Peng Wu 1,2,3,4Jianping Liu 1,*Lei Hu 1Xiaoyu Ren 1[ ... ]Hui Yang 1,2,**
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Nanodevices and Applications, Suzhou Institute of Nano-tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Suzhou 215123, China
2 School of Physical Science and Technology, ShanghaiTech University, Shanghai 201210, China
3 Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201210, China
4 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
A new kind of step-flow growth mode is proposed, which adopts sidewall as step source on patterned GaN substrate. The terrace width of steps originated from the sidewall was found to change with the growth temperature and ammonia flux. The growth mechanism is explained and simulated based on step motion model. This work helps better understand the behaviors of step advancement and puts forward a method of precisely modulating atomic steps.
step-flow growth GaN terrace width step motion 
Journal of Semiconductors
2024, 45(2): 022501
作者单位
摘要
1 江苏科技大学 计算机学院, 江苏镇江22000
2 南京大学 计算机软件新技术国家重点实验室, 江苏南京10046
为了提高动态场景RGB-D SLAM中相机位姿精度,基于实例分割与光流算法,提出一种高精度RGB-D SLAM方法。首先,通过实例分割算法检测出场景中的物体,删除非刚性物体并构造语义地图。接着,通过光流信息计算运动残差,检测场景中动态刚性物体,并在语义地图中追踪这些动态刚性物体。然后,删除每一帧中非刚性物体和动态刚性物体上的动态特征点,利用其他稳定的特征点优化相机位姿。最后,通过TSDF模型重建静态背景,并以点云的形式显示动态刚性物体。在TUM和Bonn数据集中测试表明,本文方法与当前最先进的SLAM工作ACEFusion相比相机精度提升约43%。消融实验结果表明,保留动态刚性物体处于静止状态下的特征点对相机位姿估计结果提升约37%。稠密建图实验结果表明,本文方法在动态场景中重建结果优于当前先进的工作,平均重建误差为0.042 m。代码开源在https://github.com/wawcg/dy_wcg
动态场景 同步定位与地图构建 实例分割 光流 dynamic scenes SLAM instance segmentation optical flow 
光学 精密工程
2024, 32(6): 857
作者单位
摘要
1 苏州大学 附属第三医院 妇产科,江苏常州23000
2 河海大学 机电工程学院,江苏常州130
3 苏州大学 附属第三医院 病理科,江苏常州21000
为实现不同尺寸微粒的高效分离,提出一种三角形截面微流道的惯性微流控芯片,研究了微粒在流道中的聚焦与分离特性。首先,设计一种直角三角形截面结构的螺旋流道,采用精密微铣削工艺加工了流道的铝材模具,利用倒模与等离子清洗键合工艺制备微流控芯片。接着,配制三种尺寸(6 μm,10 μm和15 μm)的荧光微粒悬浮液,利用高速摄像机和荧光显微镜拍摄粒子在流道中的运动轨迹,观测不同悬浮液流量时微粒的聚焦效果。最后,对微粒聚焦轨迹图像进行堆叠分析,研究微粒的惯性聚焦与分离行为。结果表明:随着悬浮液流量的增大,6 μm粒子逐渐聚焦并向流道外壁面迁移,而10 μm和15 μm聚焦粒子束则向流道中心迁移。当悬浮液流量为1.5 mL/min时,6 μm和15 μm混合粒子实现了100%精确分离。研究结果表明,三角形截面螺旋流道可产生强偏置二次流,使不同尺寸微粒实现高效、精确分离,为细胞精准操控提供了一种新的技术手段。
微流控 惯性操控 三角形流道 粒子聚焦与分离 偏置二次流 microfluidics inertial focusing triangular channel particle focusing and separation skewed secondary flow 
光学 精密工程
2024, 32(4): 504
作者单位
摘要
1 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
2 长光卫星技术股份有限公司, 吉林 长春 130000
本文针对空间目标受到的太阳辐射、地球辐射、地球反照辐射,采用蒙特卡洛(Monte Carlo)法,基于非结构四面体网格编写了仿真程序,并对计算结果进行了对比验证。进一步地,对太阳同步轨道卫星受到的轨道外热流,采用带帆板的网格对有无遮挡情况下各表面受到的轨道外热流进行了分析。结果显示,在对地模式下考虑遮挡后,−Y表面平均热流值降低了53.79 W/m2,+YZ侧帆板表面平均热流值降低了32.05 W/m2。结合表面材料属性,分析了各表面的温度特性,并结合帆板温度的在轨遥测数据,验证了计算的准确性。最后,计算了两种模式下各方向的红外辐射强度。结果表明,不同观测模式下各表面受热流的影响不同,对地模式下各表面温度随时间变化较大,而对日模式下各表面热流较为稳定。两种模式下,太阳能帆板的温度较高,辐射强度较大,具有明显的红外特征,便于开展红外观测。
轨道外热流 空间目标探测 红外辐射 蒙特卡洛方法 orbit external heat flow space target detection infrared radiation Monte Carlo method 
中国光学
2024, 17(1): 187
狄璐 *
作者单位
摘要
南开大学 材料科学与工程学院,天津 300350
随着全球化石资源的不断消耗,可再生资源的转化利用已成为科研工作者的关注焦点。由生物质经过生物或化学方法转化而获得的生物基低碳醇的催化转化是近些年来研究的热点。为高效率探索多种模型催化反应,该文研制了气态流动鼓泡发生器来替代传统的固定床反应器的进料过程,目的是进行不同的模型催化反应探索实验。通过对比二者的实验结果显示,该设备具有误差小、试验快、操作简单等特点,且其设计所占空间小、便携等优点,适用于多种原位表征技术。通过将气态流动鼓泡发生器与原位漫反射红外光谱联用,使学生深入学习了红外理论知识和仪器设备的工作原理,将学生们学到的催化学科的相关基础知识进行融会贯通。气态流动鼓泡发生器不仅辅助科研实验的探索,还可拓展到实验教学的应用,提升学生的科研创新能力,为科教融合、教研一体提供了新范式。
气态流动鼓泡发生器 研制 应用效果 原位表征技术 gas flow bubbling generator manufacture practical effect in-situ characterization techniques 
实验科学与技术
2024, 22(1): 16
作者单位
摘要
1 烟台大学物理与电子信息学院, 山东 烟台 264005
2 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院, 湖北 武汉 430071
3 中国科学院西安光学精密机械研究所, 陕西 西安 710119
SO2紫外相机因在时间分辨率、空间分辨率、探测灵敏度以及探测精度等诸多方面均具有显著优势而成功应用于火山活动监测及其动力学研究。为解决紫外相机反演SO2排放速率容易受烟羽湍流及图像低对比度影响等问题,提出了融入神经网络的光流算法。首先,基于大气紫外辐射传输特性,阐述了SO2紫外相机的工作机理及SO2浓度图像的反演方法;其次,将神经网络融入光流算法,实现了火山烟羽图像中SO2排放速率的精确反演;最后,与传统光流法进行对比,论证了神经网络光流算法的科学性及优越性与精确性。实验结果表明:在图像低对比度及烟羽湍流效应的双重影响下,神经网络光流法可以把边缘反演的误差从94%降低至5%,显著提高了SO2排放速率反演的精确性。
SO2相机 光流法 神经网络 排放速率 湍流 火山排放 SO2 camera optical flow algorithm neural network emission rate turbulence volcanic emission 
大气与环境光学学报
2024, 19(1): 98
陈志浩 1,2,3赵南京 2,3,*殷高方 2,3马明俊 1,2,3[ ... ]丁志超 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所, 中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题,研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法,并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法。结果表明,进样速度在10~30 μL/min范围内,样品平均流速检测误差小于5%;分段控制实现了藻细胞显微图像的高质量自动获取,与显微镜检成像质量基本一致,且样品进样速度提升68%以上。研究结果为藻细胞显微图像高效自动获取提供了有效实用方法。
藻细胞 微流控-显微成像 流速检测 分段控制 自动进样 algae cells microfluidic-microscopic imaging flow rate detection segmented control automatic sampling 
大气与环境光学学报
2024, 19(1): 38
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Optoelectronic Devices, and Systems of Ministry of Education and Guangdong Province, College of Physics and Optoelectronic Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060 P. R. China
Measurement of blood flow velocity is key to understanding physiology and pathology in vivo. While most measurements are performed at the middle of the blood vessel, little research has been done on characterizing the instantaneous blood flow velocity distribution. This is mainly due to the lack of measurement technology with high spatial and temporal resolution. Here, we tackle this problem with our recently developed dual-wavelength line-scan third-harmonic generation (THG) imaging technology. Simultaneous acquisition of dual-wavelength THG line-scanning signals enables measurement of blood flow velocities at two radially symmetric positions in both venules and arterioles in mouse brain in vivo. Our results clearly show that the instantaneous blood flow velocity is not symmetric under general conditions.
1700nm-Window third-harmonic generation imaging blood flow velocity 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2024, 17(1): 2350011
作者单位
摘要
国防科技大学理学院,湖南 长沙 410073
采用化学气相沉积方法和逆向气流策略,成功地可控合成了均匀、平整、结晶良好的单层、2H相、3R相以及螺旋结构硒化钨(WSe2)单晶,利用光学显微镜、原子力显微镜、拉曼和光致发光光谱等表征进行测试分析,证实了WSe2具有优异的晶体质量。通过精确控制炉腔温度分布实现了不同原子层堆垛方式的生长调控,利用过饱和度理论分析推测出螺旋堆垛及位错臂的数量与不同过饱和度分布之间的关系,在螺旋的WSe2结构中观测到了两个数量级的二次谐波产生(SHG)增强,通过SHG偏振特性表征螺旋结构的偏转角度,揭示了层间耦合作用和内部应变对螺旋堆垛的影响,有助于推动二维半导体多相可控生长和光电物性调控研究。
材料 过渡金属硫族化合物 逆向气流化学气相沉积 螺旋堆垛 二次谐波产生 
光学学报
2024, 44(4): 0416002
作者单位
摘要
1 上海交通大学生物医学工程学院Med-X研究院,上海 200030
2 佛山市中医院肿瘤中心,广东 佛山 528199
3 北京大学肿瘤医院肿瘤发生与转化研究教育部重点实验室,北京 100142
4 北京大学医学部医学技术研究院,北京 100191
5 北京大学生物医学工程系,北京 100081
6 北京大学国际癌症研究院,北京 100191
癌症是人类生命的一大威胁,而肿瘤的侵袭和转移是癌症患者死亡的主要原因之一。在这一复杂过程中,循环肿瘤细胞(CTC)等血液循环中的粒子起到十分关键的作用,所以监测血液循环中的CTC和其他肿瘤相关的粒子可以促进肿瘤转移的研究。光学活体流式细胞仪(IVFC)是一种基于激光的新兴技术,可在体内无创监测循环细胞,包括CTC等肿瘤相关的颗粒。这一强大的工具已被广泛应用于癌症相关的多个领域,尤其是肿瘤转移研究。因此,总结分析IVFC在肿瘤转移研究中的应用具有重要意义。本文介绍IVFC的检测原理,总结基于荧光发光、光声效应、计算机视觉等光学技术的荧光活体流式细胞仪、光声活体流式细胞仪、图像活体流式细胞仪等IVFC分类,对IVFC应用于肝癌、前列腺癌、乳腺癌、黑色素瘤等肿瘤转移的相关研究进行综述,并总结和展望IVFC对肿瘤转移研究的应用。
活体流式细胞仪 肿瘤转移 循环肿瘤细胞 无创监测 光学成像 
激光与光电子学进展
2024, 61(2): 0211002

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