1 海军工程大学电气工程学院，湖北 武汉 430033
2 92853部队，辽宁 葫芦岛 125106
3 国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430033
采用全光纤电流传感器实现微弱电流检测，可以拓展光纤传感技术在微弱磁场检测领域的应用。在分析全光纤微电流传感器的基本原理和主要光路结构的基础上，从增加光路循环次数、提高传感光纤性能、降低系统噪声三个方面，综述了全光纤微电流传感的最新研究成果及存在问题，并展望了全光纤微电流传感器未来发展趋势。
传感器 光纤传感 全光纤电流传感器 微电流测量 灵敏度 激光与光电子学进展
2022, 59(17): 1700005
天津大学电气自动化与信息工程学院，天津 300072
光学图像异常检测旨在仅利用正常样本训练模型，并检测出偏离正常规律的异常样本。为了解决生成式异常检测算法中的普适性重建和低质量干扰问题，基于自编码网络，提出一种新的图像异常检测算法。首先将隐空间特征变换为连续特征和离散特征，即块描述特征和块哈希特征，哈希特征具有二值化特性，可以避免隐空间欠采样，进而解决普适性重建问题；其次基于离散-连续特征的耦合关系，利用图收缩方法建立块相似性矩阵构建起哈希特征和描述特征间的关联，并通过该关联提出一种块间重构方法，保证对原始图像的高质量重构，从而解决低质量干扰问题。在国际公开数据集MVTec AD上进行了验证实验，实验结果表明，所提算法的精度优于当前同类型的异常检测算法。
机器视觉 光学图像 异常检测 哈希特征 激光与光电子学进展
2022, 59(8): 0815009
Author Affiliations
Abstract
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, Beijing University of Posts and Telecommunications, Beijing 100876, China
A holographic visualization of volume data based on adjustable ray to optical-wave conversion is presented. Computer-generated holograms are generated by emitting multiple rays to sample the volumetric field. Equal interval sampling, object light wave adjustment, and information composition are sequentially performed during the march of rays. The program is accelerated in parallel to reduce the total time, and the reconstructions are dynamically adjusted to express different parts of an object. Optical experiments verify that the proposed method can holographically reconstruct the surface and interior information of objects.
computer-generated hologram holographic display ray-casting method volume data visualization Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 010501
激光金属沉积成形传统上多采用恒定的工艺参数进行堆积,易导致热累积现象。为减弱热累积对钛合金成形氧化的影响,提出一种实时改变层间激光功率的熔池温度闭环控制系统。针对TC4钛合金块体沉积,设计了PI控制器,以激光功率作为输入量来控制熔池实际温度。结果表明：PI控制器可使熔池实际温度达到期望值；块体成形件表面呈光亮的银白色,未出现氧化现象；与恒定激光功率下的成形件相比,温度闭环控制的沉积块体柱状晶尺寸小且宽度较为均匀,顶部的显微硬度未出现升高现象。该系统为熔池温度控制提供了新方法,并为实现开放环境下钛合金的连续沉积成形提供了技术支持。
金属沉积 PI控制器 TC4钛合金 闭环控制 metal deposition PI controller TC4 titanium alloy closed-loop control
1 化学生物传感与计量学国家重点实验室, 湖南大学, 长沙410082
2 湖南省肿瘤医院泌尿外科, 长沙 410013
癌症治疗的靶向分子药物的设计与构建, 是目前生物医学领域的研究前沿热点之一。靶向药物载体的构建, 是通过药物直接加载靶向生物分子或者利用载体自身特性, 使化疗药物可以到达并富集在特定组织, 所以也被称为“分子火车”。纳米药物的研究已经从单靶向发展到多靶向, 实现从单一功能到多功能的应用。单纯的被动释放药物的载体颗粒在复杂的细胞微环境中缺乏精确治疗。因此通过构建带有可控释放特性的纳米药物载体, 不仅能有效的提高药物在靶向部位的药物浓度, 加强药效,而且还能降低对非靶向组织的毒副作用, 提高纳米药物的安全性。常用的控制纳米药物释放的方式包括pH响应, 酶响应, 光响应, 磁响应等。本文主要介绍构建可控药物释放纳米载体的研究进展。
癌症治疗 分子靶向 微环境 可控释放纳米载体 cancer therapeutics molecular targeting microenvironment controllable-releasing nanocarriers
华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
采用空间载频干涉方法在精确测量薄片激光晶体热畸变的基础上,深入研究了射流冲击冷却系统对薄片激光晶体热畸变的影响。实验结果表明,射流冲击冷却系统引起薄片激光晶体的畸变主要是球面形变。随着抽运功率的增加,薄片激光晶体的热畸变越发严重,在抽运区中心部分,以球面形变为主,其光焦度随抽运功率的增加呈线性下降。而在抽运区的边缘,以非球面形变为主,抽运功率越高,非球面畸变就越严重。给出了493 W抽运条件下热畸变的波前畸变曲线,其均方根的重复测量精度为1.153 nm。实验结果与理论分析结果相符,该研究为薄片固体激光器谐振腔的设计和热畸变的补偿提供了重要依据。
激光器 热畸变 空间载频干涉 薄片激光器 射流冲击冷却
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春130033
2 中国科学院大学, 北京 100039
3 吉林省农业科学院 水稻研究所, 吉林 公主岭 136100
卫星遥感空间分辨率低且易受大气、云层、雨雪等因素的影响。本文使用共轴十二旋翼无人机搭载光谱仪构成农情遥感系统。首先, 给出自主设计的无人机结构和飞行控制系统, 围绕飞行平台、控制系统、遥感载荷构建了多环节数据备份的无人机遥感数据采集系统; 然后, 试验测试4种施氮水平水稻的光谱指数变化规律; 最后, 通过试验数据分析可得: 在可见光区水稻冠层光谱反射率随氮素水平增加而减小, 在近红外区, 光谱反射率一开始随氮素水平增加而增大, 但氮素水平增大到一定程度后再增加氮素导致反射率降低。在4种氮素水平下, 水稻植被指数 RVI和NDVI由分蘖期到拔节期先增大, 然后至抽穗期又逐渐减小, 且抽穗期RVI和NDVI值小于其分蘖期RVI和NDVI值。试验表明以多旋翼无人机为平台搭载光谱仪器构成农情遥感监测系统用于反演作物植被指数方面是可行的。本文设计的无人机遥感数据采集系统能够有效、实时获取遥感信息, 其获取的高空间分辨率和光谱分辨率的农田实时信息能够为作物长势的分析、健康状况的监测提供必要的数据支持。
无人机 数据采集 水稻植被指数 氮素 unmanned aerial vehicle multi link data backup data acquisition rice vegetation index nitrogen
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
2 中国科学院大学，北京，100039
3 吉林大学 通信工程学院，吉林 长春 130025
分析了气流扰动、翼间干扰等因素对飞行中的无人飞行器的控制精度和效果产生的影响，并给出了相应的解决方法。建立了Hex-Rotor飞行器的动力学模型，分析了升力因子不确定性导致飞行器控制效果下降的影响因素。设计了反演滑模控制器来控制飞行器的空间六自由度运动，同时考虑升力因子的不确定性采用超螺旋非线性观测器观测各个旋翼的升力因子来克服气动干扰的影响。通过原型机验证了提出的方法，结果显示: Hex-Rotor飞行器在气动干扰较大的外部环境中飞行时，水平位移跟踪误差不超过±4.5 m，高度误差不超过±2.5 m，姿态角度误差保持在±2°内，较大地增强了飞行器的抗扰能力。结果表明: 采用本文的方法可以有效地估计各个旋翼的升力因子，从而提高Hex-Rotor飞行器的控制精度和效果。
无人飞行器 升力因子 气动干扰 反演滑模控制器 超螺旋非线性观测器 unmanned aerial vehicle lift factor aerodynamic disturbance inversion sliding mode controller supercoiled nonlinear observer
1 吉林大学 通信工程学院，吉林 长春 130025
2 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
提出了一种Hex-Rotor无人飞行器以克服现有多旋翼飞行器的欠驱动和强耦合特性对其飞行控制效果的影响，利用6个旋翼独特的结构配置来保证飞行器独立控制空间六自由度的能力。介绍了这种新型飞行器的结构特点并建立其动力学模型，引入滤波反步法与自抗扰算法设计了具有双环并行结构的飞行控制系统，在数字仿真中实现了飞行器的空间六自由度独立控制并克服了未知外部扰动以及模型不确定性带来的影响。结果显示，原型机试飞实验中，飞行器的水平位移跟踪误差不超过±4 m，高度误差不超过±3 m，姿态角误差不超过±005 rad，均保持在传感器的测量误差范围内，飞行器较为准确地跟踪了期望指令。仿真和实验结果证明了该新型Hex-Rotor飞行器具有期望的六自由度独立控制能力，建立的数学模型准确，设计的飞行控制系统能够实现轨迹与姿态跟踪飞行。
多旋翼飞行器 滤波反步法 自抗扰技术 双环并行结构 multi-rotor aircraft command-filter backstepping active disturbance rejection control parallel double-loop structure 光学 精密工程
2012, 20(11): 2450
中南大学湘雅三医院烧伤整形科, 湖南 长沙 410013
比较观察强脉冲光(intense pulsed light, IPL)联合烧伤湿性医疗技术 (MEBT/MEBO)与单用IPL治疗皮肤老化的疗效。将2007年9月～2009年9月采用IPL配合MEBT/MEBO治疗的32例患者(治疗组)与2005年8月～2007年8月单用IPL治疗的 32 例患者(对照组)的疗效进行对比分析。结果发现治疗组较对照组肤质改善的程度更明显, 皮肤更光亮, 灼痛和皮肤发红更少, 治疗组有效率96.9%, 对照组灼痛和皮肤发红较多, 对照组有效率62.5%, 所有患者均无严重副作用发生。结果表明IPL 联合MEBT/MEBO较单用IPL 能更好地改善皮肤问题,有较好的临床应用价值。
强脉冲光 联合烧伤湿性医疗技术 皮肤老化 IPL MEBT/MEBO skin aging
