1 北京工业大学信息学部计算智能与智能系统北京市重点实验室，北京 100124
2 先进信息网络北京实验室，北京 100876
近红外光谱断层成像是一种可以获得乳腺组织内部光学特性，弥补传统乳腺影像学检查方法的不足，具有无创无辐射、高特异性等特性，在乳腺成像中有重要应用价值的光学成像技术。近红外光谱断层成像系统对该技术在乳腺疾病临床诊断中的应用起着重要的作用。然而，近红外光谱断层成像系统的空间分辨率低，限制了其在乳腺成像中的应用。将连续波模式与频域或时域测量模式相结合，并融合临床用的数字乳腺断层摄影、超声或核磁共振成像等技术有助于解决上述问题。先对近红外光谱断层成像系统的测量模式、多模态系统和多模态融合技术进行梳理、对比，然后介绍了该技术在乳腺成像中的最新应用，进一步讨论了乳腺近红外光谱断层成像系统未来的发展方向。
成像系统 生物光学 近红外光谱断层成像 乳腺成像 多模态
1 空军工程大学空管领航学院,西安 710000空军工程大学陕西省电子信息系统综合集成重点实验室,西安 710000
2 空军装备部驻北京地区第四军事代表室, 北京 100000
针对战场环境下的多无人机协同打击问题, 为了提高无人机的生存率和保证对目标的精确打击, 提出了一种末端同时到达、空间均匀分布的分段航迹规划方法。首先, 构建了满足战场需求的多目标航迹优化模型; 其次, 通过引入协同变量, 设计了多方位同时到达的协同攻击策略; 最后, 采用种群分裂合并原则并基于“分段式”惯性权重调整策略、Tent混沌映射种群初始化的方法对粒子群(PSO)算法进行改进, 并应用于问题求解。仿真结果表明, 所提模型能够在复杂、多威胁的战场环境中, 实现多无人机对目标的协同打击, 改进后的粒子群算法收敛速度更快、精度更高。
多无人机 协同打击 同时到达 空间构型 粒子群 multi-UAV cooperative strike simultaneous arrival spatial distribution PSO
浙江师范大学 精密机械与智能结构研究所，浙江金华321004
针对现有风致振压电俘能器工作风速范围窄、高风速下振幅过大等问题，提出一种可变形式翼型钝体的风致振压电俘能器，主要由可变形式翼型钝体、悬臂梁以及压电组合梁构成，钝体的弹性翼受风力影响产生形变，从而实现系统振动特性的自我调节，以期提高俘能器的环境适应性。建立了俘能器的COMSOL有限元模型，通过仿真与试验分析了风速对其钝体形状及振动特性的影响，并获得了迎风角和弹性翼厚对俘能器输出性能的影响规律。结果表明：选取迎风角120°和弹性翼厚0.15 mm时俘能器的工作风速范围达到21 m/s，且当风速小于8 m/s时，弹性翼变形较小，系统以驰振为主，输出电压随风速增加而增大；当风速在8~17 m/s时，弹性翼形变量进一步增大，系统由驰振逐渐向涡振转变，输出电压变化较小；当风速在17~25 m/s时，钝体因弹性翼变形过大呈弯弧状，系统以涡振为主，其振幅被有效控制，输出电压随风速增加而减小；存在匹配电阻为250 kΩ时俘能器所产生的最大输出功率为3.78 mW。因此，该风致振压电俘能器在满足结构可靠、起振风速低及风速范围宽条件下同时可输出较大的电能。
压电俘能器 风致振动 可变形钝体 驰振 涡激振动 piezoelectric energy harvester wind-induced vibration deformable blunt body galloping vortex-induced vibration 光学 精密工程
2023, 31(24): 3570
1 北京微电子技术研究所北京 100076
2 中国航天科技集团有限公司抗辐射集成电路技术实验室 北京 100076）3（中国原子能科学研究院核物理所北京 102413
3 Institute of Nuclear Physics, China Institute of Atomic Energy, Beijing 102413, China
航天集成电路是空间电子系统的核心部件，抗辐射加固技术是保障航天集成电路在空间环境可靠工作的核心技术。随着电路特征尺寸缩小至纳米尺度，单粒子效应逐渐成为制约航天集成电路抗辐射能力的最主要因素。北京微电子技术研究所团队以设计加固方式作为航天集成电路抗辐射研制技术路线，基于在重离子加速器上获取的大量单粒子试验数据，提出新工艺新器件的单粒子效应试验评估新方法，开展测试分析技术和辐射效应规律研究，为加固技术研究提供准确基础信息，检验设计加固技术有效性，揭示单粒子辐射损伤机制，为优化加固提供指导，最终形成高可靠、长寿命航天集成电路产品提供了关键支撑。
航天集成电路 单粒子效应 抗辐射设计加固 辐射试验 Aerospace integrated circuit Single-event effect Radiation hardened by design Radiation test
1 北京工业大学信息学部计算智能与智能系统北京市重点实验室，北京 100124
2 先进信息网络北京实验室，北京 100124
Cherenkov激发的荧光扫描成像（CELSI）是一种新型的光学成像技术，为监测体内恶性肿瘤的生物学特性提供了一种手段。为提高CELSI图像重建质量，本文提出了一种基于迭代优化展开的深度学习图像重建算法——ADMM-Net。在该算法中，交替方向乘子法（ADMM）与卷积神经网络（CNN）相结合组成一个深度网络，网络中的所有参数通过端到端训练进行学习。实验结果表明：该算法可以有效提升重建图像的质量。当网络层数为5时，该算法重建的单荧光目标图像的平均峰值信噪比和结构相似性值分别可达到33.75 dB和0.86。该算法不仅可以分辨出边沿距离最小为2 mm的双荧光目标，而且在多荧光目标和不同荧光量子产额比率下表现出了良好的泛化能力。
医用光学 生物技术 Cherenkov激发的荧光扫描成像 图像重建技术 交替方向乘子法 深度学习 优化展开 中国激光
2023, 50(15): 1507106
1 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光机所 光子器件与材料安徽省重点实验室，合肥 230031
2 中国科学院合肥物质科学研究院 安徽光机所 中国科学院环境光学与技术重点实验室，合肥 230031
3 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院，合肥 230026
4 国防科技大学 先进激光技术安徽省实验室，合肥 230026
5 合肥师范学院 物理与材料工程学院，合肥 230601
6 蚌埠学院 电子与电气工程学院，蚌埠 233030
7 国家管网集团科学技术研究总院分公司，廊坊 065000
8 苏黎世联邦理工大学，量子电子学研究所，瑞士 苏黎世CH-8093
9 思克莱德大学，电气与电子工程系，英国 格拉斯哥G11XW
10 台湾云林科技大学 环境与安全卫生工程系，云林64002
稳定同位素测量技术已经在地球化学、地球物理、农业、生物、临床医学和生态科学等领域得到了众多应用。相对于传统的稳定同位素分析方法，基于激光吸收光谱技术的同位素分析技术，作为一种较新的同位素丰度测量方法，具有选择性好、精度高、体积小、无需样品预处理、可以实时原位同时测量气体浓度及同位素丰度等众多优点，得到了极大的关注和使用。本文主要以目前同位素测量的可调谐半导体激光吸收光谱技术、积分腔吸收光谱技术、腔衰荡吸收光谱技术三种激光吸收光谱方法为例，阐述了其基本原理、谱线选择、温压影响因素及其控制、系统组成结构以及部分应用测试结果。通过对测量系统的压力与温度的稳定控制的前提下，选取了合适的同位素测量谱线对，实现了大气CO2气体的13C测量精度为0.3‰，煤层气CH4气体的13CH4测量精度为1.25‰，冰川水H2O中18O、17O和2H的测量精度分别为0.3‰、0.2‰和0.5‰，以及呼吸气体中的13CO2判识“金标准”。通过分析验证了激光吸收光谱技术在同位素测量方面的可行性和可靠性，也充分说明了基于激光吸收光谱技术的测量方法具有非常好的技术优势，将是光谱研究领域关注的重点内容，并在后续的科学研究中占据举足轻重的作用。
气态同位素 可调谐半导体激光吸收光谱技术 积分腔吸收光谱技术 腔衰荡吸收光谱技术 Gas isotope Tunable diode laser absorption spectroscopy Integrated cavity output spectroscopy Cavity ring-down absorption spectroscopy
1 三峡大学 电气与新能源学院，湖北 宜昌 443002
2 三峡大学 湖北省输电线路工程技术研究中心，湖北 宜昌 443002
3 国网湖北省电力有限公司宜昌供电公司，湖北 宜昌 443000
针对微小铝合金管件电磁翻边工艺，现有方法将驱动线圈置于管件端部外侧，利用双频电流法产生吸引式电磁力实现翻边。然而其翻边能力不强，基于此提出一种带集磁器的吸引式电磁力翻边方法。在现有方法基础上引入集磁器，利用其能够改变磁场位形的特点，优化电磁力分布并增大轴向电磁力，达到增强翻边效果的目的。为验证该方法的可行性，通过搭建管件翻边过程的电磁-结构全耦合有限元仿真模型，对比引入不同集磁器后的翻边效果，同时分析了不同工况对电磁力分布、电磁力密度以及磁场和涡流的影响。得出阶梯型集磁器效果最佳，结果表明，该方法下管件翻边角度从38°增大到90°。进一步分析表明，其磁通密度径向分量和涡流密度环向分量分别增大到164%和135%，作用在管件上的电磁力分布改变，峰值时刻轴向电磁力体密度明显加强，增大到211%。该方法进一步完善了对微小铝合金管件的电磁翻边成形，对拓展电磁成形技术在铝合金管件翻边上的应用具有一定意义。
微小铝合金管件 电磁翻边 吸引式电磁力 集磁器 small alloy tube fittings electromagnetic flanging attractive electromagnetic force magnetic field shaper. 强激光与粒子束
2023, 35(5): 055003
华中光电技术研究所- 武汉光电国家研究中心, 湖北 武汉 430223
基于延迟积分(Time Delay Integration, TDI)机制的长波红外热像仪在**、航空、航天领域应用广泛, 通过光学扫描, 能够同时实现大的成像视场和较高的空间分辨率。基于TDI机制的长波红外热像仪的探测器采用TDI工作模式。由于TDI与光学扫描之间匹配精度的问题, 在对景物成像时, 景物的边缘常常存在参差不齐的锯齿状现象, 影响目标提取和识别, 降低了图像的观感。分析了因扫描视场和光学视场不匹配导致景物图像产生锯齿的现象, 提出了一种将探测器上像元分布的空间物理间隔转换为时间延迟的锯齿消除方法。时间换空间的方法能有效消除景物图像锯齿, 真实还原小目标边缘的细节, 大大提升了图像的观感, 该方法已广泛应用于红外搜索跟踪(IRST)系统、红外光电系统等装备。
延迟积分 扫描 匹配 锯齿 中心距 焦距 TDI scanning matching sawtooth center distance focal length
1 空军工程大学,a.空管领航学院
2 b.陕西省电子信息系统综合集成重点实验室,西安 710000
针对通信带宽受限下的无人机集群协同搜索问题, 考虑了战场环境中存在威胁区的情况, 提出了一种分布式多无人机意图交互的优化搜索算法。首先, 基于设计的环境态势感知图, 建立了环境状态空间模型以及更新方法;其次, 定义了多步长下的搜索回报函数, 得到各无人机的决策意图;然后, 设计了融合更新算子以及带宽受限下的动态通信拓扑, 实现了多无人机之间的意图交互;最后, 在获取其他无人机意图的基础上进行再决策。仿真结果表明, 所提算法能够在通信带宽受限情况下, 完成多无人机对任务区域的协同覆盖搜索任务, 并实现了对威胁区域的规避。
协同搜索 意图交互 通信带宽 无人机集群 cooperative search intention interaction communication bandwidth UAV swarm
