张一凡 1,2李辉 1,2杨光 2,*
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学生物医学工程学院,江苏 苏州 215163
2 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所江苏省医用光学重点实验室,江苏 苏州 215163
光片显微镜由于具有强大的光学层切能力、较快的成像速度和较低的光损伤,成为三维成像的重要工具。光片显微镜通常利用两个垂直放置的物镜分别进行照明和成像,这带来了对样品的空间限制并禁用了高数值孔径的成像物镜。以倾斜平面照明和微镜微器件反射技术为代表的单物镜光片显微技术突破上述限制,展示出在高分辨率和体积高速成像方面的优势,并且可与超分辨显微术等多种技术结合,在近年来取得了巨大发展。介绍单物镜光片显微成像技术的原理、关键性能的提升和其在生物医学的应用。
生物光学成像 光片显微镜 三维成像 荧光显微镜 
激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618014
作者单位
摘要
1 海军工程大学, 武汉 430000
2 中国人民解放军92218部队, 广州 510000
针对新型舰炮**与先进制导弹药的技术特点, 提出了融合普通弹药与防空导弹优点的制导炮弹拦截空中目标的思路, 构建了防空制导炮弹的杀伤空域数学模型。根据防空制导炮弹外弹道的特点进行外弹道建模; 基于外弹道模型, 分析杀伤区、发射区的影响因素, 建立杀伤区、发射区的数学模型; 构建了零航路捷径的垂直杀伤区数值模型, 设计了一种快速生成不同航路捷径上垂直杀伤区数值模型算法; 并针对具体实例进行了数值化仿真分析。仿真实例分析表明, 随着目标航路捷径的增大, 炮弹的垂直杀伤区范围逐渐减小, 构建的防空制导炮弹杀伤空域模型合理有效, 对防空制导炮弹的作战使用具有较大的应用价值。
防空制导炮弹 外弹道模型 杀伤区 发射区 数值模型 air defense guided projectile exterior ballistic model killing zone launch zone numerical model 
电光与控制
2023, 30(11):
作者单位
摘要
1 1.上海大学 材料科学与工程学院, 上海 200444
2 2.中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 绵阳 621050
3 3.桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室, 桂林 541004
随着我国核辐射技术的进步, 辐射探测在近些年也得到了高速发展, 并被广泛应用于辐射安全监测、放射性医学诊疗、X射线安监系统、工业无损探伤以及微观粒子轨迹探测等诸多领域。辐射光致发光(Radio- photoluminescence, RPL)是一种在电离辐射作用下, 材料内部产生新的发光中心, 并被紫外光激发进而发光的现象, 可作为一种新型辐射探测手段。RPL材料通常具有存储辐射信息、信息几乎不衰减、剂量线性响应好、均匀稳定的高辐射灵敏度、能量依赖性小和可重复读数等特点, 弥补了光释光(Optically stimulated luminescence, OSL)和热释光(Thermally stimulated luminescence, TSL)材料在存储稳定性和重复使用性等方面的不足。自RPL现象被报道以来, RPL材料层出不穷, 如传统的Ag掺杂磷酸盐玻璃、Al2O3:C,Mg和LiF, 再到新型的Cu离子掺杂体系、Sm离子掺杂体系以及无掺杂体系材料等。同时, RPL应用也被不断发掘, 目前它已成为辐射探测领域不可或缺的材料之一。基于此, 本文概述了RPL材料的最新进展, 重点梳理了传统和新型RPL材料的发光原理、性能特点及其应用, 特别对比了不同RPL材料在辐射探测性能方面的差异。最后, 本文对RPL材料的优势及其不足之处进行了归纳分析, 并对其发展趋势进行了展望。
辐射光致发光 辐射探测 剂量监测 Ag掺杂磷酸盐玻璃 X射线成像 radio-photoluminescence radiation detection dose detection Ag-doped phosphate glass X-ray imaging 
无机材料学报
2023, 38(7): 731
作者单位
摘要
1 西安邮电大学通信与信息工程学院(人工智能学院),陕西 西安 710121
2 西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室,陕西 西安 710071
量子卫星通信是全球化量子保密通信网的重要组成部分。为了研究降雪对量子卫星通信性能的影响,首先基于雪粒子的Gamma谱分布函数及Mie散射理论,建立了降雪环境下光量子的能量衰减模型;然后分别研究了降雪强度等参数与星地链路的保真度、信道建立速率和信道纠缠度之间的关系,并进行了数值仿真;最后为准确模拟降雪干扰对星地链路通信性能的影响,引入了加权噪声信道模型,分析了降雪对加权噪声信道容量的影响。结果表明,降雪强度对光量子能量及保真度都有显著的影响:当传输距离为4.1 km、降雪强度由2.82 mm/d增加到8.71 mm/d时,纠缠度由0.738衰减到0.206;当降雪强度由3.75 mm/d增加至8.25 mm/d时,信道建立速率由16.84 pair/s减小至7.76 pair/s;当传输距离为2.5 km、降雪强度从4.0 mm/d增大到8.5 mm/d时,加权噪声信道容量由0.6207减小至0.3547。因此,降雪对量子卫星通信系统的影响不容忽视,需要根据降雪等级情况,采取相应调整策略保证通信的可靠性和有效性。
量子光学 降雪 纠缠度 信道建立速率 保真度 加权噪声信道 
激光与光电子学进展
2023, 60(23): 2327001
作者单位
摘要
1 西安邮电大学通信与信息工程学院(人工智能学院), 陕西 西安 710121
2 西安电子科技大学空天地一体化综合业务网全国重点实验室, 陕西 西安 710071
低轨道量子卫星是构建全球天地一体化量子保密通信网的重要组成部分。单颗低轨量子卫星服务时间有限,为了保证卫星与地面用户之间的持续通信,地面终端需要及时切换至其他可供服务的卫星。为了解决降雪环境干扰下地面多用户量子卫星切换场景下的阈值判决问题,分析了大气雪环境对量子星地链路的衰减影响,提出了一种基于演化博弈的多属性量子卫星切换策略。根据用户的带宽、卫星剩余服务时间及链路衰减三个属性定义效用函数,根据星间传输时延、信道纠缠度定义开销函数,最终得到用户的收益函数,建立演化博弈切换模型。仿真结果表明,该策略具有稳定性和公平性,能够有效均衡卫星的负载,且与基于最低链路衰减和最优纠缠度的单属性切换策略相比,切换成功率分别提升了1.2%和1.5%,这对未来降雪干扰环境下低轨量子卫星网络的多用户动态切换有一定的参考意义。
量子卫星 演化博弈 收益函数 降雪 
光学学报
2023, 43(24): 2427001
作者单位
摘要
同济大学测绘与地理信息学院,上海 200092
基于线特征匹配的模拟预拼装是一种桥梁钢结构构件预拼装方法,采用连接处线特征匹配进行拼接,重叠度不高且未考虑线形精度。为此,提出了一种设计数据辅助的改进方法,其先利用缩小包围盒法与切片法分别提取构件的连接处线特征与线形特征,同时结合设计数据恢复得到的线形特征,按照对应关系融合为目标特征与源特征;再基于点特征直方图和迭代最近点法分别完成粗匹配和精配准;最后利用配准结果完成构件拼接。基于仿真数据,对比角点匹配、线特征匹配、设计数据辅助等3种方法的精度,实验结果表明:设计数据辅助法能有效提高线形精度。分别使用线特征匹配法与设计数据辅助法检测上海市南横引河桥钢结构构件的加工质量,检测结果表明:所提方法具有实用性且能有效提高线形精度。
测量 桥梁钢结构构件 激光点云 线特征 模拟预拼装 质量检测 
激光与光电子学进展
2023, 60(19): 1912002
作者单位
摘要
沈阳航空航天大学航空制造工艺数字化国防重点学科实验室,辽宁 沈阳 110136
针对激光选区熔化(SLM)成形件表面粗糙度较高这一问题,笔者基于SLM分层加工原理,以台阶效应、粉末粘附和翘曲变形为主要影响因素,建立了下倾斜面粗糙度的预测模型。选用SLM成形316L不锈钢零件作为研究对象,测量其下倾斜面的粗糙度,并将粗糙度的测量值与预测值进行对比分析。实验结果表明:熔道搭接与台阶效应相结合、粉末粘附现象的等效变换以及翘曲变形后角度变化这三种建模思路是可行的;粗糙度预测模型的主要参数为倾斜角度和切片层厚;等效长方体的正方形截面的边长为11.2 μm时,粗糙度模型的预测值与测量值吻合得最好;倾斜角度为90°时误差最大,粉末粘附现象是产生较大误差的主要原因。
激光技术 激光选区熔化 316L不锈钢 表面粗糙度 倾斜角度 
中国激光
2023, 50(20): 2002301
作者单位
摘要
1 沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁 沈阳 110136
2 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所,辽宁 沈阳 110035
翘曲变形与开裂是激光沉积制造大型整体结构的瓶颈,限制了该技术的发展。为解决这一难题,笔者基于表面形貌监测系统提出了一种翘曲变形原位检测及开裂预测新算法。通过坐标系校准、滤波降噪、曲面重构等实现了原位检测与数据预处理,采用旋转切片和平行切片两种方案求取切片与重构表面的交线,计算交线的翘曲角与翘曲角变化量,根据翘曲阈值与开裂阈值判定翘曲变形并预测开裂。设定的阈值与制件尺寸呈反比关系,与翘曲度呈正比关系。实验结果表明:翘曲样件X向的最大翘曲角为3.98°,且该方向所有交线的翘曲角均超出了翘曲阈值(3.27°),判定发生翘曲变形;薄壁件开裂影响区内翘曲角的最大值在第46~51层呈连续正增长趋势,翘曲角变化量为1.58°,且80%的交线的翘曲角变化量超出了开裂阈值(1.53°),判定即将发生开裂,继续沉积至第55层时出现开裂。通过实验证实了所提算法检测翘曲与预测开裂的有效性,对激光沉积制造技术的发展具有重要意义。
激光技术 激光沉积制造 翘曲检测 开裂预测 原位监测 
中国激光
2023, 50(16): 1602105
曹媛 1,2宫明艳 3沈非 1,2麻金继 1,2,*[ ... ]林锡文 1,2
作者单位
摘要
1 安徽师范大学地理与旅游学院, 安徽 芜湖 241002
2 资源环境与地理信息工程安徽省工程技术研究中心, 安徽 芜湖 241002
3 安徽师范大学物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241002
基于2018年中国逐日PM2.5数据,选用随机森林方法构建了高精度PM2.5浓度估算模型,并在季节和区域尺度上验证了其时空适用性,进一步利用特征重要性方法系统阐释了各影响因子对PM2.5浓度变化的重要程度,最后利用偏依赖技术探究了不同影响因素的交互作用对PM2.5浓度变化产生的综合影响。结果表明:(1) 相比于多元线性回归与极端梯度提升树模型,利用多源数据构建的随机森林模型精度最高,可准确模拟出PM2.5的浓度,且在季节和区域尺度上也有良好的适用性;(2) PM2.5浓度估算模型的特征重要性排序分析发现,对2018年全国日均PM2.5浓度影响显著的因子主要是时空、大气边界层高度等全局性因素,表明大气污染防治应把握PM2.5传输机制,强化区域联防联控;(3) 偏依赖交互效应研究发现温度和相对湿度以及年积日、纬度、温度和大气边界层高度的组合对PM2.5浓度变化会产生显著影响,说明提升空气质量要从多因子协同治理的角度出发。
大气遥感 随机森林 PM2.5 时空关联 atmospheric remote sensing random forest PM2.5 spatio-temporal correlation 
大气与环境光学学报
2023, 18(3): 245
作者单位
摘要
1 沈阳航空航天大学机电工程学院,辽宁 沈阳 110136
2 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所,辽宁 沈阳 110035
结构拓扑优化设计以寻求材料最优分布形式与最佳承力路径为目的,在符合结构材料力学特性的前提下,实现结构的轻量化设计。然而拓扑结构往往比较复杂,传统制造技术难以实现精准、快速制造。金属增材制造技术可实现复杂零件的快速制造,极大地拓宽了设计空间。综述了面向金属增材制造技术的结构拓扑优化设计研究进展,从优化拓扑算法的角度,归纳了基于单元网格与边界演化的拓扑优化方法在改善结构连续性与可制造性方面的有效措施;从金属增材制造约束的角度,总结了考虑几何约束、成形约束、材料性能约束的拓扑优化方法,并结合金属增材制造与拓扑优化技术的发展趋势进行了展望。
激光技术 拓扑优化 金属增材制造 拓扑算法 增材制造约束 
中国激光
2023, 50(12): 1202301

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