作者单位
摘要
1 上海大学 精密机械工程系,上海200444
2 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所,河南洛阳47103
3 江苏永康机械有限公司,江苏无锡21420
提出一种基于目标检测算法的柔性浅埋物的声-振智能探测方法,将声波激励、激光散斑干涉测振和目标检测算法有机结合,用以柔性浅埋物的大范围快速探测。在论述YOLO系列目标检测算法原理的基础上,选择并优化柔性浅埋物的智能探测网络模型;然后,搭建声-光融合智能探测系统,构建不同柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图数据集;最后,对数据集进行训练和测试,验证该算法用于干涉条纹图识别的可行性。实验结果表明:在给定实验条件下,柔性浅埋物智能探测网络模型的精确率为98.39%,召回率为84.72%,平均识别精度为99.66%。该声-振智能探测方法可以在给定实验环境下对多种柔性浅埋物的激光散斑干涉条纹图进行智能识别,适用于浅层地下柔性掩埋物的大面积快速探测。
声-光融合探测 柔性浅埋物 YOLOv5 声-地震耦合 干涉条纹 sound-light fusion detection flexible shallow burial YOLOv5 acoustic-seismic coupling interference fringe pattern 
光学 精密工程
2024, 32(5): 661
作者单位
摘要
1 福建农林大学,生命科学学院,福州 350002
2 福建农林大学,植物保护学院媒介病毒研究中心,福州 350002
磷酸化是真核细胞中常见的一种翻译后修饰方式,它对生物体内多种代谢活动和细胞信号转导过程起着调控作用。植物病毒蛋白通过磷酸化和去磷酸化修饰调节蛋白质的生物活性,从而影响细胞内的生物信号传递。磷酸化修饰的植物病毒蛋白参与调控病毒的侵染、病毒 RNA的合成、病毒的 RNA沉默以及调控宿主基因的表达。近年来,植物病毒蛋白磷酸化的分子机制得到了广泛和深入的研究。本文总结了植物病毒蛋白磷酸化修饰的位点、磷酸化鉴定方法及其生物学功能,为磷酸化在植物和病毒相互作用中的生物学功能提供了参考。
植物病毒蛋白 磷酸化 蛋白激酶 病毒侵染 翻译后修饰 plant viral proteins phosphorylation protein kinases viral infection posttranslational modification 
激光生物学报
2023, 32(4): 0304
作者单位
摘要
上海大学精密机械工程系, 上海 200444
植被遥感监测已广泛应用于各个领域, 如农作物病虫害监测、 森林覆盖度监测、 植被生长状况监测等。 监测植物叶绿素含量变化对于了解植物长势、 监测植被病虫害乃至监测植被对全球气候变化反馈都有着重要的意义, 然而这些监测时常受到叶片镜面反射的干扰, 导致叶绿素含量反演精度降低。 旨在消除植物健康状况遥感监测中的镜面反射干扰, 搭建一套偏振多光谱成像系统, 提出一种镜面去除指数(SRRI), 并提出一种利用目标的漫反射和镜面反射的光谱和偏振特性来检测植物的融合算法, 植物的SRRI、 线偏振度(DoLP)和偏振角(AOP)均在融合框架内计算, 以消除植物镜面反射的干扰并提高植物健康状态检测精度。 此外, 基于SRRI、 DoLP和AOP的融合算法计算了一种偏振融合镜面去除指数(PFSRRI)。 对相对叶绿素含量(SPAD)、 比值植被指数(SR)、 归一化植被指数(NDVI)、 SRRISR、 SRRINDVI、 PFSRRISR和PFSRRINDVI进行了相关性分析, 以了解它们消除镜面反射干扰的能力。 结果表明, SR与SPAD (R2=0.012 8)、 NDVI与SPAD (R2=0.007 5)的相关性最差, 表明SR和NDVI对镜面反射的敏感性最高, SRRISR与SPAD (R2=0.818)、 SRRINDVI与SPAD(R2=0.889)有很好的相关性, 而PFSRRISR与SPAD(R2=0.955)、 PFSRRINDVI与SPAD(R2=0.948)的相关性最好, 从而突出了PFSRRI在消除镜面反射干扰并检测植物健康状态中的潜力。 PFSRRISR和PFSRRINDVI三维散点图显示了对植物不同健康程度具有良好的辨别能力, 具有较高的敏感性和特异性值, 通过曲面的颜色和趋势的变化可以很直观地看到植被健康状态的变化趋势和分类状况。 其中, PFSRRISR的镜面叶片和胁迫1级叶片的分类敏感性(Se)值为100%和特异性(Sp)值为100%, PFSRRINDVI的镜面叶片和胁迫1级叶片的分类敏感性(Se)值为98%和特异性(Sp)值为100%, 表明PFSRRISR和PFSRRINDVI在去除镜面干扰后的优秀的检测效果。 综上所述, 该方法能有效地消除镜面干扰, 提高植被健康状况检测精度。
遥感 镜面反射 图像融合 植被指数 植被健康监测 Remote sensing Specular reflection Image fusion Vegetation Index Vegetation health monitoring 
光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3607
作者单位
摘要
上海大学 精密机械工程系,上海200444
为研制适用于扫频光学相干断层成像(Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)系统的高性能侧视型全光纤镜头,分析了侧视型光纤镜头的性能影响因素及样品制作方法。对基于梯度折射率(Graded- Index,GRIN)光纤的侧视型全光纤镜头的光学模型进行解析,得出与侧视型全光纤镜头性能相关的特征参数。研究了“单模光纤+无芯光纤+GRIN光纤+转角介质”四段式侧视型镜头各组件长度对其光学聚焦性能的影响,设计各组件的适宜长度范围。最后,制作了外径小至0.5 mm、刚性长度2.75 cm的超小侧视型全光纤镜头样品,通过实验测得镜头的工作距离(0.52 mm)和光斑直径(26.82 μm),与理论分析结果基本一致,并将镜头样品集成于SS-OCT成像系统,获得了清晰的生物组织层析图像。实验结果表明,本文提出的分析方法可用于侧视型全光纤成像镜头结构参数的优化设计。
光学相干断层成像 光纤镜头 梯度折射率光纤 侧视成像 optical coherence tomography optical fiber lens GRIN fiber side-viewing 
光学 精密工程
2023, 31(15): 2171
梁堃 1,2王驰 1,*
作者单位
摘要
1 上海大学精密机械工程系,上海 200444
2 上海拜安传感技术有限公司,上海 201210
研究了一种基于分布式光纤声波传感器(DAS)的托辊监测方法,用于带式输送机托辊故障识别。在论述利用DAS检测托辊故障振动特征信号原理的基础上,搭建胶带长度为30 m的带式输送机测试系统平台,模拟托辊卡死、无轴承、断裂等不同故障情况进行实验测试数据采集。通过对采集的声音信号进行时域和频域分析,提取不同故障下的特征量,实现托辊的故障识别。实验结果表明,利用DAS技术可以检测带式输送机托辊故障振动特性监测,在工业带式输送机托辊故障监测方面具有应用前景。
仪器,测量与计量 分布式光纤声波传感器 带式输送机 托辊 故障监测 
激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0912004
作者单位
摘要
上海大学机电工程与自动化学院精密机械系,上海 200444
基于超小自聚焦(GRIN)光纤探头的干涉条纹对比度,研究了GRIN光纤探头对F-P干涉信号的影响。利用高斯光束分析超小GRIN光纤探头干涉条纹对比度理论公式,建立相应的测试实验系统。实验结果表明:聚焦光斑直径为15 µm的超小GRIN光纤探头,在腔长为600~1350 µm范围内,条纹对比度可以保持在0.8以上。而单模光纤探头的条纹对比度如果要保持在0.8,腔长范围仅为130~530 µm。因此,所研制的超小GIRN光纤探头可有效提高F-P干涉仪在大腔长时的干涉条纹对比度,为超小GRIN光纤探头在较长初始腔长或大动态范围的应用研究中提供了理论依据。
F-P干涉仪 超小GRIN光纤探头 高斯光束 条纹对比度 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0106002
作者单位
摘要
1 上海大学 精密机械工程系, 上海200444
2 同济大学浙江学院 电子与信息工程系, 嘉兴314000
3 近地面探测技术重点实验室, 无锡214035
本文研究了塑壳雷体罩的振型与激光散斑干涉信号之间的映射关系。根据薄圆板的振动方程,建立了地雷上壳体的振型函数。基于激光剪切散斑干涉原理和CCD相机的时间平均法,将振型的离面位移映射到干涉激光的相位。建立的映射关系表明地雷的不同振型对应于独特的贝塞尔条纹。此外,还模拟分析了两种模式的贝塞尔条纹,并进行了实验验证,数值计算和实验结果均验证了理论结论。本文研究为实现声光探雷的快速扫描技术提供了理论依据。
声震探雷 散斑干涉 贝塞尔条纹 时间平均 acoustic-to-seismic landmine detection speckle interference Bessel fringe time-average 
中国光学
2022, 15(4): 812
作者单位
摘要
上海大学 精密机械工程系,上海200444
研究一种MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器,以及基于扫频OCT (Swept Source Optical Coherence Tomography,SS-OCT)解调系统的MEMS光纤声传感器性能测试方法。在进行建模分析的基础上,设计并研究MEMS膜片与超小GRIN光纤镜头相结合的MEMS光纤声传感器的制作工艺,搭建基于SS-OCT的声振测量系统,通过开展单频声信号、混频声信号、频率响应、声压灵敏度和系统稳定性测量实验,进行传感器的性能测试与标定。结果显示,所研究的MEMS光纤声传感器样品的频响范围为50 Hz~4.5 kHz,在频率为300 Hz时传感器声压灵敏度21.63 nm/Pa,信噪比(SNR)为44.1 dB,线性度为98.97%,重复性标准偏差为0.003。结果表明所研究的MEMS光纤声传感器可行,而且利用SS-OCT解调系统可对其传感性能进行有效测量。
超小GRIN光纤镜头 MEMS 光纤声传感器 SS-OCT ultra-small GRIN fiber lens MEMS optical fiber acoustic sensor SS-OCT 
光学 精密工程
2022, 30(12): 1406
王驰 1解翔宇 1邓颖 2罗韵 2[ ... ]冯国英 1,*
作者单位
摘要
1 四川大学 电子信息学院 激光微纳工程研究所,成都 610065
2 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
提出了一种基于单元件干涉仪的计算机断层扫描方案,用于测量光纤三维折射率分布。该单元件干涉仪基于显微成像的原理,提高了系统的横向分辨率。利用快速傅里叶变换提取相位,采用滤波反投影算法重建了光纤的折射率分布。搭建了实验测量装置,实际测量了单模和多模光纤的折射率分布。结果表明,提供的方法可以简单快速地得到全光场数据,同时具有无损和非接触的优点,并且光路结构紧凑稳定,可为计算机断层扫描设备的小型化提供一种新的思路。
干涉仪 相位测量 计算机断层扫描 滤波反投影 光纤折射率 interferometer phase measurement computed tomography filtered back projection refractive index of optical fiber 
强激光与粒子束
2022, 34(4): 041006
吴琼 1,2周伟 1徐宝腾 1,3刘家林 1,**[ ... ]熊大曦 1
作者单位
摘要
1 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
2 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200444
3 中国科学技术大学生物医学工程学院, 安徽 合肥 230026
激光散斑衬比成像(LSCI)技术广泛应用于大视场的组织表层血流成像,当需要实时在体监测生物体深层组织或腔内组织的血流分布及变化时,将LSCI与内镜成像技术结合是解决LSCI成像深度问题的有效途径。为此,搭建了商用腹腔镜LSCI成像系统,并对微流体仿体和兔子大肠进行成像。实验结果表明,所搭建的系统可以校正静态散射以及消除系统噪声对散斑衬比度的影响,利用单次曝光下的散斑衬比测量值可以实现血流的定量监测,该商用腹腔镜LSCI成像系统将具有重要的临床应用潜力。
医用光学 散斑衬比 血流监测 内窥成像 静态散射 
光学学报
2022, 42(7): 0717001

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