锑化铟的电极因三维特性易产生侧壁断裂问题，互联的铟柱会侵入电极内部，影响锑化铟芯片的可靠性。使用离子束溅射沉积、热蒸发、磁控溅射等方法制备三维电极体系，并通过聚焦离子束(Focused Ion Beam, FIB)方法以及扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)对其进行表征。结果表明，通过热蒸发、磁控溅射制备的电极三维覆盖情况较好，但存在电极脱落和剥离困难的问题；离子束溅射沉积方法可通过改变沉积角度、移除修正挡板来实现锑化铟三维电极的高质量制备。
锑化铟 三维电极体系 热蒸发 磁控溅射 离子束溅射沉积 InSb three-dimensional electrode system thermal evaporation magnetron sputtering ion beam sputtering deposition
1 贵州大学计算机科学与技术学院，贵州 贵阳 550025
2 贵阳欧比特宇航科技有限公司，贵州 贵阳 550027
3 贵州师范学院大数据科学与智能工程研究院，贵州 贵阳 550018
遥感图像分割算法易受环境因素干扰，如物体遮挡、光照不均匀等。现有的深度学习遥感图像语义分割方法通常采取端到端的编解码结构，但针对相似度较高物体的结构和轮廓，仍存在分割不准确的问题。为了提高算法鲁棒性、分类准确率，提出一种基于轮廓梯度学习的深度卷积神经网络遥感图像语义分割算法。为了提高预测特征图的质量，首先基于SegNet模型，提出自适应注意力的多通道多尺度特征融合网络（D-MMA Net），其中D-MA block采用基于注意力的自适应多尺度模块，根据学习到的权重自适应地对不同尺度特征进行提取，以获得更多有效的高级语义特征。为进一步细化提取物体的边界，基于Sobel边缘检测算子原理提出可学习的轮廓提取模块。最后将轮廓信息与多尺度语义特征相结合，以增强对图像空间分辨率的鲁棒性。实验结果表明，所提算法提高分割的准确率，对于不规则物体边界，能有良好的分割效果。
遥感 遥感图像 多通道特征提取 轮廓梯度 特征融合 语义分割 激光与光电子学进展
2023, 60(2): 0228009
1 陕西科技大学电气与控制工程学院, 陕西西安 710021
2 西安邮电大学通信与信息工程学院, 陕西西安 710121
针对人群异常行为检测任务中存在的算法复杂度较高, 重叠遮挡等带来的检测精度低等问题, 本文提出一种基于改进 SSD(Single Shot Multi-box Detector)的人群异常行为检测算法。首先采用轻量级网络 MobileNet v2代替原始特征提取网络 VGG-16, 并通过可变形卷积模块构建卷积层来增强感受野, 然后通过将位置信息整合到通道注意力中来进行特征增强, 能够捕获空间位置之间的远程依赖关系, 从而可以较好处理重叠遮挡问题。实验结果表明, 本文提出的算法对人群异常行为具有较好的检测效果。
深度学习 异常行为检测 SSD网络 可变形卷积 注意力机制 deep learning abnormal behavior detection SSD network deformable convolution attention mechanism
光子学报
2022, 51(11): 1111002
1 河北工业大学化工学院, 天津 300130
2 中国科学院过程工程研究所, 湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室, 北京 100190
3 宁波诺丁汉大学浙江省有机废弃物转化及过程强化技术重点实验室, 浙江 宁波 315100
磷石膏是湿法磷酸过程形成的固体副产物。 磷石膏中含有磷、 氟、 硅等有害杂质组分, 极大影响磷石膏制品的质量和性能, 巨量磷石膏堆存严重威胁生态环境和生命安全。 确定磷石膏中杂质物相的赋存状态, 为磷石膏除杂净化和综合利用提供理论指导, 非常重要。 以低温干燥后的磷石膏为研究对象, 利用X射线荧光光谱(XRF)分析确定磷石膏中杂质元素的组成, 结果表明, 磷石膏中的杂质元素含量较高的有P, Si, F和Al, 含量较低的有Ba, Fe和Mg等。 因二水硫酸钙物相强峰对杂质物相峰有较强遮蔽作用, X射线衍射光谱(XRD)分析不能确定磷石膏杂质的物相。 利用扫描电子显微镜对磷石膏进行电子背散射衍射(EBSD)分析, 根据被检样品衬度的区别探明磷石膏的杂质物相, 利用X射线能谱分析(EDS)成分确定杂质物相组成; 利用X射线光电子能谱(XPS)对硫酸钙晶体表面以及混合杂质物相作进一步分析。 EBSD分析结果表明, 磷石膏中杂质物相主要包括二氧化硅、 氟硅酸钠、 氟硅酸钾、 氟磷酸钙、 氟化钙、 硫酸钡、 硫化铁、 三氧化二铝等, 此外还有硅、 铝、 磷、 氟等杂质混合组成的复盐物相, 其中二氧化硅、 硫酸钡、 硫化铁、 氟磷酸钙和三氧化二铝为独立赋存物相, 氟硅酸钠和氟硅酸钾的物相则混合分布在硫酸钙晶体之间, 氟化钙杂质与硅、 铝、 磷、 氟杂质复盐物相结合赋存。 XPS分析结果表明, 磷石膏中还存在硅酸钙、 氟化铝、 氟化镁、 硫酸铝、 磷酸铝、 磷酸钙、 磷酸氢钙和磷酸二氢钙等物相, 其中磷酸钙、 磷酸氢钙、 磷酸二氢钙和氟磷酸钙四种物相的特征峰位分布极为接近。 采用EBSD-XPS组合分析方法, 不仅确定了磷石膏中杂质的物相, 还阐明了杂质物相与硫酸钙晶体之间的构效关系。 该研究为磷石膏杂质物相分析提供新途径, 为磷石膏除杂净化及其综合利用提供坚实的理论依据。
电子背散射衍射 X射线光电子能谱 磷石膏 杂质 Electron backscatter diffraction X-ray photoelectron spectroscopy Phosphogypsum Impurity 
安徽工业大学建筑工程学院, 安徽 马鞍山 243032
钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物, 其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。 由于技术的局限, 导致我国钢渣利用率较低, 仅为年钢渣产量的10%, 同时加之管理制度的不健全, 导致钢渣大量露天堆放, 对土地资源、 地下水源, 以及空气质量形成严重影响。 面对上述问题, 利用钢渣开发一种价格低廉的固化药剂用于重金属污染土壤的修复, 既是冶金固体废弃物可持续发展的重要途径之一, 也是大幅降低重金属污染土壤修复成本的重要途径之一。 该研究创新性是用风淬渣微粉作为固化药剂对含有Cd, Cu, Pb, Ni和Zn的重金属污染土壤进行修复。 研究了风淬渣粉磨时间、 风淬渣微粉掺量和养护时间对修复重金属污染土壤效果的影响。 利用激光粒度分析仪测试风淬渣微粉的粒度分布、 比表面积与孔隙度吸附仪测试风淬渣微粉的孔结构、 扫描电子显微镜测试风淬渣微粉-重金属污染土壤混合物的微观形貌、 X-射线衍射仪测试风淬渣微粉的矿物成分, 分析风淬渣微粉修复重金属污染土壤的机理。 结果表明, 风淬渣的性质安全, 对生态环境不存在污染, 可以用于修复重金属污染土壤的固化技术。 当风淬渣粉磨时间为100 min、 风淬渣微粉掺量为20%、 养护时间为14 d时, 风淬渣微粉对重金属污染土壤中Cu, Cd, Ni, Zn和Pb的固化效果均达到91%以上。 随着风淬渣粉磨时间的延长, 风淬渣微粉的粒径尺寸减小、 粒度分布趋向均匀。 风淬渣的多孔结构破坏、 比表面积提高, 有利于提高风淬渣微粉对重金属污染土壤的修复效果。 随着风淬渣微粉掺量的增加, 风淬渣微粉形成的水化凝胶(C—S—H)数量增加, 有利于提高风淬渣微粉包裹重金属污染土壤的效果, 以达到固化重金属污染土壤中Cd, Cu, Pb, Ni和Zn的目的。 风淬渣微粉对固化重金属污染土壤中Cu, Cd, Ni, Zn和Pb具有选择性, 在不同养护时间下, 重金属分别以Cd2SiO4, Cu(OH)2·2H2O, PbCO3, 3Ni(OH)2·2H2O, Ni2SiO4, Zn(OH)2和Zn2SiO4形式存在。
风淬渣微粉 重金属污染土壤 修复效果 固化药剂 机理 Wind quenching slag powder Heavy metal contaminated soil Repairing effect Curing agent Mechanism
提出了一种锑化铟红外焦平面器件盲元分析方法。利用该方法，无需将器件背面减薄就能进行盲元测试与分析。基于这种封装方式，将器件倒置后，从芯片正面吸收光的照射，在互连、灌胶以及每一步磨抛工艺步骤后均可进行测试和分析。结果表明，该方法能够有效地分析和定位每步工序过程中产生的盲元情况，可解决现有技术手段中对红外焦平面器件因产生盲元导致像元失效而无法准确定位其出现在哪步工艺的问题。
锑化铟 盲元分析 红外焦平面器件 InSb blind element analysis infrared focal plane device
西安邮电大学 通信与信息工程学院, 西安 710121
基于低功耗蓝牙的接收信号强度指纹定位方式, 文章提出了一种无需采集过多数据点建立指纹数据库且能及时矫正定位误差的定位方法。该方法分为两个阶段, 离线数据采集阶段, 利用低秩矩阵填充理论恢复只有少量采集点的指纹数据库, 减小前期工作量；在线数据匹配阶段, 对指纹数据库进行聚类匹配后, 将定位问题转化为压缩感知模型, 提高定位精确度。对用户在线阶段的实时数据进行均方根操作、反距离权重插值矫正和完善指纹库。实验结果表明, 提出的定位算法能够有效减少40%左右的前期数据采集工作量, 并将定位误差由0.93 m减小至0.71 m。
室内定位 低功耗蓝牙 矩阵填充 压缩感知 反距离插值 indoor location bluetooth low energy matrix completion compressed sensing inverse distance weighted
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230031
3 安徽理工大学矿山智能装备与技术安徽省重点实验室, 安徽 淮南 232001
对石英音叉增强型光声光谱(QEPAS)系统中常用的石英音叉进行了有限元模态计算, 获得石英音叉前6阶振型与模态频率, 认知了第4阶对称摆动振型为有效振动, 利用单因素法分析了石英音叉的音臂长度l1、 音臂宽度w1、 音臂厚度t、 音臂切角θ、 音臂圆孔直径d及音臂圆孔高度h对低阶有效共振频率（Fre）的影响, 敏感度依次为: l1> w1>d>θ>t>h, 考虑实际设计情形, 筛选出了l1, w1, d与h四个石英音叉设计变量, 采用Box-Behnken实验设计方案与RSM(response surface methodology)方法, 以Fre为函数目标, 建立l1, w1, d与h的二次回归响应面模型, 得到了参数之间的交互作用, 利用Design-Expert软件对响应面模型进行设计参数反求, 结果表明, 在15 000 Hz≤Fre≤25 000 Hz计算区域内误差较小, 基本满足QEPAS系统的计算需求, 所提出的研究与设计方法具有一定通用性, 可为QEPAS系统中石英音叉结构参数设计提供参考。
光声光谱 石英音叉 模态 实验设计 响应面法 Photoacoustic spectroscopy Quartz tuning fork Modal Experimental design Response surface method
1 长春理工大学 理学院, 长春 130000
2 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所, 江苏 苏州 215600
基于离轴干涉原理和共光路结构布局, 设计和搭建了以激光作为光源的衍射相位显微成像系统, 在未放样品的情况下, 测得该系统的平均噪声误差仅有6.70 nm.利用标称直径为4.8 μm的标准聚苯乙烯微球来检验该系统检测的准确性, 测量误差与理论预期结果相比不超过4%.用该系统测量100只贾第鞭毛虫包囊个体, 并重建贾第鞭毛虫包囊的相位图, 在相位图的基础上, 估算出每个贾第鞭毛虫包囊的干质量.对测量结果进行统计分析, 结果表明贾第鞭毛虫包囊呈椭圆形状, 长轴范围为8~15 μm, 短轴范围为4~7 μm, 包囊的干质量在42.70~137.07 pg之间.该衍射相位显微成像系统采集速度快、准确性高, 可以满足对单个寄生虫形态和干质量进行定量分析的需求.
干涉 衍射相位显微技术 共光路 显微镜 干质量 Interference Diffraction phase microscopy Common-path Microscope Dry mass
