1 上海大学机电工程与自动化学院, 上海 200444
2 重庆大学机械传动国家重点实验室, 重庆 400044
3 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室, 上海 201800
提出一种基于Adaboost算法的楼宇场景分类方法,用于移动机器人在未知楼宇环境中进行自主环境感知和地图构建。所提方法采用激光传感器获得环境局部栅格地图,并对该地图进行特征提取;然后利用Adaboost算法构建场景分类器,针对不同场景选择有效边界点;采用基于边界的遍历式路径规划策略,由边界点确定移动机器人的导航路径。实验结果表明,移动机器人能够在未知楼宇环境中进行自主巡视,并利用自带的同步定位与建图(SLAM)技术将探测到的局部栅格地图拼接为完整的楼宇环境地图,实现自主导航。
探测器 自主导航 激光传感器 地图构建 楼宇场景分类 激光与光电子学进展
2021, 58(14): 1404001
1 云南师范大学 能源与环境科学学院 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室，云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所，云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室，云南 昆明 650223
近年来，过渡金属碲化物（TMTs）以其独特的晶体结构和优异的物化特性引起了科学界的广泛关注和研究。本文采用超声法制备CoTe2量子点（QDs），通过TEM、AFM、EDS、XPS、XRD、FTIR等技术手段对制备的CoTe2 QDs进行了形貌和结构的表征，同时使用分光光度计(UV-Vis)、光致发光谱(PL)和光致发光激发光谱(PLE)研究了CoTe2 QDs的光学性质。结果表明，制备得到的CoTe2 QDs分散性良好、粒径均匀、呈现球形形貌，晶粒的平均直径约为3.1 nm，平均高度约为2.9 nm；CoTe2 QDs在红外波段存在明显的吸收，吸收值随稀释浓度的增加而降低；当激发光波长和发射光波长依次增加时，PL和PLE峰出现红移，具有明显的Stokes位移效应，表明CoTe2 QDs的光致发光具有激发波长依赖性；CoTe2 QDs具有光致多色发光特性，不同激发光波长可发出不同颜色的光；荧光量子产率可达62.6%。CoTe2 QDs优异的光学特性尤其是在红外波段的吸收和发光特性，表明其在红外探测、激光防护涂层、荧光成像、多色发光和纳米光子器件等研究领域中具有重要的潜在应用价值，有望成为一种新型红外探测材料。
超声法 过渡金属碲化物 CoTe2 量子点 红外性质 ultrasonic method transition-metal tellurides CoTe2 quantum dots infrared properties 红外与激光工程
2021, 50(1): 20211021
为了给苍术颗粒剂基于高光谱成像的可视化区分提供理论指导, 选用竞争性自适应重加权采样法(CARS)和相关性分析(CA)进行两次特征波长选择, 提出了利用近红外高光谱成像技术对苍术颗粒剂产品溯源的新方法。 874~1 734 nm波段范围内采集150个来自三个生产厂家的苍术颗粒剂高光谱图像, 提取感兴趣区域(ROI)的光谱反射率值作为鉴别模型的输入变量, 采用邻近算法(KNN)、 误差反向传输神经网络(BPNN)、 偏最小二乘法判别分析(PLS-DA)、 最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立四种算法(分类器)的判别模型。 通过对模型效果的评价标准(预测集总体判别率以及kappa系数)来判别三个不同厂家苍术颗粒剂的区分效果。 除KNN模型外, 预测集的判别率都是100%, kappa系数均为1。 为了加快运算速度, 研究通过CARS、 随机蛙跳算法(RF)、 连续投影算法(SPA)和序列前向选择(SFS)算法初步选择特征波长; 采用CARS, RF, SFS和SPA结合CA算法取得了4组最优波长。 分别得到4个(975, 1 220, 1 419, 1 476 nm)、 2个(1 005, 1 442 nm)、 4个(924, 1 005, 1 419, 1 584 nm)和3个(948, 1 146, 1 412 nm)最优波长, 并分别建立了KNN, BPNN, PLS-DA和LS-SVM判别模型。 在筛选三种最优算法的情况下, 能够以较少的特征波长个数获得的最好建模效果为: CARS-CA-LS-SVM模型中预测集总体判别率是100%, kappa系数为1。 将CARS-CA筛选出波长变量的每个像素点光谱数据输入到LS-SVM模型中, 将判别结果用不同颜色直观显示。 该研究为快速无损进行苍术颗粒剂产品溯源提供了思路, 为今后开发相关机构的快速监管提供了技术支持。
高光谱成像 苍术颗粒剂 化学计量学 特征波长 Hyperspectral imaging Atractylodes lancea granules Chemometrics Characteristic wavelengths 光谱学与光谱分析
2020, 40(11): 3567
重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
在5G移动通信系统中, 毫米波的应用可提供更大的带宽和更高的传输速率。5G毫米波基站通过大规模天线阵列发射高增益的定向窄波束以增加信号的覆盖范围。在毫米波基站密集部署场景中, 用户需要搜索多个基站发出的大量窄波束来找到最优波束, 该过程将消耗大量的时间和运算资源。文章设计了一种多基站场景下的系统模型, 重点考虑了用户与基站的布局、大尺度衰落、波束定向增益以及毫米波信道的特性。在此基础上设计了一种基于机器学习的波束搜索算法, 与传统穷举算法相比, 该算法具有更低的延时和运算开销。
毫米波 机器学习 波束搜索 系统仿真 mmWave machine learning beam search system simulation
1 云南师范大学 太阳能研究所 可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室, 云南 昆明 650500
2 昆明物理研究所, 云南 昆明 650223
3 云南省先进光电材料与器件重点实验室, 云南 昆明 650223
碲化锑(Sb2Te3)是一种新型二维层状材料, 采用“自上而下”的超声剥离法, 以碲化锑粉末为原料, 以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为分散剂, 首次成功制备出碲化锑量子点(Sb2Te3 QDs), 并采用多种手段(SEM, TEM, AFM, XPS, XRD等)对所制备Sb2Te3 QDs的形貌和结构进行了表征, 同时还采用UV-Vis、PL及PLE探究了Sb2Te3 QDs的光学性质。研究表明: 所制备的Sb2Te3 QDs平均粒径为2.3 nm, 平均高度为1.9 nm, 颗粒大小均匀、具有良好的分散性, PL与PLE峰位有明显的红移现象, 研究还发现Sb2Te3 QDs在红外波段有明显的吸收与光致发光。研究表明: 超声剥离法制备Sb2Te3 QDs是切实可行的, 该量子点的PL与PLE对波长具有依赖性, 其在红外波段的特性表明: 它有望成为一种新型的红外探测材料。
超声剥离法 碲化锑 量子点 红外性质 ultrasonic exfoliation method antimony telluride quantum dots infrared properties 红外与激光工程
2020, 49(1): 0103002
激光驱动气库材料可用于实现准等熵压缩，为了预估样品靶前表面的峰值压力及分析样品靶前表面压力随时间变化曲线，建立了一个简化的理论模型用于描述这一物理过程。激光入射在气库材料上产生冲击波，冲击波到达气库材料背表面卸载使其成为等离子体，进而在真空中自由膨胀。在膨胀的过程中，等离子体密度、温度不断降低，并堆积在样品前端使样品表面的温度、压力缓慢上升，实现准等熵压缩。将气库材料近似为多方气体，对其进行分层处理，求解得到每一层等离子体自由膨胀的解析解，进而编写程序计算多层等离子体堆积在样品前端压力随时间变化曲线。与实验上获得样品自由面粒子速度后用背积分方法获得的样品前端压力随时间变化曲线进行对比，较为吻合，表明这种模型可以用于预估样品前端压力。
激光 准等熵压缩 冲击波卸载 自由膨胀 自相似变换 多方气体 laser quasi-isentropic reservoir free expansion self-similar transformation poly-tropic gas 强激光与粒子束
2014, 26(7): 072007
1 国防科技大学光电科学与工程学院光电工程系， 湖南 长沙 410073
2 中国人民解放军73906部队， 江苏 南京 210028
He-Ne激光器采用内置法布里-珀罗(F-P)标准具的方法可以获得与633 nm 紧邻的629 nm谱线，这是用传统的镀膜方法无法实现的。分析了由于激光腔内的温度变化引起的629 nm谱线透射窗口的移动。为了得到稳定的629 nm波长输出，估算了F-P标准具的角度调节范围下限。提出了一种大角度范围的压电角度调节机构，应用于F-P标准具的角度调节。同时采用反馈控制算法实现了629 nm波长的稳定输出，稳定输出功率约80 μW。
激光器 He-Ne激光器 F-P标准具 压电弯曲执行器
1 清华大学 工程物理系, 北京 100084
2 中国原子能科学研究院 高功率准分子激光实验室, 北京 102413
利用经典分子动力学和第一性原理分子动力学，研究了氦在高压下的熔化曲线、状态方程和非金属-金属转变。得到了氦在温度小于4.5 eV、 密度0.3~5.0 g/cm3范围内的状态方程，并把氦的熔化曲线的压强范围拓展到了50 GPa。氦的能隙宽度曲线表明，温度大大降低了氦的金属化密度。
状态方程 分子动力学 非金属-金属转变 熔化曲线 equation of state molecular dynamics nonmetal-metal transition melting line
河南师范大学化学与环境科学学院, 河南 新乡 453007
在模拟生理条件下, 用光谱法和分子对接技术研究了盐酸氨溴索与人血清白蛋白的相互作用。 不同温度下的Stern-Volmer曲线和紫外-可见吸收光谱表明： 盐酸氨溴索主要以动态猝灭方式使人血清白蛋白的荧光猝灭。 由热力学数据确定了两者的主要作用力类型为疏水作用力。 根据Frster非辐射能量转移理论, 得到给体-受体间的作用距离r=3.01 nm。 用同步和三维荧光光谱考察了盐酸氨溴索对人血清白蛋白构象的影响。 利用分子对接技术, 从分子角度对盐酸氨溴索与人血清白蛋白的相互作用进行预测： 两者的作用区域位于人血清白蛋白亚结构域ⅢA。
盐酸氨溴索 人血清白蛋白 荧光光谱 紫外-可见吸收光谱 分子对接 Ambroxol hydrochloride Human serum albumin Fluorescence spectroscopy UV-Vis absorption spectroscopy Molecular modeling 光谱学与光谱分析
2011, 31(4): 1020
为了诊断测量激光驱动冲击波，研制了具有空间分辨力的成像型速度干涉仪。该干涉仪主要包括输入部分、像传递部分及干涉部分，探测光采用波长为532 nm的单纵模激光。 在靶位放置一分线板，经过测量，其空间分辨力小于10 μm。基于天光KrF准分子激光系统的参数，设计并自制含有烧蚀层的单台阶金属靶，利用成像型速度干涉仪测量到了金属铝靶内的冲击波速度。
速度干涉仪 空间分辨 单台阶靶 冲击波 velocity interferometer system for any reflector ( spatial resolutions single-step target shockwave
