基于激光外差干涉技术的非接触式光声信号检测研究

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作者 王成 梁宸 +6 位作者 皇甫胜男 朱俊 张瑶 徐锦程 郑刚 项华中 张大伟 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期234-243,共10页

光声信号的传统检测方法是基于超声技术,这样接触式的信号探测方式增加了交叉感染的风险,不利于临床应用。采用纯光学技术的光声成像可提升检测精度和临床舒适度,具有较强的临床应用价值。设计了采用调Q Nd∶YAG脉冲激光器作为激励源的... 光声信号的传统检测方法是基于超声技术,这样接触式的信号探测方式增加了交叉感染的风险,不利于临床应用。采用纯光学技术的光声成像可提升检测精度和临床舒适度,具有较强的临床应用价值。设计了采用调Q Nd∶YAG脉冲激光器作为激励源的光声信号激发系统,选用双频He-Ne激光器作为探测源采集光声信号,搭建的外差干涉系统产生携带光声信号特征的拍频信号,利用I/Q正交法解调出光声信号。首先通过超声换能器模拟振动信号验证系统性能,实验结果表明光声信号探测系统能较好地还原出超声振动信号,且与水浸探头相比,振动频率的相对测量误差只有0.04%,绝对差值为0.2 kHz。然后以碳棒和离体生物组织作为样品,利用短脉冲光激励诱导光声信号,采用本系统和超声探头进行信号探测,对比分析结果显示所搭建的外差系统在检测带宽内可以实现光声表面振动波的非接触、高精度探测。 展开更多

关键词 生物光学 外差干涉 光声信号 I/Q正交法 非接触式探测

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单层铁磁体中的超快太赫兹辐射研究进展

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作者 洪晖祥 张慧萍 +3 位作者 许涌 吴少晖 金钻明 彭滟 《太赫兹科学与电子信息学报》 2024年第8期813-822,共10页

宽频带太赫兹辐射源在太赫兹科学与技术中有着迫切的实际应用需求,是构建波谱和成像为代表的太赫兹应用系统的核心器件。与常用的商用太赫兹源相比,自旋光电子学太赫兹辐射源具有超宽频谱、固态稳定以及成本低等一系列优点。目前,基于... 宽频带太赫兹辐射源在太赫兹科学与技术中有着迫切的实际应用需求,是构建波谱和成像为代表的太赫兹应用系统的核心器件。与常用的商用太赫兹源相比,自旋光电子学太赫兹辐射源具有超宽频谱、固态稳定以及成本低等一系列优点。目前,基于自旋光电子学太赫兹辐射源的理论、材料和器件技术研究尚处于起步阶段。本文主要总结了近年来单层铁磁层的太赫兹产生机理以及太赫兹辐射信号的极性与激发构型之间的关系。通过改变磁场方向、入射激光方向和样品入射方向可有效区分超快退磁、反常霍尔效应和反常能斯特效应对太赫兹辐射特性的贡献,为太赫兹自旋光电子学领域的研究提供参考。 展开更多

关键词 太赫兹辐射源 铁磁薄膜 超快退磁 反常霍尔效应 反常能斯特效应

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红色固态荧光碳量子点的制备及在指纹检测中的应用

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作者 杨志金 韩朝霞 +6 位作者 张志红 丁淑惠 张大伟 洪瑞金 陶春先 林辉 徐学科 《光学仪器》 2023年第3期37-46,共10页

荧光碳量子点是一种新型的光致发光纳米材料,由于其具有稳定的发光性能、丰富的表面官能团、安全无毒、生物相容性好、成本低廉等优势,在潜指纹检测和识别领域有着极大的应用前景。潜指纹是指人的手指分泌物留在固体接触面上靠肉眼难以... 荧光碳量子点是一种新型的光致发光纳米材料,由于其具有稳定的发光性能、丰富的表面官能团、安全无毒、生物相容性好、成本低廉等优势,在潜指纹检测和识别领域有着极大的应用前景。潜指纹是指人的手指分泌物留在固体接触面上靠肉眼难以分辨的痕迹,需要借助物理或化学方法以有效地显现和提取。到目前为止,关于碳量子点显影潜指纹并与计算机技术结合精确识别指纹的研究鲜有报道。以邻苯二胺为前驱体,以草酸锌为修饰剂,采用一步溶剂热法成功合成了红色荧光碳量子点,将红色荧光碳量子点与聚乙烯吡咯烷酮混合,干燥研磨后制备出均匀分散、量子产率高达27%的红色固态荧光碳量子点,并成功应用于多种基底上潜指纹的增强检测。为了精确评价显影潜指纹与目标对照指纹之间的相似度,通过结构相似度算法进行相似度分析,锡纸上潜指纹的匹配度高达90.5%,表明红色固态荧光碳量子点结合数字处理程序能很好地显影和精确识别潜指纹,在刑事侦查领域具有极大的应用前景。 展开更多

关键词 固态碳量子点 红色荧光 潜在指纹 人工智能

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全彩色碳量子点的制备及其在WLED上的应用

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作者 韩朝霞 杨志金 +6 位作者 张志红 丁淑惠 张大伟 洪瑞金 陶春先 林辉 禹德朝 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1358-1366,共9页

荧光碳量子点是一种新型的、有前途的光致发光纳米材料。由于其多样的理化性质和独特的光学特性,低成本、生态友好、丰富的功能基团等优势,在生物成像、光电器件、光催化、离子检测、靶向药物输运等领域有广阔的应用前景。发光二极管(L... 荧光碳量子点是一种新型的、有前途的光致发光纳米材料。由于其多样的理化性质和独特的光学特性,低成本、生态友好、丰富的功能基团等优势,在生物成像、光电器件、光催化、离子检测、靶向药物输运等领域有广阔的应用前景。发光二极管(LED)多年来一直是学术研究的热点,广泛应用于液晶显示、全彩显示和日常照明设备中。许多荧光材料已经被应用于LED的研制;纳米荧光碳量子点因其具有荧光发射波长可调、发光性能稳定、环境友好、原材料丰富、成本低廉等优点在光电器件方面有着极大的应用前景。但目前碳量子点的可控制备依然是个挑战,大多数碳量子点的荧光发射波长主要集中在蓝、绿光波段,且量子产率偏低,限制了碳量子点在该领域的发展。因此,合成覆盖全光谱的荧光碳量子点并简单分析其发光机理可以极大地推动碳量子点在白光LED领域的应用。以柠檬酸三胺为前驱体,以多种低毒、廉价的酸试剂为修饰剂,采用一步溶剂热法成功制备了全色荧光碳量子点,并用荧光光谱仪、透射电镜、 X射线衍射仪、拉曼光谱仪、 X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计及傅里叶变换红外光谱仪对制备的碳量子点进行了表征分析。结果表明,所制备的碳量子点尺寸均匀,分散性好,发射的荧光由蓝色逐渐变为红色,发射峰值波长在450~650 nm之间可调,其荧光量子产率均在30%以上,红色碳量子点的量子产率高达38.75%,且表面富含羧基和羟基,具有很强的亲水性。通过不同酸试剂控制碳量子点的石墨化程度和表面羧基的数量,简单探究了碳量子点的发光机理。通过向环氧树脂中添加一种或多种颜色的碳量子点制备了全彩发射CQDs/环氧树脂复合薄膜,并制备了三种具有高显色指数的白光LED,其中暖白光LED的CIE色坐标为(0.43,0.39),相关色温为3 913 K,显色指数为86;� 展开更多

关键词 碳量子点 全彩色 多酸试剂 荧光薄膜 白光发光二极管

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248 nm透过率线性渐变光学薄膜的设计与制备 被引量：4

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作者 朱瑞 陶春先 +2 位作者 余振 张伟丽 易葵 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期162-166,共5页

线性渐变透过率薄膜元件是光刻系统中光可变衰减器的关键元件。采用电子束蒸发实现了近线性248 nm渐变透过率光学薄膜的设计与制备。通过对敏感度进行计算和优化,基于减反膜基础膜系实现了低敏感非规整膜系的设计。采用紫外光控-晶控组... 线性渐变透过率薄膜元件是光刻系统中光可变衰减器的关键元件。采用电子束蒸发实现了近线性248 nm渐变透过率光学薄膜的设计与制备。通过对敏感度进行计算和优化,基于减反膜基础膜系实现了低敏感非规整膜系的设计。采用紫外光控-晶控组合的高精度膜厚监控措施,可使膜厚的控制精度达到0.3%,误差容忍度达到0.5%。在248 nm S偏振光照射下,采用JGS1熔融石英基片以及Al2O3和SiO2膜料制备的透射膜,在入射角为21°~35°的范围内实现了透过率从10%到97.8%的线性调控,满足光可变衰减器的性能需求。 展开更多

关键词 薄膜 248 nm 线性渐变透过率 薄膜制备

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基于图像技术量化皮秒激光治疗纹身祛除效果研究

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作者 熊利能 陈琦 +4 位作者 杜根 项华中 张大伟 王成 王秀丽 《光学仪器》 2023年第6期25-32,共8页

尽管纹身的人数在增加,但希望祛除纹身的需求量也在增加。现在纹身祛除大多采用激光进行治疗,但仅凭肉眼观察的单次疗效不够理想,往往需要重复治疗。因此,研究了基于图像技术量化评价治疗的效果。使用皮秒激光对猪皮的不同颜色的纹身进... 尽管纹身的人数在增加,但希望祛除纹身的需求量也在增加。现在纹身祛除大多采用激光进行治疗,但仅凭肉眼观察的单次疗效不够理想,往往需要重复治疗。因此,研究了基于图像技术量化评价治疗的效果。使用皮秒激光对猪皮的不同颜色的纹身进行照射,采集治疗部位与正常皮肤组织的图像,再标准化提取部位,并对此部位的图像进行特征提取后,量化照射前后的纹身所占面积比,进而得到祛除率。为了验证量化算法的可靠性,设计了不同对比度的标准图像来计算色素占比,得到的误差均小于0.01%,证明该算法是可靠的。对于色素祛除的量化评价能客观反映激光祛除色素的效果,避免了因医师的主观判断所造成的疗效偏差,为治疗参数的选择及疗效的提高等提供了帮助。 展开更多

关键词 皮秒激光 纹身 图像分割 特征提取 量化

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真空紫外辐照对Lumogen薄膜损伤及光学性能的影响 被引量：2

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作者 顾页妮 钱晓晨 +1 位作者 吕燕磊 陶春先 《光学仪器》 2021年第1期82-87,共6页

为研究Lumogen(C_(22)H_(16)N_(2)O_(6))薄膜在真空紫外波段的光致发光特性及辐照损伤,采用热阻蒸发法,以氟化镁为基底制备Lumogen薄膜。使用真空紫外荧光光谱仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外−可见分光光度计等仪器... 为研究Lumogen(C_(22)H_(16)N_(2)O_(6))薄膜在真空紫外波段的光致发光特性及辐照损伤,采用热阻蒸发法,以氟化镁为基底制备Lumogen薄膜。使用真空紫外荧光光谱仪、原子力显微镜(AFM)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外−可见分光光度计等仪器分别对薄膜的光致发光特性、荧光强度衰减变化、表面形貌、透过率等进行测试与表征。实验结果表明,真空紫外波段的最佳激发波长为160 nm;发射峰宽为500~620 nm,峰值位置是在528 nm处;在160 nm激发波长持续辐照20 h后,发射峰位置的荧光强度由快及慢地从8.76衰减为0.83,整体下降了90.5%;薄膜表面的均方根粗糙度从10.96 nm增加到14.96 nm;160 nm真空紫外光的高光子能量使Lumogen分子中的荧光助色团-OH断裂,薄膜表面受损,造成不可逆的破坏;被真空紫外光持续辐照后的Lumogen薄膜在250~450 nm波段内的透过率下降了约50%。研究结果表明,Lumogen薄膜在持续高能真空紫外光辐照下,薄膜表面会造成损伤,光学性能会下降,为其在紫外探测器件及航空航天领域的应用研究提供一定参考。 展开更多

关键词 Lumogen薄膜 真空紫外辐照 荧光薄膜性能

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《封装技术》课程中的思政教学 被引量：1

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作者 戴博 郑璐璐 《教育教学论坛》 2020年第11期49-50,共2页

《封装技术》是一门涉及电子、光学、机电的先进制造工艺的课程,《封装技术》的课程内容涉及半导体材料、晶体结构、微纳电子元器件、微纳机电系统、生物芯片等诸多科研、工程领域。在《封装技术》课程教学过程中,除了对专业知识的教学... 《封装技术》是一门涉及电子、光学、机电的先进制造工艺的课程,《封装技术》的课程内容涉及半导体材料、晶体结构、微纳电子元器件、微纳机电系统、生物芯片等诸多科研、工程领域。在《封装技术》课程教学过程中,除了对专业知识的教学以外,非常有必要在课程教学过程中引入思政教学的元素,加强学生对中国制造业的了解,增强学生对中国制造的认同感,培养学生的爱国主义精神和“工匠”精神。 展开更多

关键词 封装技术 思政教学 中国制造

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近视防控离焦镜片像质评价方法的探讨

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作者 缪汉源 葛澜 +3 位作者 金涛 项华中 张大伟 庄松林 《光学仪器》 2022年第2期31-36,共6页

近视防控离焦镜片的光学性能评价的过程中,通常以镜片的屈光度地形图作为分析依据,对成像质量的影响目前研究较少。从像质评价入手,搭建了一套镜片-相机测试系统用于测量离焦镜片的光学传递函数(MTF)。整个系统是由光源、成像模块、镜... 近视防控离焦镜片的光学性能评价的过程中,通常以镜片的屈光度地形图作为分析依据,对成像质量的影响目前研究较少。从像质评价入手,搭建了一套镜片-相机测试系统用于测量离焦镜片的光学传递函数(MTF)。整个系统是由光源、成像模块、镜片夹持工具、棋盘标定板和MTF分析软件系统组成的。实验过程中对相机镜头、国内明月离焦镜片、国外Z品牌离焦镜片的MTF进行了测试和比较。结果显示镜片MTF分布与光焦度分布一致,光焦度和离焦量的设计相关。因此对离焦镜片的像质测试不仅能分析镜片的光学性能还可以分析其离焦量,为离焦镜片设计提供了一种新的评价方式。 展开更多

关键词 离焦镜片 像质评价 光学传递函数 离焦量

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关联成像技术在光学信息加密方面的研究现状及展望

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作者 康祎 任治舟 +2 位作者 张雷洪 张大伟 庄松林 《上海理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期519-531,共13页

光学信息安全技术因其高速、多维、并行等特点,成为现代加密技术的主要研究内容。而关联成像技术作为一种基于光场高阶关联获取物体信息的主动成像机制,具有结构简单、灵敏性好、抗干扰能力强等特点,同时其数据压缩降维的特性为光学信... 光学信息安全技术因其高速、多维、并行等特点,成为现代加密技术的主要研究内容。而关联成像技术作为一种基于光场高阶关联获取物体信息的主动成像机制,具有结构简单、灵敏性好、抗干扰能力强等特点,同时其数据压缩降维的特性为光学信息安全技术提供了新的思路。基于此,根据应用场景的不同,详细介绍了关联成像技术在图像加密、保密传输、信息隐藏和认证及密钥分发等方面的国内外发展历程和应用现状,分析了关联成像加密方案存在的安全漏洞,讨论实际应用中尚存在的问题,并对关联成像加密方案的未来发展趋势进行了展望。 展开更多

关键词 图像处理 信息安全 关联成像 光学加密技术

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不可能差分分析时间复杂度通用计算公式的改进 被引量：1

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作者 刘亚 刁倩倩 +2 位作者 李玮 刘志强 曾志强 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期153-158,共6页

研究Boura等和Derbez分别提出的不可能差分分析时间复杂度计算公式,根据实际攻击过程优化密钥排除的步骤,给出不可能差分分析实际攻击的时间复杂度计算的改进公式,进而利用两个分组密码算法模型将改进后公式计算的实际结果分别与Boura... 研究Boura等和Derbez分别提出的不可能差分分析时间复杂度计算公式,根据实际攻击过程优化密钥排除的步骤,给出不可能差分分析实际攻击的时间复杂度计算的改进公式,进而利用两个分组密码算法模型将改进后公式计算的实际结果分别与Boura等的公式和Derbez的公式的计算结果进行对比,结果表明Boura等的公式计算结果既可能高于优化公式的实际分析计算的结果,也可能低于优化公式的实际分析计算的结果,而在轮子密钥独立时改进后公式的实际计算结果是Derbez公式的计算结果的2-1.2倍。 展开更多

关键词 分组密码 不可能差分分析 不可能差分链 时间复杂度

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