张峥 1陈明销 1李新宇 1程逸 1[ ... ]姚鹏 3,aff***
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学工程科学学院精密机械与精密仪器系,安徽 合肥 230027
2 中国科学技术大学苏州高等研究院,江苏 苏州 215123
3 中国科学技术大学微电子学院,安徽 合肥 230027
宫颈异常细胞与正常细胞在形态上存在较大相似性且细胞尺寸变化较大,这使得宫颈异常细胞的精准检测变得非常困难。鉴于此,开发了一种基于Transformer模型的宫颈异常细胞自动识别模型,以帮助病理学家作出更准确的诊断。提出了两种创新性方法,一是一种改进的Transformer编码器结构,通过引入深度(DW)卷积来高效获取图像的特征,捕捉图像中的全局依赖信息;二是自适应的动态交并比(IOU)阈值,在模型训练的不同阶段使用不同的IOU阈值,实现尽可能多的有效检测,提升模型的收敛速度和检测精度。在宫颈异常细胞数据集上,通过消融实验,证明了改进的Transformer编码器和动态IOU阈值的有效性。此外,与已有的宫颈异常细胞识别方法相比,所提出的方法在平均精度指标上有明显的提高。实验结果表明,所提出的方法能够高效且准确地识别宫颈异常细胞,且能辅助病理专家提高诊断准确率和效率,具有应用到临床的潜力。
医用光学 宫颈细胞病理图像 目标检测 医学图像处理 
中国激光
2024, 51(3): 0307108
作者单位
摘要
1 厦门理工学院 光电与通信工程学院, 福建 厦门 361024
2 北京大学 电子学院 碳基电子学研究中心, 北京 100871
随着红外技术和探测器性能的进步, 中波和短波红外技术在恶劣天气中具有更优秀的成像性能, 在民用、**和航空航天等领域中得到了越来越广泛的应用。读出电路作为连接探测器阵列与后级图像处理电路的关键模块, 其性能对中短波红外相机系统性能具有重要影响, 决定了最终的成像质量。文章综述了中短波红外图像传感器读出电路的发展现状, 分析了读出电路中噪声、动态范围、帧频等问题, 重点探讨了针对以上问题的解决方案。最后对读出电路未来设计的改进方向进行了讨论。
中/短波红外 图像传感器 读出电路 动态范围 MW/SWIR image sensor ROIC dynamic range 
微电子学
2023, 53(4): 707
Author Affiliations
Abstract
Engineering Research Centre of RF-ICs & RF-systems, Ministry of Education, Southeast University, Nanjing 210096, China
An 80-GHz DCO based on modified hybrid tuning banks is introduced in this paper. To achieve sub-MHz frequency resolution with reduced circuit complexity, the improved circuit topology replaces the conventional circuit topology with two binary-weighted SC cells, enabling eight SC-cell-based improved SC ladders to achieve the same fine-tuning steps as twelve SC-cell-based conventional SC ladders. To achieve lower phase noise and smaller chip size, the promoted binary-weighted digitally controlled transmission lines (DCTLs) are used to implement the coarse and medium tuning banks of the DCO. Compared to the conventional thermometer-coded DCTLs, control bits of the proposed DCTLs are reduced from 30 to 8, and the total length is reduced by 34.3% (from 122.76 to 80.66 μm). Fabricated in 40-nm CMOS, the DCO demonstrated in this work features a small fine-tuning step (483 kHz), a high oscillation frequency (79–85 GHz), and a smaller chip size (0.017 mm2). Compared to previous work, the modified DCO exhibits an excellent figure of merit with an area (FoMA) of –198 dBc/Hz.
DCO switched-capacitor ladder sub-MHz digitally controlled transmission lines tuning bank 
Journal of Semiconductors
2023, 44(10): 102402
王海国 1,2陈艺 1,2祝连庆 1,2魏向阳 1,2,*
作者单位
摘要
1 北京信息科技大学 光电测试技术及仪器教育部重点实验室
2 生物医学检测技术及仪器北京实验室,北京 100192
研究了一种基于超材料结构的红外热探测器,该探测器利用光学超材料的局域场增强效应和热释电材料的温度敏感特性,实现对红外辐射的探测。利用有限元分析方法,研究了超材料吸收器的红外吸收特性和电磁场特性,分析了超材料吸收器与热释电材料(LiTaO3)耦合结构的热学性能。结果表明,设计的超材料吸收器,可在3~15 μm范围内调制峰值波长(主要覆盖大气窗口(8~14 μm)),吸收率可达99.9%,带宽范围为0.2~1.0 μm。当探测器的尺寸为23 μm×23 μm时,探测器稳态温度升高量为0.311 K,与类似工作相比,温度提升了约21倍。改进的红外热探测器具有显著的温度响应,适用于大规模像元级非致冷中远红外波段的热成像与传感应用。
红外热探测器 超材料吸收器 有限元分析 热释电材料 infrared thermal detectors metamaterial absorber finite element analysis pyroelectric materials 
半导体光电
2023, 44(4): 508
徐飞 1,2潘其坤 1,*张玥汝 1,2陈毅 1[ ... ]陈飞 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学,北京 100049
为实现焦耳级大能量中红外4~5 μm波段激光输出,基于波长为2.94 μm的Er∶YAG激光泵浦源和液氮恒温控制器,搭建了固体Fe∶ZnSe激光器实验装置,研究了温度和晶体参数对Fe∶ZnSe激光器输出时域波形及能量的影响。闪光灯泵浦的Er∶YAG泵浦激光时域波形展现出固体激光典型的弛豫振荡现象,Fe∶ZnSe激光脉冲波形与泵浦激光波形保持强相关性,且单个尖峰脉冲宽度随温度的升高而变小。在低温79 K条件下,当Er∶YAG泵浦能量为2.75 J时,实现了Fe∶ZnSe激光1.04 J大能量输出,对应的斜率效率和光光转换效率分别为36.4%和37.8%,激光中心波长为4.1 μm。在热电致冷可达的240 K温度条件下,当泵浦能量为500 mJ时,Fe∶ZnSe激光的能量输出为50 mJ,激光中心波长为4.4 μm。研究结果为焦耳级大能量中红外固体激光器的研制提供了参考。
激光器 中红外固体激光器 Fe∶ZnSe激光器 低温 大能量 时域波形 
中国激光
2023, 50(22): 2201001
陈毅 1孙俊杰 1,2,*于晶华 1,2姚志焕 1,2[ ... ]陈飞 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 激光与物质相互作用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了明晰碟片多通放大器的腔体设计方法,本文对不同类型的碟片多通放大器做归纳与总结,共归纳出4f中继成像、谐振腔设计/光学傅立叶变换、近准直光束传输与其他共4种设计理念的多通放大器。介绍了每种放大器的设计方法并详尽列举了研究现状。通过对比4种类型的碟片多通放大器,发现不同种类的多通放大器各有优缺点。4f中继成像需要真空环境以避免焦点处的气体电离,因此机械装置与调试难度较大;谐振腔设计/光学傅立叶变换概念多通放大器的镜片处存在较小光斑,因此较适用于较低能量的多通放大器;近准直光束传输方法由于不需要真空环境,具备很大的发展潜力,但需要精准控制激光运转状态下的碟片面形,难度也较大。因此,从激光器设计角度来看,需要对碟片多通放大器继续进行优化设计,从而同时实现使用场景的多元化与输出能量的可持续拓展。
激光 碟片 多通放大器 腔体设计 激光放大器 laser thin-disk multi-pass amplifier cavity-design laser amplifier 
中国光学
2023, 16(5): 996
李涛 1曹鹏飞 1胡力涛 1夏勇 1[ ... ]孙翱魁 1,2,*
作者单位
摘要
1 1.湖南工业大学 包装与材料工程学院, 株洲 412007
2 2.中南大学 冶金与环境学院, 长沙 410083
二硫化钼(MoS2)作为水系锌离子电池的正极材料, 受到锌离子(Zn2+)与主体框架之间的强静电相互作用表现出缓慢的反应动力学。并且MoS2的层间距较窄难以嵌入大尺寸水合Zn2+, 导致MoS2电极呈现出较低的放电比容量。本研究通过一种简单的氨水辅助水热法制备了NH4+扩层的二硫化钼(MoS2-N)电极, 氨水分解产生的氨气在促进硫代乙酰胺水解和提供还原性S2-的同时, 还会产生大量NH4+作为插层离子, 将MoS2的层间距由0.62 nm扩展至0.92 nm, 进而大大降低了Zn2+嵌入能垒(改性电极的电荷转移电阻Rct低至35 Ω)。当电流密度为0.1 A·g-1时, MoS2-N电极的初始放电比容量相比未扩层的MoS2电极提高了1倍, 高达149.9 mAh·g−1。同时在1.0 A·g-1电流密度下放电比容量稳定在110 mAh·g-1左右, 循环200圈后库仑效率将近100%。本研究提出的氨水辅助扩层法, 丰富了提升MoS2电化学性能的改性策略, 为后续的正极材料开发提供了新的思路。
MoS2 氨水辅助扩层 正极材料 水系锌离子电池 二维材料 MoS2 ammonia-assisted interlayer-expansion cathode material aqueous zinc ion battery 2D material 
无机材料学报
2023, 38(1): 79
作者单位
摘要
西北机电工程研究所,陕西 咸阳 712099
利用电磁轨道炮炮口电压测量信号可以计算出发射过程中滑动电枢与铜轨道表面的接触电阻以分析接触特性。由于发射器增强轨道的特殊结构会产生幅值很大的反向感应电动势,且存在脉冲形成网络的放电时序问题,导致检测到的炮口电压波形会受到系统噪声的干扰,难以准确计算出接触电阻。针对此问题,提出一种基于VMD-OptShrink的炮口电压系统噪声压制方法去除炮口电压中的锯齿状噪声,该方法首先利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)可实现依据频率特性进行信号时域分解的特点,对炮口电压信号进行时频域的模态分解,然后在时频分解域内利用OptShrink对分解信号进行低秩成分提取,得到去噪后的炮口电压,最终解算出接触电阻用于分析轨道炮枢轨接触特性。试验结果表明,该方法可以很好地压制炮口电压系统噪声,计算出的枢轨接触电阻波形光滑,有利于分析枢轨接触特性;枢轨接触电阻在发射初期变化剧烈,迅速降低,之后呈现缓慢波动上升的特点,直至电枢滑动出炮口接触电阻骤增。该分析方法对工程中电磁轨道炮发射状态监测提供了一种新的可靠参考。
增强型电磁轨道炮 炮口电压 枢轨接触电阻 变分模态分解 augmented electromagnetic railgun muzzle voltage armature-rail contact resistance variational mode decomposition 
强激光与粒子束
2023, 35(7): 079002
作者单位
摘要
西南交通大学物理科学与技术学院,四川 成都 610031
经典的迭代最近点算法对初始位置敏感并可能陷入局部最优解,而如果先进行粗配准调整位姿,又会出现计算时间长的问题。因此,提出一种基于主成分分析的高效点云配准算法。首先,利用主成分分析法得到两片点云的主轴方向;然后,通过两个主轴关系进行坐标系变换;最后,利用轴上轮廓点的距离进行校正,解决主轴反向问题,相较于原本的误差校正极大减小了计算量。实验结果表明:对包含2万多点的点云,基于轮廓距离改进的主成分分析配准算法平均可减少80%的运行时间,计算效率显著提高;同时还可有效处理点云初始位置较差的情况,实现两片点云任意位姿下的快速配准。该算法可实际应用于列车部件的三维点云配准,提高配准效率。
遥感 机器视觉 点云配准 粗配准 主成分分析 轮廓距离 
激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1428008
邵斌 1,2,3杨华 1,2,3朱斌 1,2,3,*陈熠 1,2,3邹融平 1,2,3
作者单位
摘要
1 国防科技大学电子对抗学院,安徽 合肥 230037
2 脉冲功率激光技术国家重点实验室,安徽 合肥 230037
3 红外与低温等离子体安徽省重点实验室,安徽 合肥 230037
语义分割网络对图像进行像素级分类,相较于目标检测其对于目标的精准定位更有优势,因此在红外小目标检测中发挥着重要作用。针对红外小目标的特点,提出一种基于实时语义分割的红外小目标检测网络。该网络基于双分支特征提取结构,采用渐进式特征融合模块和改进的Dice损失函数,使红外小目标分割的速度与效果达到良好的平衡。实验结果表明,该算法在较小参数量和计算量的情况下相较于FCN、ICNet、BiSeNet V2、STDCNet、TopFormer等5种算法达到较高的精度,在实际采集的红外小目标数据集上,其推理帧率相较于传统的FCN提升44%,达到117 frame/s,且红外小目标的交并比相较于与其推理帧率相近的TopFormer提升49%,有利于语义分割在红外小目标检测的实际应用。
图像处理 红外小目标 实时语义分割 双分支特征提取 渐进式特征融合 
激光与光电子学进展
2023, 60(14): 1410006

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