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融合时序动态特征的fNIRS情绪识别方法研究
1
作者 李修军 葛雄心 +3 位作者 李奇 武岩 杨菁菁 孟天宇 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第5期82-89,共8页
针对功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)技术在情绪识别中存在时间序列动态特征捕捉不足的问题,提出一种融合时序动态特征的情绪识别模型(TDERM)。结合长短期记忆网络和卷积神经网络,采用多头自注意力机制... 针对功能性近红外光谱(functional near-infrared spectroscopy,fNIRS)技术在情绪识别中存在时间序列动态特征捕捉不足的问题,提出一种融合时序动态特征的情绪识别模型(TDERM)。结合长短期记忆网络和卷积神经网络,采用多头自注意力机制和全局时间均值来显著增强对情绪状态变化的感知能力。实验结果表明:TDERM在自建fNIRS情绪数据集中能够准确区分正性、中性和负性情绪,单一血红蛋白浓度下的平均识别准确率超过95%。此外,通过不同血红蛋白浓度组合的对比分析发现,HbO 2、HbR和HbT沿时间维度的组合(HbSum_T)在多种分类模型下表现最佳,平均准确率达到88.99%。本研究可为fNIRS技术在情绪识别中的应用提供新视角与技术支持。 展开更多
关键词 功能性近红外光谱技术 情绪识别 时序动态特征 血红蛋白组合方式
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基于太赫兹光谱的早期鼻咽癌与鼻咽炎鉴别诊断研究
2
作者 朱一峰 刘金鹏 +5 位作者 宋正勋 周小军 周梅 任姣姣 杨文韬 崔宗宇 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第4期941-946,共6页
鼻咽癌是一种多发于鼻咽腔顶部和侧壁的恶性肿瘤,我国南方地区较为高发,早期治疗对提高患者生存率至关重要。由于其发病位置隐蔽,早期症状类似于鼻部炎症性疾病,容易被忽视,被发现时往往已经处于中晚期。近年来,太赫兹技术因其具有低能... 鼻咽癌是一种多发于鼻咽腔顶部和侧壁的恶性肿瘤,我国南方地区较为高发,早期治疗对提高患者生存率至关重要。由于其发病位置隐蔽,早期症状类似于鼻部炎症性疾病,容易被忽视,被发现时往往已经处于中晚期。近年来,太赫兹技术因其具有低能量、强穿透和指纹谱等特性,在生物医学癌症检测领域备受关注。以鼻咽癌组织和鼻咽炎组织为研究对象,初步探索太赫兹光谱技术在鉴别鼻咽癌与鼻咽炎症方面的应用。采用太赫兹时域光谱系统采集鼻咽组织在0.6~5.0 THz范围内的光谱,通过参数提取到其吸收光谱,基于光谱数据分析对比鼻咽癌组织与鼻咽炎组织的频谱特征,结合病理学苏木精-伊红(H&E)染色结果图分析两种鼻咽组织的光谱差异来源。采用主成分分析(PCA),对实验采集到的原始功率谱数据进行降维和特征提取,获得样品在第一、二、三主成分构成的三维坐标空间中的散点图。基于该散点图的分析,可以观察到鼻咽癌组织与鼻咽炎组织在特征空间中的显著区分。结果表明,在1.3~3.4 THz内,鼻咽癌组织对太赫兹波的吸收明显高于鼻咽炎组织,2.7 THz是鉴别鼻咽癌组织与鼻咽炎组织的最佳潜在诊断频率。通过主成分分析进一步降维处理,前4个主成分的累计方差贡献率达到了87.45%,对两组鼻咽组织样品具有良好的聚类作用,主成分散点图可以明显区分鼻咽癌组织与鼻咽炎组织。结合K-最近邻算法(KNN)和支持向量机(SVM)构建分类模型,实现了对两种鼻咽组织太赫兹光谱的鉴别分类。相比KNN算法,SVM分类模型的平均分类准确率达到92%。本研究初步验证了太赫兹光谱技术用于鉴别鼻咽癌与鼻咽炎症的有效性,为进一步探讨其临床价值奠定了基础。 展开更多
关键词 鼻咽癌 太赫兹时域光谱 鉴别诊断 光谱识别
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光谱预处理小波基函数的选择对结合FIBS技术和机器学习的铝合金识别精确度影响研究 被引量：1
3
作者 于海龙 高宇瑾 +4 位作者 谢云双 杨硕 汤宇轩 高勋 林景全 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第6期88-93,共6页
随着经济不断发展,工业建筑领域产生了大量的废弃铝合金材料,对废弃铝合金材料分类回收可以提升废弃资源的利用效率,缓解能源紧张。选取了工业领域常用的五种型号的铝合金,开展了等离子体丝诱导击穿光谱(FIBS)光谱预处理小波变换基函数... 随着经济不断发展,工业建筑领域产生了大量的废弃铝合金材料,对废弃铝合金材料分类回收可以提升废弃资源的利用效率,缓解能源紧张。选取了工业领域常用的五种型号的铝合金,开展了等离子体丝诱导击穿光谱(FIBS)光谱预处理小波变换基函数对铝合金分类识别精度的影响的研究。分别采用bior2.2、bior2.4和bior2.6正交小波基函数对铝合金的FIBS光谱进行预处理,结合线性判别分析(LDA)、网格搜索优化的支持向量机(GSSVM)和反向传播神经网络(BPNN)实现了铝合金型号的快速分类识别。结果表明bior2.2、bior2.4和bior2.6正交小波基函数结合LDA-GSSVM实现铝合金型号的平均识别准确率为90%、100%和76.67%,结合LDA-BPNN实现铝合金型号的平均识别准确率为96.67%、100%和90%,因此选择合适的正交小波基函数对FIBS光谱预处理,对于提高铝合金型号识别准确率有较大作用。 展开更多
关键词 FIBS 正交小波基函数 线性判别分析 分类识别 铝合金材料
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基于DMD的阿达玛变换型近红外光谱仪快速处理系统设计与实现 被引量：1
4
作者 王硕 谢振坤 魏志鹏 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS 北大核心 2025年第1期133-138,共6页
数字微镜器件(DMD)的近红外光谱仪,具有波长重复性好、分辨率高和抗振动性好等优点,广泛应用于食品安全和农业生产等领域的研究。随着DMD的微小型近红外光谱仪发展逐渐趋于成熟,仪器的成本和性能仍然是研发的关键。尽管大部分将重点放... 数字微镜器件(DMD)的近红外光谱仪,具有波长重复性好、分辨率高和抗振动性好等优点,广泛应用于食品安全和农业生产等领域的研究。随着DMD的微小型近红外光谱仪发展逐渐趋于成熟,仪器的成本和性能仍然是研发的关键。尽管大部分将重点放在了软件开发和检测方法的研究,而仪器硬件的处理速度至关重要。只有确保光谱仪能够快速准确的采集并传输数据,才能有效实现光谱分析。在多数研究中,阿达玛矩阵的生成和解码工作通常由上位机完成,并通过FLASH存储的方式导入模板。这种方式可能会限制采集一幅完整光谱数据的时间效率。为了提高光谱采集速度和信噪比,提出一种高速驱动DMD和快速数据采集的方法,并基于DMD微小型近红外光谱仪设计一套硬件电路系统。采用现场可编辑门阵列(FPGA)和ARM的架构,创新性地实现了奇偶阿达玛模板的生成与解码过程在嵌入式系统底层执行,加快了光谱分析的速度并提高信噪比。通过与市面上DMD型光谱仪对比,研究结果显示,所研发的光谱仪完成单次光谱的采集时间仅需214 ms,相比商用DMD型光谱仪,采集效率提升了4倍。在同等3 s的采集时间内,所研发光谱仪的信噪比为4600,相比商用DMD型光谱仪,信噪比提升了1.5倍。通过所研发的光谱仪对油菜籽样品进行光谱扫描,分析了油菜籽的脂肪、蛋白质和水分的含量,并采用偏最小二乘回归(PLSR)建立了相应的模型。油菜籽脂肪含量的校正相关系数为0.9865、预测相关系数为0.9672;蛋白质含量的校正相关系数为0.9854、预测相关系数系数为0.9636;水分含量的校正相关系数为0.9875、预测相关系数为0.9614。模型评估的结果表明,该光谱仪能够满足油菜籽成分检测的需求,验证该光谱仪在商业领域具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 数字微镜器件 近红外光谱仪 阿达玛 信噪比 嵌入式 油菜籽
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融合双轴转台的全方位工业激光投影系统标定方法
5
作者 郭丽丽 韩振寰 +1 位作者 林雪竹 李丽娟 《光子学报》 北大核心 2025年第3期132-146,共15页
为解决工业激光投影系统面向大尺寸(大于9.2 m×9.2 m)构件进行投影定位时,因自身投影范围受限导致系统需多次转站标定,致使投影标定所需的合作目标点布设繁琐、增加标定时间等问题,构建了融合双轴转台的全方位工业激光投影定位系统... 为解决工业激光投影系统面向大尺寸(大于9.2 m×9.2 m)构件进行投影定位时,因自身投影范围受限导致系统需多次转站标定,致使投影标定所需的合作目标点布设繁琐、增加标定时间等问题,构建了融合双轴转台的全方位工业激光投影定位系统,并针对本系统提出了基于双轴振镜和双轴转台两者四轴转角的标定方法。首先,提出了基于激光跟踪仪与多参数集成标定板的系统构建参数标定方法,建立系统构建参数标定模型,实现了对双轴转台与激光3D投影系统之间的实时相对位姿的标定;其次,根据不同合作目标点对应的双轴振镜与双轴转台两者四轴转角,建立了系统外部参数标定模型,基于双轴转台坐标系,获取激光3D投影系统坐标系与被投影物体坐标系之间的相对位姿并实时监测位姿变动;最后,针对标定模型构建目标优化函数,采用序列最小二乘法优化算法解算标定参数。仿真结果表明,所建模型标定精度可达10^(-6) mm,加入系统正态分布误差后进行仿真,其平均标定精度为0.242 mm,实验结果表明实际投影最大偏差大约为0.30 mm,实现了全方位投影。 展开更多
关键词 测量 激光投影定位系统 双轴转台 标定模型 全方位投影
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基于深层图卷积的EEG情绪识别方法研究 被引量：2
6
作者 李奇 常立娜 +1 位作者 武岩 闫旭荣 《电子测量技术》 北大核心 2024年第4期18-22,共5页
针对浅层图卷积提取的局部脑区空间关联信息对情感脑电表征不足的问题,本文提出了一种深层图卷积网络模型。该模型利用深层图卷积学习情绪脑电全局通道间的内在关系,在卷积传播过程中应用残差连接和权重自映射解决深层图卷积网络面临的... 针对浅层图卷积提取的局部脑区空间关联信息对情感脑电表征不足的问题,本文提出了一种深层图卷积网络模型。该模型利用深层图卷积学习情绪脑电全局通道间的内在关系,在卷积传播过程中应用残差连接和权重自映射解决深层图卷积网络面临的节点特征收敛到固定空间无法学习到有效特征的问题,并在卷积层后加入PN正则化扩大不同情绪特征间的距离,提高情绪识别的性能。在SEED数据集上进行实验,与浅层图卷积网络相比准确率提高了0.7%,标准差下降了3.15。结果表明该模型提取的全局脑区空间关联信息对情绪识别的有效性。 展开更多
关键词 脑电信号 情绪识别 深度图卷积神经网络 全局脑区
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红外超宽带分光镜研究
7
作者 张静 孙文瀚 +4 位作者 付秀华 潘永刚 王奔 林兆文 石澎 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1270-1276,共7页
超宽带分光镜是光谱分析系统中不可缺少的光学元件,其性能直接影响傅里叶红外光谱仪的测试精度。依据光学薄膜理论,选用Ge、ZnSe和YbF_(3)作为镀膜材料,结合基板实际光谱曲线,通过光谱补偿设计方法,结合TFC软件完成膜系设计。采用电子... 超宽带分光镜是光谱分析系统中不可缺少的光学元件,其性能直接影响傅里叶红外光谱仪的测试精度。依据光学薄膜理论,选用Ge、ZnSe和YbF_(3)作为镀膜材料,结合基板实际光谱曲线,通过光谱补偿设计方法,结合TFC软件完成膜系设计。采用电子束蒸发离子束辅助沉积技术进行薄膜制备,通过优化沉积工艺,解决了分光镜制备过程中膜厚控制误差大导致光谱差的问题。使用Spectrum Two傅里叶红外光谱仪进行检测,在45°入射时,2.5μm~20μm波段的平均分光比为52:45.5,且环境测试结果显示,分光镜具有良好的稳定性。 展开更多
关键词 光学薄膜 宽光谱红外分光镜 光谱分析 膜厚误差
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草状氧化铝微结构渐变折射率的计算及实验研究
8
作者 付秀华 苏久麟 +4 位作者 潘永刚 王奔 林兆文 张功 孙文瀚 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期217-226,共10页
针对草状氧化铝的微纳结构对折射率的影响,采用台体计算法与柱体计算法计算氧化铝的体积,使用Clausius-Mossotti方程式与MATLAB软件拟合计算微纳结构的折射率变化,使用TFC软件进行拟合,最终计算出草状氧化铝的渐变折射率,研究其微结构... 针对草状氧化铝的微纳结构对折射率的影响,采用台体计算法与柱体计算法计算氧化铝的体积,使用Clausius-Mossotti方程式与MATLAB软件拟合计算微纳结构的折射率变化,使用TFC软件进行拟合,最终计算出草状氧化铝的渐变折射率,研究其微结构的形貌特征及渐变折射率的分布,计算其可见光减反射性能。采用电子束沉积氧化铝薄膜,通过对沉积温度、水煮工艺等参数的优化,获得了不同结构的草状氧化铝纳米薄膜,制备了可见光波段420~680 nm的减反射薄膜。 展开更多
关键词 草状氧化铝 渐变折射率 折射率计算 减反射膜 分层介质理论
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特征图组合的双流CNN手指关节角度连续运动预测方法研究
9
作者 武岩 曹崇莉 +2 位作者 李奇 姬鹏辉 张航 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2024年第11期119-128,共10页
针对基于表面肌电(surface electromyography,sEMG)信号手指关节角度连续运动预测时序信息提取不足、预测准确率较低的问题,提出了一种基于特征图组合(feature map combinations,FMC)的双流卷积神经网络(dual-stream convolutional neur... 针对基于表面肌电(surface electromyography,sEMG)信号手指关节角度连续运动预测时序信息提取不足、预测准确率较低的问题,提出了一种基于特征图组合(feature map combinations,FMC)的双流卷积神经网络(dual-stream convolutional neural network,DCNN)预测方法。提取sEMG信号的特征信息,采用滑动窗方式将特征信息进行特征图组合,表达特征的时间连贯性以提取sEMG信号的时序信息,通过DCNN网络在时间、空间维度对组合后的特征图提取深层特征,提高手指关节角度连续运动预测效果。在NinaPro-DB8数据集上进行实验,结果表明:在3类不同自由度(18个、5个、3个)的相关方法比较中,健康受试者的R2值分别提高了7.9%、16.8%和17.8%;截肢受试者的R2值分别提高了9.6%、14.3%和10.3%。 展开更多
关键词 SEMG 连续运动预测 特征图组合 双流卷积神经网络
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视觉Transformer在低级视觉领域的研究综述 被引量：9
10
作者 朱凯 李理 +2 位作者 张彤 江晟 别一鸣 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2024年第4期39-56,共18页
Transformer是一种革命性的神经网络模型架构,最初为自然语言处理而设计,但其由于卓越的性能,在计算机视觉领域获得了广泛的应用。虽然关于Transformer在自然语言处理领域的应用有大量的研究和文献,但针对低级视觉任务的综述相对匮乏。... Transformer是一种革命性的神经网络模型架构,最初为自然语言处理而设计,但其由于卓越的性能,在计算机视觉领域获得了广泛的应用。虽然关于Transformer在自然语言处理领域的应用有大量的研究和文献,但针对低级视觉任务的综述相对匮乏。简要介绍了Transformer的原理并分析归纳了几种变体。在低级视觉任务的应用方面,将重点放在图像恢复、图像增强和图像生成这三个关键领域。通过详细分析不同模型在这些任务中的表现,探讨了它们在常用数据集上的性能差异。对Transformer在低级视觉领域的发展趋势进行了总结和展望,提出了未来的研究方向,以进一步推动Transformer在低级视觉任务中的创新和发展。这一领域的迅猛发展将为计算机视觉和图像处理领域带来更多的突破,为实际应用提供更加强大和高效的解决方案。 展开更多
关键词 TRANSFORMER 深度学习 注意力机制 计算机视觉 低级视觉任务
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深度学习辅助水下光通信信号检测算法仿真及实验研究 被引量：1
11
作者 叶鹏飞 张鹏 +4 位作者 于浩 何爽 田东生 王圆鑫 佟首峰 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期235-245,共11页
针对水下光通信提出了深度学习辅助的信号检测方法,设计并搭建了室内水下光通信实验平台,测试了所构建的三种水箱信道(水流、浑浊水流1、浑浊水流2)的数学模型,对所提方法进行了仿真测试,采集实验数据集对比研究了三种信道下所提方法与... 针对水下光通信提出了深度学习辅助的信号检测方法,设计并搭建了室内水下光通信实验平台,测试了所构建的三种水箱信道(水流、浑浊水流1、浑浊水流2)的数学模型,对所提方法进行了仿真测试,采集实验数据集对比研究了三种信道下所提方法与自适应阈值法的性能。针对不同水下信道、5 Mbps通信传输,三种信道下所提方法误比特率相比自适应阈值法最高分别降低了2个数量级、1个数量级、1个数量级。针对浑浊水流信道1、不同通信速率(5 Mbps、10 Mbps、25 Mbps)通信传输,三种速率下所提方法误比特率均降低了1个数量级。相比自适应阈值法,所提方法在复杂信道下水下无线光通信提高性能方面具有一定作用,可为高速可靠水下无线光通信系统设计提供一定参考。 展开更多
关键词 光通信 通断键控调制 深度学习 深度神经网络 信号检测
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中红外腔衰荡光谱技术的研究进展及应用 被引量：1
12
作者 孙乐 貊泽强 +2 位作者 胡誉元 唐吉龙 魏志鹏 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期323-335,共13页
中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优... 中红外基频指纹吸收谱具有吸收强、谱线宽且密集的特点。通常吸收红外光谱的气体分子在3000cm^(-1)附近的中红外基频吸收强度比近红外吸收高约2个数量级,因此逐渐成为腔衰荡光谱(CRDS)技术的研究热点。简述了CRDS技术的工作原理及技术优势,介绍了中波红外CRDS技术特点并分析对比了近红外与中红外波段的CRDS技术差异,论述了基于中红外波段的CRDS技术研究现状,最后基于应用研究进展对其前景进行了展望。 展开更多
关键词 光谱学 中红外 腔衰荡光谱技术 气体检测
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癌变组织偏振多参数识别与纹理特征分析
13
作者 张丽丽 黄丹飞 +5 位作者 高君朝 宋东 洪景辉 张勇 唐鸿宇 张乐超 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期199-213,共15页
偏振成像技术中穆勒矩阵元素含义模糊、单一衍生参数信息解读受限,为了增强原有数据分析范式的可解释性和强关联性,提出一种癌变组织偏振多参数特征识别方法,并通过纹理分析来定量描述癌症组织的偏振差异。基于双波片旋转法穆勒矩阵测... 偏振成像技术中穆勒矩阵元素含义模糊、单一衍生参数信息解读受限,为了增强原有数据分析范式的可解释性和强关联性,提出一种癌变组织偏振多参数特征识别方法,并通过纹理分析来定量描述癌症组织的偏振差异。基于双波片旋转法穆勒矩阵测量方案升级搭建背向散射偏振成像系统,采集未染色肺癌与基底细胞癌切片。引入旋转不变量获取高维偏振参数集,生成偏振多参数特征曲线,实现病理区域多维特征提取与可视化,解决直接使用穆勒矩阵受方向影响的问题。计算了灰度共生矩阵和Tamura纹理属性,结果表明,当固定纹理维度时,不同偏振参数的癌变识别能力不同,单个纹理属性可成为多个偏振图像的共同量化指标;当固定偏振维度时,不同纹理属性有望成为单一偏振维度的多个辅助定量指标。该方法快速高效,可为辅助病理检测提供新思路,在临床上展现出良好的应用前景。 展开更多
关键词 偏振成像 穆勒矩阵 偏振参数 纹理特征 癌变组织
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基于改进YOLOv8的轻量化皮革缺陷检测方法 被引量：2
14
作者 方明 张娇 +1 位作者 徐晶 王绎覃 《电子测量技术》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页
为了解决YOLOv8参数量过大影响检测速度等问题,本文以汽车座椅皮革为样本对汽车座椅表面进行缺陷检测,提出了一种轻量化的基于YOLOv8框架的皮革缺陷检测算法。首先,将YOLOv8原本的主干网络替换成轻量化网络StarNet, StarNet通过星型运... 为了解决YOLOv8参数量过大影响检测速度等问题,本文以汽车座椅皮革为样本对汽车座椅表面进行缺陷检测,提出了一种轻量化的基于YOLOv8框架的皮革缺陷检测算法。首先,将YOLOv8原本的主干网络替换成轻量化网络StarNet, StarNet通过星型运算实现了高维和非线性特征空间的映射,从而在紧凑的网络结构和较低的能耗下展示了出色的性能和低延迟。其次,将原本的检测头替换成轻量级共享卷积检测头,通过使用共享卷积,可以大幅减少参数数量,使得模型更轻便,以便于在资源受限的设备上部署。最后,将颈部网络的C2f模块替换成C2f_Star模块,在网络更加轻量化的同时,将不同尺度的特征图进行融合,提高目标检测的准确性和鲁棒性。在自制的HSV-Leather数据集上对模型进行实验验证,结果表明,改进后的YOLOv8-Leather检测模型性能优于YOLOv8n模型。对比YOLOv8n模型,改进后的模型在参数量上降低了57%,检测速度提升了20%,模型权重降低了52%,运算量降低了53%。实验验证了改进后的模型在解决皮革表面缺陷检测问题上的可行性。 展开更多
关键词 皮革缺陷检测 YOLOv8 目标检测 轻量化 StarNet
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紫外探测系统宽谱段深截止滤光器件的研制
15
作者 张静 吴永焜 +6 位作者 付秀华 潘永刚 林兆文 杨飞 黄卓彬 吴桂青 王奔 《光子学报》 北大核心 2025年第5期199-208,共10页
为了提高紫外系统的探测精度,基于诱导透射膜系设计理论,研制了金属与介质组合的深截止滤光器件。选用Al和UV-SiO_(2)制备滤光膜,使用椭圆偏振法获得Al膜相位差和振幅比参数,利用通用振子模型叠加Tauc-Lorentz振子和Drude振子建立椭偏... 为了提高紫外系统的探测精度,基于诱导透射膜系设计理论,研制了金属与介质组合的深截止滤光器件。选用Al和UV-SiO_(2)制备滤光膜,使用椭圆偏振法获得Al膜相位差和振幅比参数,利用通用振子模型叠加Tauc-Lorentz振子和Drude振子建立椭偏分析模型,拟合得到Al膜的光学常数。针对膜厚误差引起的光谱差异,通过逆向反演拟合对膜厚误差进行分析;构建均匀等效吸收层模型,分析了薄膜表面粗糙度对光谱的影响。最终制备的滤光器件在280~1200 nm波段范围内,平均截止深度优于4 OD,峰值波长225 nm处透过率为31.55%,通带半波宽为28 nm,该器件通过恒温恒湿及附着力测试,满足紫外探测系统的使用要求。 展开更多
关键词 紫外滤光器件 诱导透射 椭圆偏振法 等效吸收层
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量子密钥分发系统中高面形相位调控反射元件的研制
16
作者 潘永刚 王由德 +4 位作者 付秀华 林兆文 杜昕 谢海峰 石澎 《光子学报》 北大核心 2025年第3期253-263,共11页
根据量子密钥分发系统使用要求,采用Ta_(2)O_(5)和SiO_(2)两种材料研制了高面形相位调控反射元件。基于等效层原理结合Essential Macleod软件优化获得膜层厚度敏感度较低的相位调控反射膜系。采用电子束离子辅助沉积方法,通过应力补偿... 根据量子密钥分发系统使用要求,采用Ta_(2)O_(5)和SiO_(2)两种材料研制了高面形相位调控反射元件。基于等效层原理结合Essential Macleod软件优化获得膜层厚度敏感度较低的相位调控反射膜系。采用电子束离子辅助沉积方法,通过应力补偿校正了反射元件的面形。测试结果表明,该反射元件在45°入射时,632.8 nm±5 nm波段反射率为87.92%;1540 nm波段p光反射率为99.73%、s光反射率为99.80%、相位差为0.16°;1563 nm波段p光反射率为99.74%、s光反射率为99.78%、相位差为0.88°,反射面形均方根值(Root Mean Square,RMS)为0.00494λ(λ=632.8 nm),并通过了水溶性、附着力、温度冲击、湿热等试验,满足量子密钥分发系统的使用要求。 展开更多
关键词 薄膜 反射元件 相位差 面形调控 量子密钥分发
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融合注意力机制的多视图卷积网络癫痫智能辅助检测
17
作者 李奇 闫旭荣 +3 位作者 武岩 赵迪 常立娜 孙瀚琳 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第5期1988-1995,共8页
针对单一视图网络癫痫检测识别精度低的问题,提出一种融合注意力机制的多视图卷积网络癫痫智能辅助检测模型(multi-view convolutional network with fused attention mechanism,FAM-MCNN)。该模型从时域、频域、时频域和非线性域提取... 针对单一视图网络癫痫检测识别精度低的问题,提出一种融合注意力机制的多视图卷积网络癫痫智能辅助检测模型(multi-view convolutional network with fused attention mechanism,FAM-MCNN)。该模型从时域、频域、时频域和非线性域提取多视图特征来全面表征脑电信号;采用多尺度卷积捕捉不同层次的细节信息;引入注意力机制分别从视图维度和单个特征向量维度对特征进行加权融合,从而提高对癫痫患者不同类别脑电信号的区分能力。在CHB-MIT癫痫数据集上进行的对比实验结果显示,与单一视图网络相比,FAM-MCNN模型的平均准确率、灵敏度、特异度分别提高了14.29%、16.13%、12.54%。此外,对该模型采用少量训练样本(25%)进行实验,结果显示其检测性能达到了拥有大量训练样本(80%~90%)的对比模型水平。 展开更多
关键词 脑电信号 多视图卷积 注意力机制 癫痫智能辅助检测
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基于集成氮化硅超表面VCSEL的涡旋光输出 被引量：1
18
作者 牛昊 王永丽 +3 位作者 姜增璇 李川川 魏志鹏 宋国峰 《发光学报》 北大核心 2025年第2期326-333,共8页
集成光子器件技术的最新进展充分满足了市场对于紧凑型、高效光电系统的需求,同时也有力地促进了光学超表面技术的发展。其中,垂直腔面发射激光器(VCSEL)与超表面的集成,可生成具有特定波前的矢量光束,极大地增强光电系统的功能性和灵... 集成光子器件技术的最新进展充分满足了市场对于紧凑型、高效光电系统的需求,同时也有力地促进了光学超表面技术的发展。其中,垂直腔面发射激光器(VCSEL)与超表面的集成,可生成具有特定波前的矢量光束,极大地增强光电系统的功能性和灵活性。本文设计了基于Si_(3)N_(4)纳米天线阵列超表面的850 nm VCSEL,通过对纳米天线结构参数的调控,实现了超过2π的相位覆盖,并采用1阶和2阶涡旋相位板,成功产生了不同阶数的涡旋光束。这一成果为光学超表面调控VCSEL光场技术提供了新思路。 展开更多
关键词 超表面 涡旋光束 垂直腔面发射激光器 集成光子器件
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基于改进U-net的低对比度涂层表面裂纹形态视觉检测
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作者 陈少华 张世达 +2 位作者 任姣姣 顾健 李丽娟 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期77-91,共15页
多孔隙材料表面的黑色高辐射涂层在实际使用过程中,由于热应力作用表面产生微米级尺度的微裂纹,为方便后续开展热应力作用下裂纹缺陷演变扩展规律,开展了低对比度涂层表面裂纹形态视觉检测技术研究。提出了融合光学优化与深度学习的检... 多孔隙材料表面的黑色高辐射涂层在实际使用过程中,由于热应力作用表面产生微米级尺度的微裂纹,为方便后续开展热应力作用下裂纹缺陷演变扩展规律,开展了低对比度涂层表面裂纹形态视觉检测技术研究。提出了融合光学优化与深度学习的检测方法,通过设计光源激励单目视觉系统,首先从系统设计方面优化照明方式与入射角度参数以增强采集裂纹图像局部对比度,其次提出一种适应低对比度图像裂纹对比度增强的算法。进而构建改进U-Net网络,通过嵌入注意力模块、深度超参数化卷积及激活函数,提升低对比度裂纹特征提取能力。实验结果显示,在高照明方式入射光30°时所采集图像局部对比度最高,预处理后图像对比度从10.507提高到42.662,有效降低了图像低对比度时背景噪声对裂纹信息的影响,并且更能突出裂纹的形态特征。在改进网络对裂纹分割性能指标上Dice系数、SSIM指标和准确率Acc分别达到0.862、0.892、0.901,对宽度大于9.6μm裂纹检测率达90%以上,裂纹形态及走向清晰可辨。 展开更多
关键词 图像处理 裂纹提取 U-net 语义分割
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生物荧光系统中多通道负滤光膜的研制
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作者 齐浩迪 付秀华 +6 位作者 潘永刚 石澎 王奔 林兆文 董所涛 赵宝亮 李爽 《中国光学(中英文)》 北大核心 2025年第5期1044-1054,共11页
随着生物荧光技术的迅速发展,对信号传输的精度要求也越来越高。滤光膜作为系统分光的核心器件,其光谱特性直接影响系统的传输精度。本文选用Nb2O5与SiO2作为高低折射率材料,利用高斯变迹函数结合Optilayer膜系软件对多通道负滤光膜进... 随着生物荧光技术的迅速发展,对信号传输的精度要求也越来越高。滤光膜作为系统分光的核心器件,其光谱特性直接影响系统的传输精度。本文选用Nb2O5与SiO2作为高低折射率材料,利用高斯变迹函数结合Optilayer膜系软件对多通道负滤光膜进行膜系优化设计。采用电感耦合磁控溅射沉积技术,在D263T基板上研制多通道负滤光膜。通过对膜层敏感度的反演分析,解决了膜厚控制误差对光谱偏移及通带透过率降低的问题。研究了工艺参数对膜层粗糙度的影响因素,通过调节电感耦合等离子源(ICP)功率有效改善膜层表面粗糙度。所研制的多通道负滤光膜在45°入射时,中心波长576 nm、639 nm、690 nm反射带半宽度分别为5 nm、6 nm和7 nm,平均反射率约为98%。透射区545~562 nm,597~624 nm,655~675 nm和708~755 nm范围内,平均透射率达到92%。通过耐环境测试与光谱稳定性测试可知其满足生物荧光系统中多通道负滤光膜的使用要求。 展开更多
关键词 生物荧光系统 多通道负滤光膜 膜厚误差 粗糙度
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