马海钢 1,3,*高思凡 1,2孙雨鑫 1,2邱海霞 4[ ... ]黄庆华 1,2,**
作者单位
摘要
1 西北工业大学深圳研究院,广东 深圳 518057
2 西北工业大学电与智能研究院,陕西 西安 710072
3 南京理工大学电子工程与电技术学院,江苏 南京 210094
4 解放军总医院第一医学中心激医学科,北京 100853
皮肤疾病是一种较为常见的人类疾病,其检测与诊断十分重要。传统的检测方法因医师主观影响和皮肤创伤问题不利于对皮肤病作出准确高效的判断,故皮肤成像技术逐渐被用于辅助诊断。光声成像技术作为一种新兴的成像方式,结合了光学成像的高对比度和超声成像的深穿透优势,逐渐被人们所关注。本文针对光声皮肤成像技术进行了回顾与总结,按照成像方式对光声皮肤成像系统进行了分类与归纳,从重构算法提升角度总结了现有的性能提升方法与策略。此外,按照皮肤病类别探讨了当前光声皮肤成像技术的临床应用,验证了光声皮肤成像技术的发展前景与潜力。最后针对现有方法的缺点与限制,对未来光声皮肤成像技术的发展方向和关键环节进行了设想与讨论。
医用 生物医学成像 声成像 皮肤成像 皮肤疾病 皮肤诊断 
中国激光
2024, 51(9): 0907005
作者单位
摘要
浙江大学生物医学工程与仪器科学学院,浙江 杭州 310027
乳腺癌早期筛查、精准诊断、有效治疗是提高患者生存率的重要因素,而影像学是筛查、诊断、治疗评估的主要手段。基于现有的影像技术,乳腺临床诊治流程虽然已逐步规范化,但在高效灵敏筛查、无创精准诊断以及治疗监测评估等方面仍存在核心局限。例如,传统的医学影像技术存在诊断特异性低、成像速度慢、使用电离辐射或注射造影剂等局限,仍存在重大临床诉求。光声成像作为一项新兴的医学影像技术,可以与传统技术形成优势互补,提供快速(如10~15 s完成全乳腺扫描)、高分辨率、信息丰富的医学影像。其光学对比度和声学分辨率使之具备揭示肿瘤微环境结构、功能、分子细节特征的能力。本文简述了光声成像的技术原理和主要设计形态,概述并评价了乳腺肿瘤筛查、诊断和治疗评估领域的代表性光声成像研究。最后讨论了光声成像在乳腺临床上的应用前景,其有望成为继钼靶、超声、核磁共振之后的“第四大”乳腺成像技术。
医用 声成像 乳腺肿瘤微环境 乳腺癌筛查 早期精准诊断 新辅助化疗评估 肿瘤切缘检测 
中国激光
2024, 51(9): 0907003
作者单位
摘要
南京理工大学机械工程学院,南京 210094
在激光粉末床熔融(LPBF)成形过程中,铺粉异常导致的沉积缺陷会严重影响成形零件的表面及内部质量,但目前缺乏针对性的在线监测与诊断方案。采用光电探测器和高速相机在线监测成形过程中的光强和熔池面积信号,探究不同粉末厚度条件下熔池尺度光信号的变化规律,实现对零件质量的初步诊断。研究结果表明,粉末厚度的异常增加会导致零件熔化状态出现波动,并最终导致严重的球化。表面粗糙度从正常打印状态的5 μm显著增加至100 μm以上,同时在零件内部形成了未熔合孔隙缺陷。阐述了粉末厚度对沉积缺陷的影响机制,深入分析了光强与熔池面积的特征及其相互关系,提出了一种基于阈值百分比诊断沉积缺陷的信号监测方法。
增材制造 粉末床熔融 在线监测 熔池信号 沉积缺陷 
中国激光
2024, 51(10): 1002308
陈亚红 1,*董震 1刘永雷 1刘琳 1[ ... ]蔡阳健 2,**
作者单位
摘要
1 苏州大学物理科学与技术学院,江苏 苏州 215006
2 山东师范大学物理与电子科学学院,山东 济南 250358
回顾了光场相干与偏振联合调控的研究进展,重点介绍了具有特殊空间相干结构的二维部分相干矢量光束的表征、合成及在复杂环境中的鲁棒传输特性;结合纳米光子学的发展,将二维部分相干矢量光束推广到了三维部分相干矢量光场,给出了三维部分相干矢量光场的相干与偏振表征,分析了部分相干紧聚焦矢量光场中的三维偏振结构,包括偏振维度、三维非寻常偏振态、自旋角动量结构等。研究表明相干性在赋予了矢量结构光场新颖自由度的同时,导致了二维矢量光束的鲁棒传输特性以及紧聚焦矢量光场新型三维偏振结构。
部分相干 矢量 场调控 相干与偏振 场相干结构调控 
光学学报
2024, 44(10): 1026007
作者单位
摘要
暨南大学子技术研究院广东省纤传感与通讯重点实验室,广东 广州 511443
传统斯格明子是一种在核物理和磁性材料中均已被证明具有拓扑稳定性的准粒子,可应用于逻辑器件、晶体管、量子计算等领域。近年来,光学斯格明子被人们所提出,并引起了拓扑光学与光场调控领域研究者们的广泛兴趣。综述了当前光学斯格明子的研究进展,详细介绍了光学斯格明子的拓扑结构分类、不同矢量构型光学斯格明子的产生与调控,并对其潜在应用进行了展望,为本领域进一步快速发展提供了参考。
物理 斯格明子 拓扑 结构场调控 
光学学报
2024, 44(10): 1026005
作者单位
摘要
西北工业大学物理科学与技术学院,场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室,陕西省信息技术重点实验室,陕西 西安 710129
贝塞尔光束以其独特的无衍射传输特性得到了广泛的关注,在光学操控、光学加工、信息传输、光学成像等领域具有巨大的应用前景。为了丰富光束的传输特性,通过不同手段对贝塞尔光束传输的调控成为了热点问题。研究者提出不同的理论和方法,通过对贝塞尔光束进行不同维度的调控,构造了沿任意轨迹传输、轴上强度和偏振可调的新型类贝塞尔光束。从贝塞尔光束的基本特性出发,总结了近年来贝塞尔光束传输调控相关的研究进展,包括贝塞尔光束的传输轨迹控制、轴向强度和偏振态控制、束宽控制等基本调控手段,并分析了其传输和调控机理。
场调控 无衍射 贝塞尔 传输 
光学学报
2024, 44(10): 1026001
张兰强 1,2,3曾意 1,2,3吴小虎 4杨金生 1,2[ ... ]饶长辉 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 自适应学全国重点实验室,四川 成都 610209
2 中国科学院电技术研究所,四川 成都 610209
3 中国科学院大学,北京 100049
4 山东高等技术研究院,山东 济南 250100
Overview: Gravitational waves are spacetime oscillations radiated outward by accelerating mass objects. Significant astronomical events in the universe, such as the merging of massive black holes, emit stronger gravitational waves. Detecting gravitational waves allows for a deeper study of the laws governing celestial bodies and the origins of the universe, making accurate detection crucial. Gravitational wave detection technology utilizes Michelson interferometers to convert the extremely faint spacetime fluctuations caused by gravitational waves into measurable changes in optical path length. Recently, ground-based large Michelson interferometers have achieved direct detection of high-frequency gravitational waves. However, the detection of low-frequency gravitational waves, which is equally important, is not feasible on the ground due to arm length and ground noise issues. This necessitates the construction of ultra-large Michelson interferometers in space for low-frequency gravitational wave detection. Spaceborne gravitational wave detection telescopes play a vital role in collimating bidirectional beams in ultra-long interferometric optical paths in space. The extremely subtle changes in optical path caused by gravitational waves impose high demands for pm-level optical path length stability and below 10?10 level backscattered light in these telescopes. The ultra-high level index requirements exceed the precision limits of current ground testing techniques for telescopes. To ensure that spaceborne telescopes maintain their ultra-high design performance in the orbital environment, developing testing and evaluation techniques for these key indicators is a crucial prerequisite for the success of the space gravitational wave detection program. This paper provides an overview of the development of spaceborne gravitational wave detection telescopes, both domestically and internationally. It focuses on the current status and some test results of optical path length stability and backscattered light testing of telescopes under development, as well as further testing plans, providing a reference for the testing and evaluation of Chinese space gravitational wave detection space-borne telescopes.
空间引力波探测 星载望远镜 地面测试 程稳定性 后向杂散 space gravitational wave detection spaceborne telescope ground test optical path length stability backscattered light 
光电工程
2024, 51(2): 240027
作者单位
摘要
1 北京理工大学电学院,北京 100081
2 中国科学院西安学精密机械研究所,陕西 西安 710119
The empirical findings from this study confirm the superiority of reinforcement learning in formulating effective stray light suppression measures for space gravitational wave detection telescope systems. The approach not only achieves superior suppression outcomes but also introduces an efficient, flexible, and innovative solution to the challenges of stray light in space gravitational wave detection and other high-precision optical systems.
引力波 星载望远镜 抑制 强化学习 gravitational wave spaceborne telescope stray light suppression reinforcement learning 
光电工程
2024, 51(2): 230210
张建 1,2梁超豪 1罗志佳 1孟凡 1[ ... ]王倩 1,*
作者单位
摘要
1 广州医科大学生物医学工程学院医学影像创新实验室,广东 广州 511436
2 广州医科大学附属第一医院呼吸疾病国家重点实验室,广东 广州 510120
巨噬细胞作为炎症阶段的主要吞噬细胞,其高表达是急性呼吸道炎症发展过程的临床特征之一。目前还没有一种成像方法能够以深组织穿透性和高分辨率的方式呈现巨噬细胞在急性炎症中的表达。以吲哚菁绿纳米颗粒(Nano-ICG)作为一种高效的光声成像(PAI)增强造影剂,评估了急性呼吸道炎症中巨噬细胞的表达量。激光共聚焦显微镜下的成像效果证实,Nano-ICG能够快速地被巨噬细胞吞噬。利用Nano-ICG增强光声成像效果后,气管内的PAI结果显示了巨噬细胞在炎症后气管壁上的分布区域。Nano-ICG增强的光声成像能够无创、定量地评估急性呼吸道炎症的发展程度,有望为呼吸疾病相关基础研究和临床诊疗提供新的影像技术支持。
医用 声成像 急性呼吸道炎症 吲哚菁绿纳米颗粒 巨噬细胞 
中国激光
2024, 51(9): 0907012
祁昊 1,2董健 1赵楠 1余毅 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春学精密机械与物理研究所 精密仪器与装备研发中心,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
为了实现对微小物体的高精度三维测量,本文构建了一套基于结构光照明的三维形貌测量系统,对该系统所使用的相位编码算法、远心相机标定算法和投影仪标定算法进行了研究。首先,通过边缘提取算法获得二维平面标靶的特征点坐标,使用改进的张氏标定算法完成远心相机标定,通过相位编码结构光得到相机像素与投影仪像素之间的映射关系。然后,由映射关系使投影仪也能捕获特征点的位置信息,进而完成投影仪标定。最后,基于立体视觉模型对被测物体进行三维重建。实验结果表明,标定后的测量系统视场大于2 000 mm2,全视场的测量精度约为32 μm,中心视场的测量精度为10 μm。该系统具有良好的稳定性和重复性,能够满足大多数工业检测的应用需求,展示出广阔的应用前景。
结构 三维测量 远心镜头 高精度 structured light three-dimensional measurement telecentric lens high precision 
液晶与显示
2024, 39(2): 248

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