1 西北大学光子与光子技术研究所,陕西 西安 710127
2 浙江大学光电科学与工程学院,浙江 杭州 310007
Such as, by using the photothermal effect of materials, the surface tension of the lubrication layer on the surface of materials can be changed, thus creating a wetting gradient force to push the droplets to move. Further, the sliding and pinning of the droplet can be controlled by the phase change of the paraffin layer on some functional surfaces. The pyroelectric crystal can generate the dielectric force field on its surface based on the photothermal effect, which could be applied to realize the lossless moving, merging, and splitting of the droplets. In addition, the wettability of the photovoltaic crystals could be changed with the irradiation of light, therefore, can be used to control the behavior of droplets. In this paper, the development of the photo-responsive functional surface in droplet manipulation was briefly reviewed. The mechanisms of the droplet manipulation with the functional surface were expatiated. The categories of functional surfaces were summarized, the characteristics of the structure were analyzed, and the corresponding implementation method was introduced in detail. In addition, the applications of the photo-responsive functional surface in droplet transportation, fusion, and segmentation were introduced. Finally, the future development and potential applications of the photo-responsive functional surface for droplet manipulation were prospected.
光响应 功能表面 液滴操控 润湿性 photo-responsive functional surface droplet manipulation wettability
光子学报
2022, 51(10): 1014001
光子学报
2022, 51(10): 1012001
1 天津工业大学 电子与信息工程学院,天津300387
2 天津市光电检测技术与系统重点实验室,天津300387
3 天津医科大学眼科医院 眼视光学院,天津0084
4 国家眼耳鼻喉疾病临床医学研究中心天津市分中心,天津30038
5 天津市视网膜功能与疾病重点实验室,天津300384
6 北京大学人民医院眼科,北京100044
7 瑞达昇医疗科技有限公司,北京101100
通过拼接角膜神经图像可以减小显微图像视场小的影响。由于显微图像存在渐晕效果,拼接图像会在拼接处产生伪影,影响医生诊断。为解决拼接图像的渐晕伪影问题,提出了一种通过非线性多项式函数建模进行图像渐晕校正的方法。首先,对单张角膜神经图像建立渐晕模型,设置符合渐晕物理性质的约束条件,利用L-M优化算法对渐晕模型参数进行迭代优化。在每次迭代优化过程中,计算对数信息熵,对当前渐晕模型的校正效果进行判断,防止图像过度校正。迭代优化结束后,将渐晕模型反向补偿原图像,完成渐晕校正处理。通过对比校正前后的拼接图像,校正后图像在拼接处无明显的渐晕伪影。实验测试5组不同患者的图像,校正后图像MSE、PSNR、SSIM评估指标平均值分别达到0.004 2、72.225 1 dB、0.960 0,具有最佳的校正效果。本文算法的校正效果明显优于其他同类算法的校正效果。该方法能够有效地对角膜图像渐晕效果进行校正,无须提前设置固定的相机和环境亮度参数。校正后图像拼接效果良好,可获得更加准确、清晰、视野范围大的角膜神经拼接图像。
计算机视觉 角膜神经显微图像 渐晕校正 共聚焦显微镜 对数信息熵 computer vision corneal nerve microscopy images vignetting correction confocal microscope logarithmic information entropy 光学 精密工程
2022, 30(20): 2479
强激光与粒子束
2020, 32(9): 092008
西北大学 光子学与光学技术研究所 国家级光电技术与纳米功能材料国际科技合作研究中心 光电技术与功能材料省部共建国家重点实验室培育基地, 陕西 西安710069
基于激光受激辐射损耗原理的远场光学超分辨成像技术, 当圆形入射高斯激光经过涡旋相位板调制后, 将转变为中心光强为零的圆环形光束, 该形状的激光束与光敏聚合物作用, 能够制备出具有一定功能的纳米结构。介绍了自主搭建的基于圆环连续激光光源的激光直写系统, 以及利用该系统研制的复合纳米结构。当光源为532 nm连续激光输出时, 与正性光刻胶作用, 得到直径<50 nm的纳米柱复合结构, 以及整齐均匀的纳米柱阵列结构; 与负性光刻胶作用, 得到直径<100 nm的纳米通道, 以及整齐均匀的中央有纳米通道的微米柱复合结构阵列。当光源为405 nm连续光纤激光时, 与正性光刻胶作用, 也得到了直径小至153 nm的纳米柱复合结构及其阵列。这些纳米结构的基本单元尺寸都突破了光学“阿贝衍射极限”的限制, 具有实用潜力。
光学衍射极限 连续激光直写技术 相位调制 纳米柱阵列 功能纳米复合结构 Optical diffraction limit CW laser direct writing lithography phase modulation nanopillar array functional composite nanostructure
1 西北工业大学 计算机学院, 陕西 西安 710072
2 西北工业大学 软件与微电子学院, 陕西 西安 710072
3 西安电子科技大学 计算机学院, 陕西 西安 710072
由于脊椎生理结构的精准坐标描述和准确匹配尚未达到医学精度的要求, 本文对如何精确描述脊柱腰骶段特征点的物理坐标进行研究。介绍了人体脊椎采样特征点的定义和传统标记方法。针对手动标注特征点精确度不够, 易产生较大误差等问题提出了一种基于曲率多特征融合的自适应标注特征点的方法。该方法首先找出某个特征点的高斯曲率和平均曲率流的定义值, 得到该特征点的法曲率相对极大值, 并计算在指定极小半径r范围内的所有模型点的法曲率相对极大值。由于极大值曲率越大, 三维模型表面在该点处的弯曲程度越大, 该点就越能表现三维模型的大致轮廓, 故以r范围内极大值最大的点作为特征点的曲率描述来替换手动拾取的点, 从而准确反映该点的特征变化情况。最后, 对改进结果进行偏差验证分析。结果表明: 改进方法的准确度比现有手动标注特征点方法的准确度提高了约37%, 验证了本文方法的有效性。
脊椎 三维模型 特征点标注 曲率多特征融合 极大值曲率 spine 3D model feature point annotation curvature multiple feature fusion maximum value of the curvature 光学 精密工程
2016, 24(11): 2872
1 西北大学 光子学与光子技术研究所 省部共建光电技术与功能材料国家重点实验室培育基地, 西安 710069
2 西北大学 物理学院, 西安 710069
3 西安市教育科学研究所, 西安 710003
为了揭示高数值孔径光学系统在多重初级像差共同作用时受到的影响, 基于衍射理论, 研究了多重初级像差, 特别是彗差、象散和球差对汇聚高斯光束的影响效果.通过数值模拟计算, 获得了在彗差、象散和球差共同作用下, 汇聚高斯光束在焦平面处光斑的光强分布, 发现多重像差对聚焦光斑的影响并非各单像差影响效果的简单叠加.通过对高数值孔径光学系统激光焦斑的实际测量, 发现其光强分布特点与数值模拟结果具有高度的一致性.研究结果对于评估与分析实际的光学系统具有一定的指导意义.
多重初级像差 高数值孔径 衍射理论 高斯光束 数值模拟 Multiple primary aberration High numerical aperture Diffraction theory Gaussian beam Numerical simulation
1 清华大学 1. 深圳研究生院, 广东 深圳518055
2 清华大学 2. 精密仪器系, 北京 100084
为实现CCD相机高清图像数据的处理, 设计了一种基于FPGA的高速桥接平台, 提出硬件模块的实现方案。在FPGA内部, 使用Verilog HDL对底层电路进行描述; 详细阐述了基于FPGA的SATAⅡ接口管理实现方案, 给出主机端上电初始化模块和设备端上电初始化模块的状态机设计; 说明利用DRP (Dynamic Reconfiguration Port)使SATAⅡ接口向下兼容SATAⅠ接口的实现方法, 设计了速度协商状态机。最后在实验平台上通过板级调试, 固态硬盘和主机成功通讯, 满足SATAⅡ接口的速度要求, 可以用作高清图像处理算法的移植平台。
高速桥接 硬件 速度协商 通讯 FPGA FPGA high speed bridge hardware speed negotiation communication