光学干涉探测成像原理,建立了空间目标干涉图像复原模型。研究了微透镜阵列排布对成像质量的影响,提出了微透镜阵列设计方法。研究了光学相干基线匹配对空间目标频谱覆盖的影响,提出了能够高效覆盖高、中、低频谱的相干基线匹配方法。最后,比较了不同的微透镜阵列排布和干涉基线匹配方式下目标图像仿真复原效果。结果表明,所提微透镜阵列排布方式和干涉基线匹配方法能够提升空间目标频谱覆盖,提高目标图像复原质量。
成像系统 光电探测 干涉成像 光子集成 微透镜 图像复原
1 深圳大学光电工程学院, 广东 深圳 518061
2 深圳技术大学新能源与新材料学院, 广东 深圳
量子点材料具有发光光谱窄、发光波长可调及荧光量子产率高等特点, 其制成的发光器件在提升色域方面更具潜力。本文介绍了一种由蓝光 LED激发 CdSe红、绿光量子点并结合表色系统计算方法配得白光的计算方法。经多次实验确定, 红、绿光量子点与胶水配比为 (1∶60)和(1∶10), 胶量测试范围为 1.4 μL～2.2 μL和 3.0 μL～5.0 μL。采用传统 LED制作方式和分层结构制得样品, 测试此胶量范围对蓝光的吸收、转化比率, 经 Matlab拟合得到胶量与吸收、转化率的函数关系。取上述测试胶量范围形成的白光区域点 (0.34, 0.3), 得到红、绿光量子点胶量为 1.9 μL和 4.55 μL, 根据光谱计算公式得到对应的理论光谱。再根据上述胶量制作验证样品, 测试得到色坐标点为 (0.3409, 0.2992)且对应的光谱与理论光谱也基本重合。
量子点 白光 LED 光谱拟合 quantum dots white LED Matlab Matlab spectral fitting
1 上海电机学院材料学院, 上海 201306
2 上海电力股份有限公司吴泾热电厂, 上海 200241
3 上海交通大学, 上海市激光制造与材料改性重点实验室, 上海 200240
激光电弧复合焊接由于二者耦合的参数较多,为了得到优良的焊缝形貌通常需要进行大量的参数优化工作才能得到一个相对稳定的工艺参数窗口。为了缩短实验周期同时找到非稳定状态产生的内在机理,采用实验设计方法研究了光丝间距、焊接电压、激光功率对激光+脉冲熔化极气体保护焊(GMAW)复合焊接表面成形及过程稳定性的影响。通过高速摄影和电信号系统对影响成形规律差异性的原因进行了解释说明。研究结果显示,较高的电压和较小的光丝间距会导致焊接过程不稳定,造成这一现象的原因是熔滴受力模式和大小发生变化最终导致熔滴落点脱离焊枪移动方向。
激光光学 激光电弧复合焊接 焊缝成形 脉冲激光 熔滴过渡 脉冲熔化极气体保护焊 激光与光电子学进展
2020, 57(17): 171401
1 上海电机学院材料学院, 上海 201306
2 安徽工业大学材料科学与工程学院, 安徽 马鞍山 243032
3 上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室, 上海 200240
将连续激光、脉冲激光分别与脉冲GMAW(熔化极气体保护焊)进行复合,研究了不同复合焊接模式下激光离子体与电弧等离子体的动态交互行为。研究结果表明:与连续激光+脉冲GMAW复合焊接模式相比,脉冲激光+脉冲GMAW复合焊接模式可以在激光平均功率较小的情况下获得更大的熔深;在复合过程中,当激光脉冲峰值出现的时刻错开电流峰值的上升期时,这一瞬态时刻等离子体的急剧膨胀现象可以得到抑制,激光能量的传输可以得到改善。
激光技术 激光电弧复合焊接 焊接等离子体 脉冲激光 熔滴过渡 脉冲GMAW
1 上海电力学院能源与机械工程学院, 上海 200093
2 上海市激光制造与材料改性重点实验室, 上海 200240
3 高新船舶与深海开发装备协同创新中心, 上海 200240
理解脉冲GMAW焊电弧物理的动态特性对解释这一焊接方法的内在机理及获取优化控制策略有重要意义, 通过在高速摄影前加窄带滤波片的方法研究了脉冲GMAW焊接过程中不同粒子的扩散行为, 同时采用光谱仪研究了不同状态下金属与蒸汽保护气氛谱线的强度分布信息, 采用气体状态方程、 等离子体准中性方程、 和Saha方程计算了脉冲GMAW焊接峰值和基值两种不同状态下的金属蒸汽浓度分布。 研究结果显示, 在峰值时刻, 金属蒸汽被约束在电弧中心1 mm左右的范围内, 当电流从峰值跳转到基值时刻, 金属蒸汽从中心扩散到电弧外围区域, 峰值时刻中心金属浓度约为75%, 而基值仅为35%左右。
光谱分析 焊接等离子体 脉冲GMAW 金属蒸汽 OES Welding plasma GMAW-P Metal vapor
1 上海电力学院能源与机械工程学院, 上海 200090
2 上海交通大学上海市激光制造与材料改性重点实验室, 上海 200240
3 液化空气(中国)研发有限公司, 上海 200233
研究了高功率光纤激光与脉冲气体保护焊(GMAW-P)复合焊接中的等离子体动态行为、熔滴过渡模式以及电信号特征。结果表明, 光纤激光焊接可以采用纯Ar气作为保护气体, GMAW-P电弧与光纤激光复合后会导致激光等离子体膨胀增大, 电弧的弧长变短。比较电压概率密度可以看出, 激光引导模式相较于电弧引导模式时的负载动态波动更为剧烈。
激光技术 光纤激光 复合焊接 焊接等离子体 熔滴过渡模式
1 上海交通大学材料科学与工程学院上海市激光制造与表面改性重点实验室, 上海 200240
2 液化空气（中国）研发有限公司, 上海 200233
在细管径侧吹气体的辅助下,对SUS 304不锈钢试样进行了光纤激光焊接，使用高速摄影设备配合背景激光光源对匙孔、熔池以及金属蒸气的行为进行了观察，并对焊缝熔深和焊缝成形进行了分析。结果表明：在激光功率、焊接速度、离焦量、喷嘴位置与角度等参数一定的情况下，焊缝熔深随着细管径侧吹气体流量的增大而增加。细管径侧吹气体可以明显打开匙孔并维持匙孔稳定性，并扩大熔池面积。气体流量大小对焊缝成形有较大影响。当无细管径侧吹气体时，飞溅较大，焊缝成形均匀；当气体流量较小时，飞溅较小，且焊缝成形均匀；当气流量过大时，飞溅较小，但焊缝成形较差。
激光加工 光纤激光焊接 侧吹气体 高速摄影 熔池与金属蒸气 熔深
