1 弱光非线性光子学教育部重点实验室,南开大学物理科学学院,泰达应用物理研究院,天津 300071
2 药物化学生物学国家重点实验室,南开大学生命科学学院,细胞应答交叉科学中心,天津 300071
3 南开大学深圳研究院,广东 深圳 518083
4 极端光学协同创新中心,山西大学,山西 太原 030006
成熟人红细胞膜骨架是由膜下多种蛋白组成的三角晶格网状结构,在维持红细胞形态、变形性、运动和代谢等功能方面扮演着重要角色。单分子定位超分辨成像(SMLM)技术在解析骨架超微结构方面展现出了强大的能力,但分辨率的提升对成像分析手段提出了更高要求。作为一种常用的空间分析方法,Vorono?分割在SMLM图像聚类分析中已被广泛应用。笔者利用自主搭建的SMLM超分辨成像系统获得红细胞膜蛋白和骨架蛋白的超分辨点簇图像,对点簇质心进行Vorono?分割,并对Vorono?多边形面积分布进行伽马函数拟合,发现自由膜蛋白CD59的伽马分布峰值对应的x轴坐标xpeak为0.78。结合模拟结果,验证了自由膜蛋白CD59呈随机分布。进一步,肌动蛋白、血影蛋白N端和原肌球蛋白的Vorono?分析结果显示它们的xpeak均为0.86,而锚蛋白的xpeak为0.84,说明骨架膜蛋白呈相对均匀的分布状态,但锚蛋白较其他骨架蛋白更具随机性。Vorono?方法可助力阐释红细胞膜骨架蛋白的空间分布特性,同时也为点簇状SMLM超分辨图像数据的深入提取提供了新思路和新方法。
生物光学 超分辨成像 单分子定位 红细胞膜骨架 图像分割 Voronoï分析 中国激光
2023, 50(15): 1507104
丁宇 1,2,3,4,*杨淋玉 1,2,3,4陈靖 1,2,3,4王星雨 1,2,3,4[ ... ]陈文杰 1,2,3,4
1 南京信息工程大学自动化学院,江苏 南京 210044
2 南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心,江苏 南京 210044
3 南京信息工程大学江苏省气象能源利用与控制工程技术研究中心,江苏 南京 210044
4 南京信息工程大学江苏省大数据分析技术重点实验室,江苏 南京 210044
5 中国人民解放军32181部队,河北 石家庄 050000
Mg元素能使铝合金获得更好的力学性能并在合金表面形成抗腐蚀的尖晶石膜,使合金具备较好的抗腐蚀性能,因此,探索能快速准确定量分析铝合金中Mg元素含量的方法具有重要意义。首先,基于激光诱导击穿光谱(LIBS)技术对17个铝合金样品中的Mg元素进行检测分析。然后,用Nd∶YAG激光器作为光源,分别建立了偏最小二乘(PLS)和随机森林(RF)模型,并对模型的预测性能进行了分析。实验结果表明,针对相同的测试集,PLS模型的相关系数()为0.6809,均方根误差(RMSE)为1.2042;RF模型的为0.8571,RMSE为1.0918。为了提高RF模型的预测性能,根据变量重要性对输入波长进行筛选。选取变量重要性大于0.11的波长点时,基于变量重要性的RF模型为0.9461,RMSE为0.9534,相比RF模型的预测结果,提升了10.38%,RMSE降低了12.68%,且建模时间减少了91.67%。
激光光学 铝合金 激光诱导击穿光谱 随机森林 定量分析 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1314006
1 北京理工大学 光电学院 教育部重点实验室 北京市工程技术中心, 北京 100081
2 中国航天科技集团有限公司装配工艺技术中心, 北京 100094
将增强现实技术应用于**仿真训练系统已经成为**仿真领域的主流研究方向, 针对该**需求, 介绍了一种基于增强现实技术的动态、实时的**仿真系统。系统将普通单目相机拍摄真实场景的视频流作为战场环境, 并将虚拟**兵力、作战车辆渲染在真实场景中, 还原了逼真的**环境;采用改进的融合IMU的半稠密SLAM算法, 实现动态、实时、尺度统一的跟踪定位, 提出了一种基于离线地图的初始定位方法, 解决了跟踪初始定位的问题。系统初步实验显示, 能够还原逼真的**战场环境, 改进后的跟踪算法在初始定位方面表现优异, 跟踪的精度、鲁棒性与实时性效果良好, 重建的地图模型可以用于虚拟**物体与战场环境的碰撞、遮挡等交互。
增强现实 **仿真 跟踪定位 虚实交互 augmented reality military simulation tracking and location SLAM SLAM reality-virtual interaction
精确的注册是光学透视式头戴增强现实显示系统的核心技术, 而光学透视式头戴显示设备的精准量化标定是精准注册的基础。为了实现对标定结果精准程度的衡量, 结合光学透视式头戴显示设备的显示特性, 提出了一套量化虚实匹配程度的用户评价方法。与传统方法相比, 方法对不同用户的视觉反馈信息进行量化分析, 克服了在标定结果评价上无法量化虚实配准效果的困难。进一步以导引插线的增强现实场景直观地评价了用户可接受的虚实匹配场景精细程度。实验结果定量地给出了用户对标定结果精度的评价, 给增强现实场景设计提供了参考。
增强现实 光学透视式头戴显示 标定 用户评价 augmented reality Optical See-Through Head-Mounted Displays(OSTHMD) calibration user evaluation
1 清华大学核能与新能源技术研究院, 先进核能技术协同创新中心, 北京 100084
2 中核四○四有限公司第二分公司, 甘肃 兰州 732850
在小体积(< 50 μL)液体取样时, 容易产生较大的取样误差, 为了降低分析结果的不确定度, 常常用质量定量法代替体积定量法。 传统标准加入法以样品体积定量, 不能用于以样品质量定量的场合。 为此, 我们提出了一种变形标准加入法, 以便用于以样品质量定量的场合。 以ICP-OES法测定复杂溶液体系中低含量及微量元素Hg, Mo和Rh为例, 对变形标准加入法进行了介绍。 标准加入法的目的是为了校正溶液基体效应, 而溶液基体效应包括两种不同类型的干扰: “恒定干扰”和“比例干扰”。 变形标准加入法只能校正溶液基体效应中的“比例干扰”, “比例干扰”的大小可以用一个定量指标k表示: 当k=1时, 表示不存在“比例干扰”的影响; k偏离1越远, 则“比例干扰”的影响越大。 至于“恒定干扰”的影响, 则可以利用仪器自身的背景校正方法予以降低或消除。 变形标准加入法测定结果不确定度主要来自于背景校正, 与所选分析线的信背比密切相关。 信背比越低, 背景校正的不确定度越高, 因此实际分析中应尽可能选择具有较高信背比的分析线, 否则, 即使事先经过了背景校正, 最终的分析结果也可能包含很大的误差。
标准加入法 背景校正 电感耦合等离子发射光谱 基体效应 信背比 Standard addition method Background correction ICP-OES Matrix effect Signal-to-background ratio 光谱学与光谱分析
2017, 37(11): 3579
1 西安工业大学光电工程学院, 陕西 西安 710021
2 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
为了研究蓝宝石/SiO2/AlN/GaN光阴极组件外延片热应力分布及影响因素, 以直径 d为φ40 mm的 GaN外延片为研究对象, 利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真, 验证了仿真模型的合理性。分析了外延片径向和厚度方向的应力分布, 结果显示: 在 1200℃的生长温度下, 径向区域内的热应力分布比较均匀, 热应力变化范围为±1.38%; 生长温度在 400℃到 1200℃范围内, 外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系。分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和 SiO2、AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴。
薄膜技术 热应力 氮化镓 有限元 仿真 film technology thermal sreess GaN finite element analysis simulation
1 微光夜视技术重点实验室, 陕西西安 710065
2 西安工业大学光电工程学院, 陕西西安 710021
为了研究真空系统中被加热的蓝宝石衬底应力的变化, 利用有限元分析方法, 借助 ANSYS Workbench软件仿真了温度场以及应力场, 对两种不同结构的加热器及加热工艺参数进行了分析。用多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜的加热器, 并改变工作电流, 将 200℃下温度差异由 41.13℃降低至2.33℃, 使厚度为2 mm、直径40 mm的蓝宝石衬底整个圆面内的应力差异由2.11 MPa减小为1.56 MPa, 应力差异减小了 26.1%。结果表明, 采用多圈钨丝螺旋结构外加抛物面釜可获得高均匀性的加热器温度场, 且当工作电流为 12 A时, 加热的蓝宝石衬底整个表面应力分布均匀。并采用蓝宝石衬底的应力检测结果进行了验证。研究结果对真空系统中被加热的其它材料如 GaAs、InGaAs、GaN、Si、石英玻璃等应力分析研究具有一定的借鉴意义。
加热器 蓝宝石衬底 衬底应力 温度场均匀性 有限元 应力仿真 heater sapphire substrate substrate stress temperature field uniformity finite element analysis simulation
北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室, 北京 100081
基于压缩感知的理论, 设计了一个并行可见光焦平面压缩成像系统, 将自然图像进行分块压缩成像。由于选用的是面阵探测器, 所以整幅图像的每一个小块图像的采样是同时进行的。成像实验部分, 选用0、1二值随机伯努利矩阵作为测量矩阵, 重构出了不同的目标图像。实验结果表明, 这种分块压缩成像的方式可以减少采样次数, 避免由于测量矩阵过大而带来的存储和计算问题, 实物系统十分适合高分辨率成像。
成像系统 计算成像 压缩感知 高分辨率成像 激光与光电子学进展
2017, 54(2): 021102
1 微光夜视技术重点实验室 ,陕西 西安 710065
2 西安工业大学 光电工程学院,陕西 西安 710021
为了研究SiO2对多层结构GaN外延片的热应力的影响,以直径d为Φ40 mm的GaN外延片为研究对象,利用有限元分析法分别对蓝宝石/AlN/GaN和蓝宝石/SiO2/AlN/GaN这两种光阴极组件外延片表面热应力进行理论计算和仿真。在其他结构参数相同的情况下,分别分析了两种光阴极组件外延片径向和厚度方向的应力分布,分析了外延片热应力分布及影响因素。分析结果显示: 在1 200 ℃的生长温度下,径向区域内的热应力分布比较均匀,厚度方向的热应力均在衬底和外延层的界面上发生突变。最后分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和GaN、AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。
热应力 氮化镓外延层 有限元 仿真 thermal stress GaN epitaxial wafer finite element analysis simulation
1 微光夜视技术重点实验室, 陕西 西安 710065
2 西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021
为了研究蓝宝石/AlN/GaN外延片表面层热应力分布及影响因素, 以直径d为Φ40 mm的外延片为研究对象, 利用有限元分析法对其表面热应力分布进行了理论计算和仿真, 验证了仿真模型的合理性。分析了外延片生长温度、蓝宝石衬底和AlN过渡层厚度对表面热应力的影响。结果显示: 在1 200 ℃的生长温度下, 外延片径向应力比轴向应力大一个量级; 在径向(d<Φ32 mm)区域内的热应力分布比较均匀, 热应力变化范围为±0.38%; 生长温度在600~1 200 ℃范围内, 外延层表面应力与生长温度呈近似正比关系。研究成果可为该类外延片生长工艺研究和低应力外延片的筛选标准制定提供借鉴。
热应力 氮化镓外延层 有限元分析 仿真 thermal stress GaN epilayer finite element analysis simulation 红外与激光工程
2016, 45(10): 1021001