作者单位
摘要
浙江珏芯微电子有限公司,浙江 丽水 323000
对像元尺寸为10 μm的1280×1024碲镉汞(HgCdTe)中波红外焦平面阵列的制备技术和性能进行了研究。通过B+注入制备小尺寸n-on-p平面结;采用高平整度HgCdTe外延材料和高精度的倒焊互连技术,实现高的电学连通率;采用多段温度填胶固化和边缘刻蚀工艺减轻HgCdTe器件和读出集成电路(ROICs)之间的热失配,从而降低焦平面器件失效率。在85 K焦平面工作温度下,研制探测器的光谱响应范围为3.67 μm至4.88 μm,有效像元率高达99.95%,并且探测器组件像元的平均噪声等效温差(NETD)和暗电流密度的平均值分别小于16 mK和2.1×10-8A/cm2。与像元尺寸为15 μm的探测器相比,10 μm的1280×1024中波红外探测器可获取更加精细的图像,具有更远的识别距离。目前,该技术已成功转移到浙江珏芯微电子有限公司(ZJM)的HgCdTe红外探测器产线。
红外探测器 碲镉汞 1K×1K 红外焦平面阵列 n-on-p infrared detector HgCdTe 1K×1K FPA n-on-p 
红外与毫米波学报
2024, 43(1): 36
郑家忠 1,2李志刚 1陈风 3郭忠明 3[ ... ]计敏 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
3 龙岩烟草工业有限责任公司,福建 龙岩 364030
为提高活性炭含量检测的效率与精度,基于微波谐振技术设计了一种活性炭滤棒微波幅值变化信号采集装置,并将高斯滤波和惩罚最小二乘算法相结合对微波幅值变化信号进行降噪和基线扣除处理。首先,比较了不同高斯窗口长度的滤波效果,选用非对称最小二乘法、自适应迭代重加权惩罚最小二乘法、非对称重加权惩罚最小二乘法和多约束重加权惩罚最小二乘法等4种处理方法对微波幅值变化信号进行基线校正,再求出基线校正后微波幅值变化信号的峰高、峰面积与半峰全宽,然后比较了基于支持向量回归机、偏最小二乘算法与反向传播神经网络建立的模型的预测结果。结果显示,活性炭质量的最佳模型为“峰面积-活性炭质量”,模型决定系数为0.9924,平均绝对误差为0.7979 mg,相对标准偏差为1.4962%。活性炭质量重复性检测最大标准差为1.85 mg,活性炭质量检测的最小绝对偏差为0.03 mg,活性炭质量检测最小相对偏差为0.05%。该方法为烟用活性炭滤棒中活性炭的定量分析提供了一种快速有效的方法。
测量 微波谐振技术 基线校正 惩罚最小二乘法 活性炭 质量 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1712007
杨勇 1,2董浩 1,2桑瑶烁 1,2李志刚 1,2[ ... ]王澍 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230031
细菌拉曼光谱信号弱、相似度高且易被噪声干扰,使用传统机器学习方法对其分类时必须进行繁杂的光谱预处理,效率低下。为提高细菌拉曼光谱分类的准确率和效率,提出了一种基于密集连接的一维卷积神经网络模型Raman-net,无需额外的光谱预处理就能有效完成光谱分类。实验结果表明,Raman-net对Bacteria-ID公开数据集中30种细菌低信噪比拉曼光谱的分类准确率为84.26%,显著高于传统机器学习方法及对比方法。对于碳青霉烯类抗生素敏感和耐药的2种肺炎克雷伯菌表面增强拉曼光谱,Raman-net取得了99.16%的分类准确率。这表明对于细菌的普通拉曼光谱和表面增强拉曼光谱,Raman-net无需光谱预处理就能取得较好的分类效果,为致病菌的拉曼光谱鉴定提供了一种快速有效的方法。
光谱学 拉曼光谱 光谱鉴别 机器学习 致病菌 
激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0130003
作者单位
摘要
福州大学机械工程及自动化学院, 福州 350000
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。
无人机航拍 目标检测 图像处理 注意力机制 UAV aerial photography object detection image processing YOLOv4-tiny YOLOv4-tiny attention mechanism 
电光与控制
2022, 29(12): 112
Author Affiliations
Abstract
Manipulating and real-time monitoring of neuronal activities with cell-type specificity and precise spatiotemporal resolution during animal behavior are fundamental technologies for exploring the functional connectivity, information transmission, and physiological functions of neural circuits in vivo. However, current techniques for optogenetic stimulation and neuronal activity recording mostly operate independently. Here, we report an all-fiber-transmission photometry system for simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording of neuronal activities and the neurotransmitter release in a freely moving animal. We have designed and manufactured a wavelength-independent multi-branch fiber bundle to enable simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording at different wavelengths. Further, we combine a laser of narrow linewidth with the lock-in amplification method to suppress the optogenetic stimulation-induced artifacts and channel crosstalk. We show that the collection efficiency of our system outperforms a traditional epi-fluorescence system. Further, we demonstrate successful recording of dynamic dopamine (DA) responses to unexpected rewards in the nucleus accumbens (NAc) in a freely moving mouse. We also show simultaneous dual-color recording of neuronal Ca2+ signals and DA dynamics in the NAc upon delivering an unexpected reward and the simultaneous optogenetic activating at dopaminergic terminals in the same location. Thus, our multi-function fiber photometry system provides a compatible, efficient, and flexible solution for neuroscientists to study neural circuits and neurological diseases.Manipulating and real-time monitoring of neuronal activities with cell-type specificity and precise spatiotemporal resolution during animal behavior are fundamental technologies for exploring the functional connectivity, information transmission, and physiological functions of neural circuits in vivo. However, current techniques for optogenetic stimulation and neuronal activity recording mostly operate independently. Here, we report an all-fiber-transmission photometry system for simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording of neuronal activities and the neurotransmitter release in a freely moving animal. We have designed and manufactured a wavelength-independent multi-branch fiber bundle to enable simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording at different wavelengths. Further, we combine a laser of narrow linewidth with the lock-in amplification method to suppress the optogenetic stimulation-induced artifacts and channel crosstalk. We show that the collection efficiency of our system outperforms a traditional epi-fluorescence system. Further, we demonstrate successful recording of dynamic dopamine (DA) responses to unexpected rewards in the nucleus accumbens (NAc) in a freely moving mouse. We also show simultaneous dual-color recording of neuronal Ca2+ signals and DA dynamics in the NAc upon delivering an unexpected reward and the simultaneous optogenetic activating at dopaminergic terminals in the same location. Thus, our multi-function fiber photometry system provides a compatible, efficient, and flexible solution for neuroscientists to study neural circuits and neurological diseases.
fiber photometry all-fiber-transmission multi-color optogenetic neuroscience 
Opto-Electronic Advances
2022, 5(12): 210081
焦永欣 1,*王姝 1,2殷佳楠 1孙宇 1[ ... ]刘玉普 1
作者单位
摘要
1 哈尔滨理工大学理学院,哈尔滨 150080
2 佛山(华南)新材料研究院,广东 佛山 528200
开发利用太阳能解决日益严重的环境危机迫在眉睫,为了提高对太阳光的利用率和光催化剂的性能,采用原位生长并结合表面静电吸附的方法制备三元复合材料,先利用水热合成MoS2/RGO二元异质结复合材料,再根据材料等电点调变溶液pH值制造MoS2与Fe2O3表面电荷同性、而与RGO表面电荷异性,进而构筑MoS2/RGO/Fe2O3全固态Z-Scheme光催化剂。通过扫描电镜和透射电子显微镜观察发现,MoS2纳米花球和Fe2O3纳米颗粒均匀分布在二维片层结构的电子介体RGO表面,MoS2和Fe2O3分别与RGO形成稳定的异质结构,充分证明此种方式构建复杂三元复合材料的可行性。RGO基全固态Z-Scheme光催化剂在模拟太阳光照射下具有优异的光催化还原降解性能,以无机重金属Cr (VI)溶液作为降解指示剂,60min内全固态Z-Scheme光催化剂中活性最佳的为MR0.43F试样,其光还原降解效率是二元复合材料MoS2/RGO的1.5倍。这种全固态Z-Scheme光催化剂兼具宽光谱吸收、高效光生载流子分离效率和表面化学反应效率,改性后的光催化性能得到显著提升,这一光催化设计路线为水环境处理及清洁能源制备提供了新方向。
还原氧化石墨烯 二硫化钼 三氧化二铁 光催化 reduced graphene oxide molybdenum disulfide ferric oxide photocatalyst 
硅酸盐学报
2022, 50(5): 1263
杨勇 1,2董浩 1,2王澍 1,2,*桑瑶烁 1,2[ ... ]刘勇 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 安徽农业大学生命科学学院,安徽 合肥 230036
提出一种联合表面增强拉曼散射(SERS)与卷积神经网络(CNN)的方法,并将其用于食源性致病菌的快速鉴定。以带正电荷的银纳米颗粒(AgNPs)为SERS 基底,采集了金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、副溶血性弧菌以及单增李斯特菌的SERS指纹谱,并在这些数据上训练了一个包含11个一维卷积层的残差网络ResNet11用于这4种病原菌SERS指纹谱的分类识别。实验结果表明:AgNPs是一种优秀的SERS增强基底,可在624 cm-1、730 cm-1等波段增强4种病原菌的主要拉曼峰;构建的ResNet11分类器对107 mL-1菌液分子浓度下采集的SERS指纹谱取得了99.30%的分类识别准确率,并且对103 mL-1菌液分子浓度下采集的SERS指纹谱取得98.00%的识别准确率。
生物光学 食源性致病菌 表面增强拉曼散射 带正电荷的银纳米颗粒 卷积神经网络 
中国激光
2022, 49(15): 1507405
Author Affiliations
Abstract
1 National Key Laboratory of Microwave Imaging Technology, Aerospace Information Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China
2 School of Electronics, Electrical and Communication Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Beijing National Research Center for Information Science and Technology, Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China
Three-dimensional (3D) imaging radar is an advanced sensor applied in space surveillance and target recognition for supplying 3D geometric features and supporting visualization. However, high 3D resolution requires both broadband operation and a large 2D aperture, which are difficult and complex for conventional radars. This paper presents a photonics-enabled distributed multiple-input and multiple-output (MIMO) radar with a centralized architecture. By use of photonic multi-dimensional multiplexing, multi-channel signal generation and reception are implemented on a shared reference signal in a central office, enabling a highly coherent network with a simple structure. Additionally, a sparse array and a synthetic aperture are combined to efficiently reduce the required transceivers, further weakening the dilemma between system complexity and angular resolution. A 4×4 MIMO radar is established and evaluated in field tests. A high-resolution 3D image of a non-cooperative aircraft is obtained, in which rich details are displayed. From a comparison with electronics-based radar, significant resolution improvement is observed. The results verify the superior imaging capability and practicability of the proposed radar and its great potential to outperform conventional technologies in target classification and recognition applications.
Photonics Research
2022, 10(7): 07001679
王淑 1,2冷航 1,2陈彦伶 1,2王昌涛 1,2[ ... ]杨英英 1,2
作者单位
摘要
1 上海理工大学能源与动力工程学院, 上海 200093
2 上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093
红外热成像技术是一种应用广泛、发展较快的新型数字化无损检测技术, 但其目前仍存在测量精度较低、图像噪声影响较大、数据量巨大等缺点。本文利用红外热成像技术, 在孔隙尺度下对多孔材料内石蜡和水的相变过程进行了表征, 并对红外热成像测温精度和相界面的表征进行了优化。首先通过添加反射表面(褶皱的铝箔)获取测试过程中环境反射温度, 以修正目标物体温度; 同时通过引导滤波和主成分热像法( Principal component thermography, PCT)对红外热成像图片降噪, 提高红外热像仪对温度场及相界面的检测精度。实验结果表明: 环境反射温度修正法可以排除测试环境温度变化对红外测温结果的影响; 引导滤波法选取合适的滤波半径和滤波参数后相界面轮廓更加清晰, 并取得较好的降噪效果; 主成分热像法除了降噪效果好, 使相界面更清晰, 并使处理数据量减少了 4个量级。上述 3种优化方法为红外热成像技术在孔隙尺度下多孔介质相变过程表征中的应用提供了技术支持。
红外无损检测 孔隙尺度 多孔介质 相变过程 降噪优化 infrared thermography, non-destructive testing, po 
红外技术
2022, 44(3): 294
作者单位
摘要
福州大学 机械工程及自动化学院, 福州 350108
为了实现对隐藏在散射介质后方的静态目标物体的高分辨率重构以及动态目标物体的重构和实时追踪,避免利用旋转毛玻璃产生赝热光源的不可预置性和机械振动对成像质量的影响,将空间光调制器应用到散斑相关成像系统中来产生赝热光场,对静态目标成像以及动态目标追踪进行了实验研究。其中动态目标追踪的偏差率在很小的范围内,最小可达0.38%。在图像重构过程中,采用基于扫描近似信息传递的相位恢复算法来提高运算速度和图像鲁棒性。对比了基于相位和振幅两种调制方式产生的赝热光源质量和图像重构质量,实验结果表明,基于相位调制产生的赝热光源质量更好,对应的重构图像分辨率更佳。
散斑相关成像 空间光调制器 相位恢复算法 目标追踪 赝热光源 Speckle correlation imaging Spatial light modulator Phase retrieval algorithm Object tracking Pseudo-thermal light source 
光子学报
2021, 50(12): 1229001

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