利用激光诱导击穿光谱技术(LIBS)结合广义回归神经网络(GRNN)算法对不同类别的日用陶瓷进行了分类识别。首先采集了不同产地的日用陶瓷样品的LIBS光谱数据,再筛选出陶瓷坯体主要元素的特征谱线,建立了GRNN分类模型。结果显示,对LIBS光谱进行有效数据的提取能够大大增加建模效率,平均建模时间从改进前的16.31 s缩短至0.36 s。为了优化分类模型的性能,对光谱数据进行了归一化处理,再利用马氏距离筛除了异常光谱,结合主成分分析(PCA)进行了数据降维,在保证模型效率的情况下,测试集单次预测正确率可以达到100%,平均预测正确率为99.74%。实验结果表明,LIBS技术结合GRNN分类算法能够实现日用陶瓷的有效分类。
光谱学 激光诱导击穿光谱技术 日用陶瓷 分类 广义回归神经网络 主成分分析 中国激光
2022, 49(21): 2111001
固态氧化物电解池(SOECs)因较高的能量转化效率在电化学还原CO2, 实现“碳中和”社会方面备受关注。与非对称电池结构相比, 对称SOECs的空气极和燃料极是相同或相近的材料, 可以减少界面种类, 改善电极与电解质的热膨胀匹配性, 简化电池的制备工艺。本研究合成了钙钛矿氧化物LaxSr2-xFe1.5Ni0.1Mo0.4O6-δ (LxSFNM, x=0.1、0.2、0.3、0.4), 作为固体氧化物电解池的对称电极用于评估纯CO2的电化学还原性能。掺入La3+可以有效提高反应催化活性, 其中L0.3SFNM为电极的电解池表现出最高的电化学性能, 800 ℃下, 在空气中的极化电阻为0.07 Ω?cm2, 在50% CO-50% CO2中的极化电阻为0.62 Ω?cm2。单电池L0.3SFNM@LSGM|LSGM|L0.3SFNM@LSGM在800 ℃和1.5 V电压下的电解电流密度为1.17 A?cm-2, 在初始的50 h CO2短期电解测试中表现出优异的稳定性, 是一种理想的对称电极材料。
对称固体氧化物电解池 钙钛矿结构 电极材料 symmetrical solid oxide electrolysis cells perovskite electrode materials
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
时序动作检测作为视频理解中的一项基本任务,被广泛应用于人机交互、视频监控、智能安防等领域。基于卷积神经网络,提出了一种改进的编码-解码时序动作检测算法。改进后的算法分两阶段进行:首先,替换特征提取网络,用残差结构网络提取视频帧的深度特征;之后,构建编码-解码时序卷积网络。采用联接的方式进行特征融合,改进上采样的形式,并运用新的激活函数LReLU进行训练,提高网络的检测精度。实验结果表明,所提算法在时序动作检测数据集MERL Shopping和GTEA上取得了优良的效果。
光计算 图像处理 动作检测 时序卷积神经网络 深度学习 激光与光电子学进展
2021, 58(20): 2020001
北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室,北京100192
荧光检测和分析技术中, 荧光寿命的精确测量具有重要意义。针对纳秒级荧光寿命在流式细胞分析系统中无法直接测量的问题, 提出一种基于互相关算法的脉冲时延估计荧光寿命表征方法。该方法将改进的线性调频Z变换算法与相关峰内插算法相结合, 并与标准FFT算法仿真做对比, 通过对哺乳动物细胞的荧光寿命进行测量, 将所得数据进行处理, 验证线性调频Z变换(MCZT)和相关峰内插(FICP)算法性能。实验结果表明, 使用该算法降低了FFT计算带来的栅栏效应, 可以提高互相关函数的分辨能力, 测量荧光寿命的相对误差提高了4.344 3%。
生物医学 荧光寿命 MCZT算法 FICP算法 biomedicine fluorescence lifetime MCZT algorithm FICP algorithm
中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100083
实验验证了室温下二维氧化物下包层非对称平板三角晶格光子晶体渐变型双异构微腔对绝缘体上硅(SOI)基片上铒氧共掺硅材料的显著发光增强作用。在波长为488nm、功率为15mW激光激发下, 微腔的光致发光(PL)谱呈现出一个位于1557.93nm通信波长处的尖锐狭窄的发光峰, 相比于无光子晶体区域, 发光增强了约13倍。谐振峰随光泵浦功率增加, 发生明显的红移, Q值逐渐下降, 在1.5mW光泵浦功率下, Q值达6655。微腔谐振波长与光子晶体晶格周期之间呈线性正比关系, 通过调整晶格周期, 实现了掺铒硅发光增强峰波长的灵活可控。
光子晶体 微腔 光致发光 稀土掺杂 photonic crystals microcavities photoluminescence rare-earth-doped materials
1 西北核技术研究所, 西安 710024
2 西安交通大学 电信学院, 西安 710049
给出了满足电荷守恒的共形发射技术。首先阴极表面由三角网格共形描述,发射带电粒子时,根据电荷和电流线性分配方式和离散高斯定律,带电粒子的初始位置设置在与三角面元处于同一个网格元胞内,离三角面元最近且处于金属内部的网格点上。带电粒子的初始运动由两部分组成:一是由三角面上的法向场推进所产生的运动;二是使发射粒子在阴极面上分布呈随机性而设定的随机运动。运动产生的电流按照电荷守恒定律分配到离散网格中,并且由于粒子的初始位置设置在整网格点上,带电粒子的共形发射不会产生非物理的静电累加。最后通过同轴二极管模型来验证共形发射模型的正确性。
电荷守恒 共形发射 全电磁粒子模拟 时域有限差分 Delaunay三角网格剖分 charge conserving conformal emission electromagnetic particle-in-cell simulation conformal finite-difference time-domain Delaunay triangulation 强激光与粒子束
2016, 28(3): 033020
1 哈尔滨理工大学电介质工程国家重点实验室培育基地, 黑龙江 哈尔滨 150080
2 哈尔滨理工大学电子科学与技术系, 黑龙江 哈尔滨 150080
3 北京大学纳米器件物理与化学教育部重点实验室, 北京 100871
采用有限积分法分析了可见光入射薄膜太阳能电池时,电池中金属纳米栅与半导体界面的场分布与能流密度分布,并结合实际太阳光谱分布,提出一种分析太阳能电池陷光能力的计算方法。利用该方法对金、银、铜、铝金属纳米栅的形状与几何参数变化条件下所激发的表面等离激元产生的陷光效果进行了系统研究。结果表明太阳能电池中采用金属纳米栅结构电极可以提高太阳光的有效吸收率;对金属立方栅、锯齿栅(三棱柱)以及圆柱栅结构分析结果表明,采用立方栅结构时陷光效果最好,而且利用铜材料立方栅格结构的陷光效果最佳。当立方栅格高度为30 nm时,总陷光比最高;而立方体栅格的栅格周期决定陷光比峰值位置,栅格长度决定陷光比峰值宽度。所得结果对后续基于表面等离激元的薄膜太阳能电池的设计具有一定的指导意义。
表面光学 表面等离激元 栅格 太阳能电池 激光与光电子学进展
2015, 52(9): 092401