强激光与粒子束
2022, 34(5): 056002
中国工程物理研究院 核物理与化学研究所，四川 绵阳 621999
铝合金是国内外研究堆的主要结构材料，在前期300#研究堆主要结构材料铝合金辐照性能研究的基础上，通过离子辐照研究6061-Al合金的微观结构损伤和引起的硬度变化，以开展较高辐照剂量下6061-Al合金损伤效应的前期探索。结果表明，经过自离子辐照后，6061-Al合金中产生了夹角为72°的位错环等缺陷，随着辐照剂量从0.218×1016 cm−2增加到4.367×1016 cm−2，缺陷密度明显增加，但选区电子衍射表明合金保持了很好的晶体结构，并没有发生非晶化。纳米压痕测试表明，不同辐照剂量下，样品中产生了不同程度的硬化，且微观硬度随着辐照剂量的增加而增加，当剂量增加到2.183×1016和4.367×1016 cm−2时，辐照硬化达到饱和，约为11%。研究结果可为初步预测较高中子辐照剂量下6061-Al合金结构和性能的变化提供数据支撑。
6061-Al合金 离子辐照 位错环 辐照硬化 缺陷 6061-Al alloy ion irradiation dislocation loop irradiation hardening defect 强激光与粒子束
2022, 34(5): 056008
拉曼光谱设备在公安一线中正逐渐得到普及, 主要用于检测易燃易爆及易制毒化学品。 但在实际应用中, 一线人员不会对拉曼设备进行非常准确的使用和操作, 不具备专业知识条件的工作人员无法完全按照最佳条件进行检测, 经常会发生离焦、 偏移、 采样时间过短等一系列问题, 而检测结果也不可能完全符合标准测试库的算法, 给最终结果比对造成非常大的影响。 利用五种主流机器学习算法对实际检查、 办案过程中采集到的原始数据进行学习分类, 通过比较相应的准确度将最佳算法用于改善一线执法、 检查过程中拉曼光谱设备的准确性。 采集的数据均来自于公安部第三研究所自行研制的EVA3000型拉曼光谱仪, 该光谱仪目前已在全国各省、 市、 地、 县进行了一定的配备, 一线检测人员会定期将采集的原始数据回传到EVA3000的后台管理系统。 通过该管理系统, 在线收集实际检查过程中产生的原始数据, 以两类易制毒化学品和易燃易爆化学品为例, 随机抽取已定性判定的苯乙酸、 二氯甲烷、 麻黄碱和硝基苯各40例共计160例, 并分别利用决策树、 随机森林、 AdaBoost、 支持向量机和人工神经网络算法各进行40, 60, 100, 150, 200, 300和500次的交叉训练、 预测、 求取平均准确度。 从实验结果可以看出, 在五种学习算法中, 对于实际样本的预测准确度排序大致为随机森林≈AdaBoost>决策树>SVM>人工神经网络。 实际测试的结果与实验过程中的平均预测准确度大体一致。 其中随机森林与AdaBoost的准确度相近, 其原因在于两者的算法本质都是不断构建新的训练数据集并提高对于错误样本在下次学习中的权重, 而SVM 和人工神经网络算法的本质都是基于感知器的算法。 可见目前几种主流学习算法中, 采用自举汇聚(bootstrap aggregating)方式的算法更适应于对实际样本的采样学习, 其准确度也较高。 在下一步的工作当中, 将继续优化现有的算法, 将其实现在后台管理系统上, 并测试算法对于目前检测中无法定性物质的在线检测功能。 该结果对于进一步将机器学习算法用于实际应用、 在线分析, 改善一线操作人员非正确使用设备对比对结果造成影响, 具有重要意义。
拉曼光谱 易燃易爆及易制毒化学品 决策树 随机森林 神经网络 支持向量机 公安一线 Raman spectroscopy Flammable and explosive chemicals Easily-made drug chemicals Decision tree Adaboost Random forest Adaboost SVM ANNs Public security 光谱学与光谱分析
2019, 39(7): 2171
上海交通大学激光制造与材料改性重点实验室， 上海 200240
为解决二维(2D)激光测距传感器在自主导航小车中的位置标定问题，提出了一种新的标定方法，首先根据小车直行时的轨迹方程和传感器的姿态信息，求解出传感器在小车中的姿态；然后根据小车原地旋转时传感器、小车控制点的轨迹以及相位关系，计算出传感器在小车中的位置。实验结果表明，该标定方法简便、精确、可靠，标定精度满足小车导航的要求。
传感器 激光测距传感器 自主导航小车 位置标定 坐标变换 激光与光电子学进展
2017, 54(6): 062802
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 100049
3 中国科学院 苏州生物医学工程技术研究所, 江苏 苏州 215163
提出一种基于变权全变分(RWTV )迭代重建的金属伪影校正算法以抑制CT系统重建图像中出现的金属伪影。该算法应用自定义的权值函数对全变分模型做加权惩罚, 生成权值全变分模型; 通过交替解权值全变分最小化过程和更新权值步骤实现变权全变分重建算法。应用该算法对数值模型和临床图像前向投影生成的投影数据分别进行了重建实验。数值模型实验结果表明: 在60个采样角度下, 用提出算法重建的图像具有最高的空间分辨率特性; 且信噪比值较平滑插值金属伪影校正算法、全变分约束最优化算法的重建结果分别高出17.523 6和 7.145 2 dB。临床数据实验结果表明: 该算法重建结果有效抑制了CT金属伪影, 清晰重建出颅骨内的细节解剖结构, 极大提高了重建图像的质量。
计算机断层扫描(CT) 图像重建 金属伪影 变权全变分 全变分最小化 信噪比 Computed Tomography(CT) image reconstruction metal artifact reweighted Total Variation(TV) TV minimization signal-to-noise ratio
1 上海电机学院 电子信息学院, 上海 200240
2 华东师范大学 信息科学与技术学院, 上海 200062
3 上海公安三所 刑侦事业部, 上海 200031
设计激光投影机光学系统需要从如何减小光学系统的体积和提高激光光源的光效两个方面考虑。研究了激光显示照明系统中的复眼透镜, 并对设计的复眼小透镜矩形单元进行了优化, 发现在复眼透镜整体尺寸和单颗复眼小透镜焦距一定的情况下, 整个复眼透镜上的阵列越多, 即复眼透镜上蜂窝的数量越多, 其匀光效果就越好, 且此时投影机系统的体积也较小。为了提高激光光源的光效, 设计中对复眼透镜在不同数值孔径照明光束下的匀光效果进行了讨论。并对优化设计后的复眼透镜进行40 000条光线追迹, 实验显示其光线透过率可以达到92.5%, 且几乎无杂散光。
激光显示 光学扩展量 复眼透镜 光学引擎 数值孔径 光线追迹 laser display étendue fly-eye lens optical engine numerical aperture ray tracing 强激光与粒子束
2014, 26(8): 089002
1 上海电机学院 电子信息学院, 上海 200240
2 华东师范大学 信息科学与技术学院, 上海 200062
3 上海公安三所 刑侦事业部, 上海 200031
在方棒照明系统的基础上，根据激光光源的发光特性和准直性，设计了一款用于激光投影显示的，基于光棒匀光的照明光路系统。此系统具有结构简单、开发周期短、加工成本低的优点。仿真结果表明: 设计的激光投影机光能量利用率达到78%，均匀度达到85%，满足激光投影显示中对集光和照明的设计要求。
激光投影显示 光学扩展量 光棒 光学引擎 照度分布 laser display optical propagation light pipe optical engine illumination distribution 强激光与粒子束
2014, 26(7): 079003
1 遵义医学院 医学信息工程系, 贵州 遵义 563000
2 北京邮电大学 信息与通信工程学院, 北京 100086
3 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100086
模数转换器的采样速率和模拟带宽能通过预处理器得到提高。时域展宽就是一个可以提高电子数字转换器性能的技术,它是将模拟信号在数字化前减缓其速度,以实现实时采样。我们证明了1.56TSa/s超高采样率的实时模数转换器,它是通过基于大色散光子晶体光纤的时域展宽预处理完成的。该预处理器利用了大色散光子晶体光纤,将高速的光载波在时域进行大比例展宽,在数字化时处理的是被展宽的信号,因此可以得到超高的采样率。基于大色散光子晶体光纤的时域展宽预处理器不仅能大大缩短所用光纤长度,减小光纤传输损耗,而且还能减少多个掺铒光纤放大器对载波信号带来的畸变。
模数转换 时域展宽 光子晶体光纤 预处理器 analog-to-digital converter (ADC) time stretch photonic crystal fiber (PCF) preprocessor
1 上海电机学院电子信息学院, 上海 200240
2 华东师范大学信息科学与技术学院, 上海 200062
3 上海公安三所刑侦事业部, 上海 200031
激光显示消散斑问题是激光显示的重要研究课题,是阻碍激光显示真正实用化的一个关键难题。综述了国内外已有的消散斑方案的优劣以及可行性,并重点分析了双屏幕振动消散斑方案。在此基础上,提出了新的三种理论消散斑方案:铁电液晶消散斑,波导扰动光纤消散斑和旋转散射片消散斑。
激光显示 强度 拉曼 布里渊 光学扩展量 铁电液晶 laser display intensity raman brillouin etendue ferroelectric liquid crystal
华南师范大学 物理与电信工程学院，广州 510006
利用谐振腔模型，研究了单负超材料构造的多层结构中的表面态的物理机制。发现当满足谐振条件时，在多层结构中将产生表面态，该谐振条件取决于谐振腔内的相位变化。基于上述理论，以单负超材料构造的6层结构为例，分析了该结构的表面态的产生条件和分布情况。该研究为设计含奇特电磁局域特性和隧穿特性的超材料设备提供了有效的途径。
超材料 多层结构 反射相位 表面态 metamaterials multilayered structure reflection phase surface states
