作者单位
摘要
1 河北工业大学 人工智能与数据科学学院,天津30030
2 河北省控制工程技术研究中心,天津300130
针对大多数图像超分辨率重建方法利用单尺度卷积进行特征提取,导致特征提取不充分的问题,提出基于多尺度自适应注意力的图像超分辨率网络。为充分利用各个层次特征中的上下文信息,设计了多尺度特征融合块,其基本单元由自适应双尺度块、多路径渐进式交互块和自适应双维度注意力依次串联组成。首先,自适应双尺度块自主融合两个尺度的特征,获得了更丰富的上下文特征;其次,多路径渐进式交互块以渐进的方式交互自适应双尺度块的输出特征,提高了上下文特征之间的关联性;最后,自适应双维度注意力自主选择不同维度注意力细化输出特征后,提高了输出特征的鉴别力。实验结果表明,在Set5, Set14, BSD100和Urban100测试集上,本文方法在PSNR和SSIM定量指标上相比于其他主流方法相均有提升,尤其对于纹理细节难以恢复的Urban100测试集,本文方法在比例因子为×4时,相较于现有最优方法SwinIR,PSNR和SSIM指标分别提升了0.05 dB和0.004 5;在视觉效果方面,本文的重建图像具有更多的纹理细节。
超分辨率 多尺度特征 注意力机制 自适应权重 渐进式信息交互 super-resolution multi-scale feature attention mechanism adaptive weights progressive information interaction 
光学 精密工程
2024, 32(6): 843
作者单位
摘要
1 中国科学院理化技术研究所有机纳米光子学实验室,北京 100190
2 中国科学院大学,北京 100049
三维(3D)无机微纳结构在光子学、量子信息、航空航天、能源等领域发挥着重要作用。利用传统制备方法获得的无机微结构通常分辨率较低和形貌不可控。因此,3D无机微纳结构的精确可控制备成为亟待解决的难题。激光加工具有高精度、形貌可控等优势,能够实现真3D、高分辨、多尺度复杂3D微纳结构的制备,解决3D无机微纳结构的精确可控制备难题。本文综述了激光加工制备无机微纳结构的研究进展,首先讨论了连续激光和超快脉冲激光加工方式,重点针对飞秒激光加工技术,阐述了基于纯无机材料体系、有机-无机杂化体系,以及聚合物模板法等制备3D无机微纳结构的方法。随后,总结了近年来激光加工3D无机微纳结构在光学器件、量子芯片、信息存储与防伪、航空航天以及仿生结构等领域的应用。最后,展望了激光加工3D无机微纳结构的未来发展趋势。
三维无机微纳结构 激光加工 飞秒激光 光与物质相互作用 微型器件 
激光与光电子学进展
2024, 61(19): 1900001
作者单位
摘要
上海理工大学 光电信息与计算机工程学院,上海 200093
里德堡原子具有很大的极化率和跃迁偶极矩, 因此它对外界电磁场非常敏感, 结合量子干涉效应可实现太赫兹场的高灵敏度探测。采用外加电场的方式来调谐太赫兹里德堡激发态能级至Förster共振,转变了原子间相互作用的方式,进而改变了阻塞区域的大小。通过对比范德瓦耳斯和偶极–偶极2种作用方式下的主量子数以及共振激光拉比频率的变化对阻塞区域的影响,发现Förster共振电场调谐下的偶极–偶极相互作用导致的阻塞效应更强,造成的阻塞区域半径可以是范德瓦耳斯相互作用下的2~3倍。根据这一特点,可利用外电场调控里德堡原子间相互作用来增强阻塞效应,这对太赫兹里德堡跃迁中高质量单光子的制备以及原子检测准确度的提高具有参考意义。
里德堡原子 原子相互作用 阻塞效应 Förster共振 太赫兹波 Rydberg atoms atomic interaction blockade effect Förster resonance terahertz 
光学仪器
2024, 46(1): 8
作者单位
摘要
福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室,福建 福州 350007
理论分析了浑浊介质的声光作用机制。采用COMSOL Multiphysics软件对组织中的声光作用过程进行了仿真,讨论了组织吸收系数与声光信号相对强度的关系。仿真结果表明,声光信号与入射光强呈线性递增关系,声光信号相对强度与介质吸收系数呈指数下降关系,实验结果与仿真结果相吻合。利用声光成像实验测量厚度为10 mm的浑浊介质的吸收系数,真实值与测量值最大绝对误差为0.082 cm-1,最大相对误差为9.3%。
生物光学 声光成像 声光作用机制 吸收系数测量 
光学学报
2024, 44(4): 0417001
Author Affiliations
Abstract
1 GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt, Germany
2 Institut d’Optique, Université Paris-Saclay, Palaiseau, France
3 Institut für Angewandte Physik, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt, Germany
This paper presents the development and experimental utilization of a synchronized off-harmonic laser system designed as a probe for ultra-intense laser–plasma interaction experiments. The system exhibits a novel seed-generation design, allowing for a variable pulse duration spanning over more than three orders of magnitude, from 3.45 picoseconds to 10 nanoseconds. This makes it suitable for various plasma diagnostics and visualization techniques. In a side-view configuration, the laser was employed for interferometry and streaked shadowgraphy of a laser-induced plasma while successfully suppressing the self-emission background of the laser–plasma interaction, resulting in a signal-to-self-emission ratio of 110 for this setup. These properties enable the probe to yield valuable insights into the plasma dynamics and interactions at the PHELIX facility and to be deployed at various laser facilities due to its easy-to-implement design.
interferometry laser–plasma interaction off-harmonic probe laser streaked shadowgraphy 
High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(1): 01000e10
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Engineering Physics, Air Force Institute of Technology, WPAFB, OH, USA
2 Physics Department, Marietta College, Marietta, OH, USA
3 Department of Physics, The Ohio State University, Columbus, OH, USA
4 Department of Materials Science and Engineering, and Department of Electrical and Computer Science, The Ohio State University, Columbus, OH, USA
5 Intense Energy Solutions, LLC, Plain City, OH, USA
We present detailed characterization of laser-driven fusion and neutron production ( $\sim {10}^5$ /second) using 8 mJ, 40 fs laser pulses on a thin (<1 μm) D ${}_2$ O liquid sheet employing a measurement suite. At relativistic intensity ( $\sim 5\times {10}^{18}$ W/cm ${}^2$ ) and high repetition rate (1 kHz), the system produces deuterium–deuterium (D-D) fusion, allowing for consistent neutron generation. Evidence of D-D fusion neutron production is verified by a measurement suite with three independent detection systems: an EJ-309 organic scintillator with pulse-shape discrimination, a ${}^3\mathrm{He}$ proportional counter and a set of 36 bubble detectors. Time-of-flight analysis of the scintillator data shows the energy of the produced neutrons to be consistent with 2.45 MeV. Particle-in-cell simulations using the WarpX code support significant neutron production from D-D fusion events in the laser–target interaction region. This high-repetition-rate laser-driven neutron source could provide a low-cost, on-demand test bed for radiation hardening and imaging applications.
high-repetition-rate laser-driven fusion laser–plasma interaction liquid target neutron detectors 
High Power Laser Science and Engineering
2024, 12(1): 010000e2
Author Affiliations
Abstract
1 Image Processing Systems Institute of RAS—Branch of the FSRC "Crystallography and Photonics" RAS, Samara 443001, Russia
2 School of Advanced Technology, Algonquin College, Ottawa, Ontario K2G 1V8, Canada
Hall effect of light is a result of symmetry breaking in spin and/or orbital angular momentum (OAM) possessing optical system and is caused by e.g. refractive index gradient/interface between media or focusing of a spatially asymmetrical beam, similar to the electric field breaking the symmetry in spin Hall effect for electrons. The angular momentum (AM) conservation law in the ensuing asymmetric system dictates redistribution of spin and orbital angular momentum, and is manifested in spin-orbit, orbit-orbit, and orbit-spin conversions and reorganization, i.e. spin-orbit and orbit-orbit interaction. This AM restructuring in turn requires shifts of the barycenter of the electric field of light. In the present study we show, both analytically and by numerical simulation, how different electric field components are displaced upon tight focusing of an asymmetric light beam having OAM and spin. The relation between field components shifts and the AM components shifts/redistribution is presented too. Moreover, we experimentally demonstrate, for the first time, to the best of our knowledge, the spin-orbit Hall effect of light upon tight focusing in free space. This is achieved using azopolymers as a media detecting longitudinal or z component of the electrical field of light. These findings elucidate the Hall effect of light and may broaden the spectrum of its applications.
spin-orbital Hall effect of light symmetry breaking spin-orbit interaction azopolymers optical vortex polarization 
Opto-Electronic Science
2023, 2(7): 230014
杨晶 1李莉 1梁健丹 1黄珊 1[ ... ]肖琦 1
作者单位
摘要
1 南宁师范大学化学与材料学院, 广西 南宁 530100
2 广西壮族自治区生殖医院, 广西 南宁 530218
氨基硫脲过渡金属配合物的生物学应用是当前研究的热点, 为更好地了解氨基硫脲芳基钌配合物与人血清白蛋白(HSA)之间相互作用机制, 合成了两种氨基硫脲芳基钌(Ⅱ)配合物, 采用时间分辨荧光光谱法和稳态荧光光谱法研究了两种氨基硫脲芳基钌配合物与人血清白蛋白的荧光猝灭机理。 荧光光谱结果表明, 这两种氨基硫脲芳基钌配合物能使HSA的内源荧光猝灭, 且HSA的荧光猝灭影响与配合物的浓度呈线性关系, 通过对比发现配合物2对HSA的荧光猝灭效率更强。 两个配合物与HSA相互作用的猝灭常数和结合常数均随温度的升高而降低, 因此, 配合物与HSA的相互作用是静态猝灭过程, 且配合物2的荧光猝灭能力更强。 通过热力学参数分析发现这两种配合物与HSA的主要结合作用力均为氢键和范德华力, 且两种配合物与HSA之间的结合过程是自发进行的。 最后采用红外吸收光谱及圆二色光谱验证了这两种氨基硫脲芳基钌配合物均对HSA二级构象产生了不同程度的影响, 红外吸收光谱结果表明两种配合物与HSA的结合引起了HSA二级结构的重排, 圆二色光谱结果表明这两种配合物的加入使HSA的二级结构稳定性降低。 研究表明: 通过探究氨基硫脲芳基钌配合物对人血清白蛋白结构和功能的影响, 可揭示其作为抗肿瘤药物进入体内后与HSA的可能作用机制, 从而为以氨基硫脲为配体的芳基钌配合物类抗肿瘤药物的研发提供理论参考。
氨基硫脲 芳基钌 人血清白蛋白 相互作用 Thiosemicarbazide Ruthenium Human serum albumin Interaction 
光谱学与光谱分析
2023, 43(9): 2761
作者单位
摘要
1 太原师范学院生物系, 山西 晋中 030619 西北大学生命科学学院, 陕西 西安 710069
2 太原师范学院地理科学学院, 山西 晋中 030619
3 西北大学生命科学学院, 陕西 西安 710069
金属β-内酰胺酶(MβLs)可以水解几乎所有的β-内酰胺类抗生素, 这是导致细菌感染治疗中产生耐药性的主要机制。 迄今为止, 由于缺乏临床批准的抑制剂, 这已成为全球关注的问题。 最近来自粘质沙雷氏菌的SMB-1被发现是一种新型的B3亚类MβL, 它可以灭活几乎所有含β-内酰胺环的抗生素。 为了明确SMB-1与β-内酰胺类抗生素的特异性分子识别和作用机制, 采用内源性荧光光谱、 同步荧光光谱、 三维荧光光谱及分子对接方法对碳青霉烯类抗生素亚胺培南(IMIP)与金属β-内酰胺酶SMB-1之间的相互作用机制进行探究。 猝灭光谱结果表明IMIP可以使SMB-1内源性荧光猝灭, 且猝灭机制为动态和静态组合猝灭, 其中静态猝灭为主, 结合常数Ka为16.11×103 L·mol-1(277 K), 表明两者之间具有很强的结合力; 根据Van’t Hoff方程得出结合过程中的热力学参数ΔG<0, ΔH=-79.65 kJ·mol-1, ΔS=-238.69 J·mol-1, 说明两者的结合是由焓变和熵变共同驱动的, 且氢键和范德华力为主要作用力; 同步荧光结果中, 随着IMIP浓度的增加, SMB-1最大发射波长均发生蓝移4.4和2.9 nm, 表明Tyr和Trp残基参与IMIP与SMB-1的结合过程; 三维荧光光谱中IMIP加入后, SMB-1的Peak B和Peak C强度显著降低, 表明SMB-1与IMIP作用之后的微环境和构象发生了改变, 与同步荧光结果一致。 分子对接结果中IMIP的β-内酰胺环进入SMB-1的结合口袋, 而侧链因空间位阻效应位于活性口袋的外部, 表明SMB-1主要是识别IMIP的核心结构, 与其R2侧链的作用较弱; 与IMIP参与作用的氨基酸残基包括Ser175, Thr177, Gln157, His215和Glu217, 表明这些氨基酸残基与活性部位的两个锌离子是设计具有强亲和力的SMB-1抑制剂的关键因素; 结合自由能也为负值, 表明两者的结合是一个自发放热的过程, 与荧光结果一致。 该研究提供了对SMB-1与IMIP的识别和结合的见解, 可能有助于设计β-内酰胺酶新底物和开发对超级细菌具有抗性的新抗生素。
金属β-内酰胺酶SMB-1 亚胺培南 荧光光谱 分子对接 相互作用 SMB-1 from Serratia marcescents Imipenem Fluorescence spectra Molecular docking Interaction 
光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2287
作者单位
摘要
1 西安电子科技大学 光电工程学院,陕西 西安 710071
2 国防科技大学 电子对抗学院红外与低温等离子体安徽省重点实验室,安徽 合肥 230037
该文从理论上仿真了切割方向为165°Y,传播方向为75°Y的LiNbO3晶体(简称165Y LN)的表面波声光调制器的场分布及其重叠积分、驱动功率随波导厚度变化的关系,并与其他切割方向的仿真结果进行了比较。该方向位于材料退耦面内,且在该面具有最大的机电耦合系数,是潜在的高性能切割方向。测试表明,165Y LN的TE模和TM模在低频区均有较低的驱动功率和较大的重叠积分带宽,可被用于制作具有高性能且对偏振不敏感的表面波声光器件。
声表面波器件 声光相互作用 重叠积分 驱动功率 surface acoustic wave devices acousto-optic interaction overlap integral LiNbO3 LiNbO3 driving power 
压电与声光
2023, 45(5): 657

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