1 山西大学物理电子工程学院,山西 太原 030006
2 山西大学激光光谱研究所量子光学与光量子器件国家重点实验室,山西 太原 030006
3 山西大学极端光学协同创新中心,山西 太原 030006
本文采用多级方法(MPM)对涂覆石墨烯的双椭圆和圆柱并行纳米线波导的基模的有效折射率进行了计算,并采用有限元法(FEM)对计算结果进行了验证。本文研究了两种计算方法的结果之间的相对误差随MPM展开项数的最大值、工作波长、费米能、椭圆柱形纳米线的半长轴及半短轴、纳米线表面之间的横向间距,以及圆柱形纳米线的相对高度等变化的规律。通过对照计算结果得到以下规律:随着级数展开项数增大,MPM的结果越接近FEM的结果;随着工作波长和费米能增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均增大;随着圆柱形电介质纳米线的半径和椭圆柱形纳米线的半长轴增大,有效折射率实部的相对误差增大,而其虚部的相对误差减小;随着椭圆柱形纳米线的半短轴增大,有效折射率实部的相对误差减小,而其虚部的相对误差增大;随着纳米线表面之间的横向间距和圆柱形纳米线的相对高度增大,有效折射率实部和虚部的相对误差均减小。这些现象均可以通过场分布得到解释。在本文的计算范围内,相对误差均保持在10-3量级。该研究工作为混合型电介质并行纳米线波导的设计、制作和应用提供了理论基础。
石墨烯 纳米线 波导 多极方法 有限元法 光学学报
2023, 43(22): 2213002
1 西安电子科技大学空间科学与技术学院,陕西 西安 710126
2 超限探测陕西省重点实验室,陕西 西安 710071
光学合成孔径是实现高角分辨率成像的一种可行的方法。由于存在多个孔径,振动所产生的孔径面共相误差会影响成像质量。基于现有光学合成孔径成像原理,通过对平移误差和倾斜误差进行耦合建模,设计了一套光学合成孔径结构下的振动对点扩展函数(PSF)的影响模型。提出时间累积斯特列尔比(TISR),相较于传统评价指标,TISR用于分析在时间累积效应下耦合共相误差对PSF的影响。分析结果表明:在振动的持续作用下,PSF成像性能会大幅衰退,时间累积效应下的TISR曲线呈现出明显的周期性波动,最终随着时间的推移而逐渐收敛。
成像系统 光学合成孔径 点扩展函数 振动 斯特列尔比 光学学报
2022, 42(22): 2211001
山西大学光电研究所, 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西 太原 030006
本文在39K-87Rb混合气体的|F=1,mF=-1>态上获得了双组分玻色-爱因斯坦凝聚体(Bose-Einstein condensates, BECs)。由于39K原子气体的背景散射长度是负值, 必须利用磁场调节Feshbach共振技术来操控其散射长度, 从而实现39K原子气体的有效蒸发冷却。在0~200G磁场强度范围内, 我们分别测量了39K?-87Rb混合气体的同核和异核Feshbach共振, 并确定了它们在|1,-1?态中的散射长度与磁场的对应关系。通过优化39K?-87Rb混合气体中原子种内和种间的相互作用, 进一步比较了在不同磁场区域39K?-87Rb混合气体的协同蒸发冷却效率。最后, 实验上制备出39K?-87Rb混合气体|1,-1?态的双组分BECs, 同时为接下来进一步研究量子液滴等相互作用体系提供了理想的平台。
双组分玻色-爱因斯坦凝聚体 Feshbach共振 蒸发冷却 dual-species Bose-Einstein condensate Feshbach resonance evaporative cooling
光学 精密工程
2022, 30(11): 1282
长春理工大学光电工程学院,吉林 长春 130022
由于待匹配图像存在视场差别且像素灰度存在非线性差异,异源图像在匹配过程中存在特征点稳定性弱、分布不均匀、匹配质量差等问题,基于此,提出了一种基于尺度不变特征变换(SIFT)算法的图像特征点匹配算法。首先,特征点检测时,在尺度空间设置权重系数对各层图片分别设置网格,并结合图像的相位响应强度图采用四叉树的方法筛选出均匀分布且稳定的特征点。其次,重新构建了描述子,并以标准化欧氏距离代替欧氏距离对特征描述符进行度量,采用双向匹配策略进行粗匹配。最后,以随机抽样一致性(RANSAC)算法进行提纯。实验结果表明,所提算法可以提取到异源图像间可靠稳定的特征,提高特征点匹配的准确性。
成像系统 异源图像 图像匹配 尺度不变特征变换算法 特征点 激光与光电子学进展
2022, 59(12): 1211002
提出一种基于无监督域适应的低空海面红外目标检测方法。首先利用图像翻译网络将源域图像翻译为目标域图像并共享标签。其次在YOLOv5s目标检测网络中使用梯度反转层优化网络提取特征的域间适应性。此外利用最大均值差异损失进一步缩小从网络中提取的不同红外探测器图像的特征分布。最后采用AdamW异步更新优化算法进一步提高模型在训练过程中的稳定性与检测精度。将所提方法在不同红外探测器采集的低空海面红外船只与无人机数据集中进行实验。实验结果表明,相较于传统有监督学习方法,所提方法有效降低了人工标注成本,且源域检测精度提高6.56个百分点,目标域检测精度提高2.62个百分点,有效提升目标检测模型在不同红外探测器间的泛化能力。
机器视觉 红外探测器 无监督域适应 梯度反转层 稳定训练 目标检测
1 北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京 100191
2 江西省工业陶瓷工程技术研究中心, 萍乡 337022
3 江西工陶院精细陶瓷有限公司, 萍乡 337000
CsxWO3纳米棒因其优异的近红外吸收性能得到研究人员的广泛关注, 但目前水热法合成CsxWO3纳米棒存在易形成等轴状纳米颗粒, 或合成温度高, 需要后续处理等问题。本文以钨酸铵((NH4)6 W7O24·6H2O)、氯化铯(CsCl)、盐酸(HCl)和油胺(C18H37N)为原料, 在220 ℃水热反应24 h合成了直径和长度分别为10~20 nm和100~250 nm的Cs0.2WO3纳米棒。研究了溶剂、合成路径以及HCl对Cs0.2WO3纳米棒的物相和形貌的影响, 探讨了Cs0.2WO3纳米棒的形成机理, 测试了Cs0.2WO3纳米棒的红外吸收性能。结果表明: 过少和过量的HCl不利于合成Cs0.2WO3, 改变HCl和CsCl的加入顺序, 降低(NH4)6 W7O24·6H2O、CsCl和HCl间的反应速率, 有助于合成Cs0.2WO3纳米棒, 且Cs0.2WO3纳米棒的红外吸收性能优于等轴状纳米颗粒。
纳米棒 水热合成 红外吸收 形成机理 nanorod hydrothermal synthesis infrared absorption CsxWO3 CsxWO3 formation mechanism
1 河北科技大学 化学与制药工程学院,石家庄 050018
2 南非大学 非洲可持续性能源发展研究所, 约翰内斯堡 1710, 南非
3 河北医科大学第二附属医院 胆胰内镜外科, 石家庄 050000
抗肿瘤药物靶向传递系统是提高传统化疗药物疗效, 并降低其毒副作用的重要手段。以多孔碳纳米材料为药物载体, 根据肿瘤组织微环境特点, 构建抗肿瘤药物靶向传递系统是实现靶向治疗方案的有效方式。本文围绕基于多孔碳纳米材料的抗肿瘤药物靶向传递系统的构建及应用进行综述, 描述了多孔碳纳米材料适宜载药的设计、合成及功能化修饰; 通过理论与实例相结合的方式, 介绍了提高多孔碳纳米材料载药量和实现联合给药的有效策略; 从内源和外源性敏感刺激的角度, 重点分析了多孔碳纳米材料基于肿瘤微环境构建的靶向传递系统的机制和应用; 阐述了多孔碳纳米材料作为抗肿瘤药物载体面临的生物相容性和生物降解性的问题, 并分析了可能的解决途径; 展望了多孔碳纳米材料在构建肿瘤药物靶向传递系统应用中的前景及发展方向, 为研发靶向、可控的抗肿瘤药物传递系统提供了理论依据和例证支持。
多孔碳纳米材料 结构设计 抗肿瘤 靶向 药物传递系统 综述 porous carbon nanomaterials structural design antitumor targeting drug delivery systems review
河北科技大学 化学与制药工程学院, 石家庄 050018
本研究报道了一种简便的封装热解同步沉积方法, 并可控地制备了直径和壳厚度可调的中空碳球。该方法通过在密闭的二氧化硅壳中热解和同步沉积过程, 将广泛用作牺牲硬模板的聚苯乙烯球转化为碳。实现了聚苯乙烯在致密的二氧化硅壳中通过热解和沉积过程转化为碳, 无需任何交联剂和催化剂, 减少了操作步骤和降低了生产成本。所获得的中空碳球显示出均匀的球形形态, 具有可调节的颗粒尺寸(190~1600 nm)和良好控制的介孔结构。此外, 通过改变二氧化硅前体的用量, 获得具有精确调节的厚度(4.5~13.5 nm)的碳材料。所得的样品具有头孢氨苄吸附作用, 显示出良好的应用前景。此外, 这种合成策略为碳材料生产提供了一种有效的途径, 有助于其商业应用。
空心碳球 封装热解同步沉积 可调结构 头孢氨苄吸附 hollow carbon spheres encapsulation pyrolysis synchronous deposition tunable structure cefalexin adsorption