赤潮是一种由海洋藻类引发的水质污染, 部分赤潮藻有毒性, 对海洋渔业发展有严重危害。 快速、 准确地鉴定赤潮藻种及其细胞浓度对污染的控制和治理具有重要意义。 传统的显微镜检测和基因测序等方法时效性低, 遥感检测易受到环境干扰导致精度低, 荧光光谱检测因设备昂贵无法大范围推广, 高光谱成像(HSI)技术为赤潮藻种提供了一种快速、 无损的检测方法。 搭建了HSI检测系统, 针对福建地区常见的甲藻(强壮前沟藻)、 硅藻(中肋骨条藻和三角褐指藻)和针胞藻(赤潮异湾藻)构建了大量高光谱样本库, 分别采用2种分类方法和3种回归方法建立藻种鉴别和细胞浓度测量模型, 并比较了7种光谱预处理(标准化、 归一化、 多元散射校正、 变量标准化、 Savitzky-Golay平滑、 基于SG的一阶导数、 基于SG的二阶导数)和2种波段提取方法(遗传算法和连续投影算法)对建模精度的影响。 结果表明： 基于SG的二阶导数(SG+2nd)预处理方法可以提高波段筛选和建模的准确率, 遗传算法(GA)所提取特征波段更具代表性和有效性。 SG+2nd-GA组合所提取特征波段(644.7、 547.8、 562.6、 829.4、 832 nm)与所选藻类中特定色素的吸收光谱波段相对应, 再结合支持向量机(SVM)或反向传播神经网络(BPNN)建模实现了利用高光谱成像技术有效鉴别强壮前沟藻、 赤潮异湾藻、 中肋骨条藻、 三角褐指藻。 在细胞浓度测量中, 支持向量回归(SVR)建模效果优于多元线性回归(MLR)和偏最小二乘算法(PLS), 四种藻SG+2nd-GA-SVR细胞浓度预测模型的决定系数(R2)均大于0.98。 其中强壮前沟藻和中肋骨条藻模型浓度预测范围分别在1.05×103~1.05×104和1.13×104~2.38×105 cells·mL-1, 最低测量浓度达到该藻种发生赤潮时的基准浓度。 三角褐指藻模型浓度预测范围为1.06×105~4.36×106 cells·mL-1, 最低测量浓度低于现有光谱技术对其测量的浓度。 本研究为快速、 准确、 无损探测赤潮提供了新方法。

采用计算机仿真分析研究4.6 mm厚薄基体装甲钢在53式7.62 mm普通钢芯弹不同弹速下的侵彻行为，利用最小二乘法对不同弹速下靶板抗弹性参数（背凸高度与弹坑深度）进行回归分析，以构建抗弹性参数与弹速间的数学模型，进而结合靶板击穿时的背凸高度与弹坑深度，对该靶材极限抗弹弹速进行预测。仿真分析过程中靶板材料参数设置选用忽略温度影响的简化Johnson-Cook 本构模型，相应模型参数由准静态与动态压缩应力-应变曲线计算所得。为确保预测模型准确，对靶板进行不同射距下的打靶测试，而后利用打靶实测结果对预测模型进行修正。研究结果表明：仿真计算结果与打靶实测结果吻合度较高，弹坑深度与背凸高度的仿真计算精度分别达86.5%与88.2%；该薄基体装甲钢抗弹性优良，其弹击失效的极限弹速预计为1000 m/s左右；在所考察弹速范围内，靶板背凸高度（H）和弹坑深度（D）与弹速（v）和弹速平方（v2）均近似成线性正比关系，修正后分别满足关系式H=-9.575+0.01644v，H=-3.213+1.05988×10-5v2，D=-13.425+0.02372v与D=-4.247+1.52939×10-5v2，且经修正后的数学模型预测精度均达92%以上。

Large-size scintillators with high efficiency and ultrafast radiation fluorescence have shown more potential in the applications to ionizing radiation detection of medical diagnosis, nuclear control and high-energy physics. Currently, although traditional scintillators have made tremendous progress in scintillation efficiency, there are still challenges left in fluorescence lifetime. Faced with that problem, we adopted 2-inch ZnO as the substrate and doped gallium as activator to realize an ultrafast fluorescence excited by α-ray, of which the decay time is only 600 ps that is the shortest scintillation decay time reported so far. The results show that the shallow donor related with gallium not only effectively suppresses band-edge self-absorption, but makes ultrafast radiation possible, which gets gallium-doped ZnO as a potential scintillator for high-quality ultrafast dynamic imaging proved.

针对无人机航拍图像中存在目标尺寸小、数量多和背景复杂等问题, 提出了一种基于改进YOLOv4-tiny的无人机航拍目标检测算法。该算法在原有网络的基础上扩大了检测尺度范围, 提高对不同尺寸目标的匹配程度, 并利用深层语义信息自下而上地与浅层语义信息进行融合以丰富小目标的特征信息。同时引入注意力机制模块, 在主干网络后的每个尺度上进行感兴趣区域特征信息的二次筛选, 过滤冗余特征信息, 保留重要特征信息。在无人机航拍数据集上进行对比实验, 实验结果表明, 所提算法在满足实时性的基础上, 平均精确率比原网络提高了5.09%, 具有较好的综合性能。

太赫兹解复用器和光栅耦合器的传统构建方法需借助经典理论和经验计算,故它们的设计流程复杂,而且性能依赖于单元结构参数。随着逆向设计方法的提出及应用,该方法可以在限定大小的基片上设计出符合功能需求的器件结构。基于此,将逆向设计方法应用于太赫兹解复用器和光栅耦合器的设计,器件的尺寸分别为3 mm×3 mm×200 μm和12 mm×12 mm×200 μm。FDTD(Finite-Difference Time-Domain)的仿真结果表明,太赫兹解复用器能够将一束含两种频率的太赫兹波完美地从两个端口分离,并且透射率在0.500 THz和0.417 THz频率处均高达0.75以上,其相邻通道间的串扰低于-19 dB。太赫兹光栅耦合器的耦合效率在0.32 THz频率处高达0.85。

光在透过散射介质后发生散射现象,在成像系统焦平面形成无序的随机散斑图像,因此人们无法直接观测到隐藏在散射介质后的目标的图像信息与光谱信息。利用基于光学记忆效应的散斑相关成像技术,可以实现透过散射介质的目标重建,但当前研究主要针对单波段照明条件下的图像信息恢复,而目标的光谱信息在成像过程中易丢失。提出采用快照式微滤光片阵列多光谱探测器进行多光谱散射成像的方案,通过实验得到宽谱氙灯光源照明条件下的穿透散射介质成像结果。提出了基于光学记忆效应的穿透散射介质目标多光谱信息重构方法,实现了对隐藏在散射介质之后的目标多光谱信息的探测成像。针对多光谱探测器所造成的成像质量差的问题,提出了利用自相关预处理方法提升穿透散射介质多光谱成像质量的方法。