1 河南中医药大学药学院, 河南 郑州 450046
2 中国中医科学院中药资源中心道地药材国家重点实验室培育基地, 北京 100700
3 航天恒星科技有限公司大数据项目办公室, 北京 100086
4 中国科学院空天信息创新研究院国家环境保护卫星遥感重点实验室, 北京 100094
5 中国中医科学院道地药材国家重点实验室培育基地, 北京 100700
6 中国科学院西北生态环境资源研究院甘肃省遥感重点实验室, 甘肃 兰州 730000
7 中国科学院长春应用化学研究所吉林省中药化学与质谱重点实验室, 吉林 长春 130022
8 航天工程大学航天信息学院, 北京 101416
人参是传统中药材中的贵重品种, 具有较高的经济价值。 人参生长的地域性很强, 不同产地人参有效成分含量存在差异, 人参因“道地”与否, 会导致其质量、 医学效用和经济价值的差异, 因此人参产地识别的意义重大。 目前常通过磨粉提取等制备, 再采用化学或光学等多种手段检验人参产地, 但会造成样本破坏。 而基于外观性状或芦头特征的鉴别, 因主观性差异不能作为标准化的识别方法。 如何用高精度、 无损、 快速检测识别的方法, 对人参的产地进行识别分析, 是该研究的主要立足点。 通过采用高光谱成像技术, 对已知产地信息的人参样本, 通过获取从4002 500 nm的反射光谱, 经过基于白板的绝对和相对辐射校正处理, 构建了高光谱反射率数据集。 采用随机森林的机器学习方法, 构建了基于高光谱数据的全光谱人参产地识别模型, 并对不同尺度的地域划分规则分别开展了产地识别精度验证, 发现不同产地的人参光谱有明显区别。 其中东三省与否的产地识别精度, 可以达到98.2%。 同时利用随机森林基于决策树构建的优势, 获得了人参产地识别的光谱重要性结果, 为专用轻量化仪器研发指明特征光谱。 高光谱人参产地识别研究作为严格的无损检测方式, 将对人参等道地药材的产地识别、 药材图谱指纹认知和挖掘、 药材鉴定和质量评价等提供理论支撑和技术手段。
高光谱 随机森林 可解释性 人参 中药材 产地 Hyperspectral Random forest Interpretability Ginseng Traditional Chinese medicinal materials Origin 光谱学与光谱分析
2022, 42(4): 1217
1 吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室，吉林 长春 130012
2 吉林大学基础医学院细胞生物学系，吉林 长春 130021
癌症的早期发现可以显著降低死亡率，所以癌症的早期检测与诊断已成为生物医学领域最关注的研究方向之一。肿瘤生物标志物在癌症风险评估、筛查诊断、预测治疗、预后监测等方面具有重要作用和巨大的应用潜力。目前，生物标志物的检测方法主要有放射免疫分析法、酶联免疫分析法、质谱法、光学方法、纳米技术、电化学法、微流控技术等。荧光方法具有高灵敏度、高分辨率、操作简便等特点，在无创检测和快速检测上具有重要的应用前景。本文介绍了荧光方法在肿瘤生物标志物检测方面的最新进展，从循环肿瘤细胞、循环肿瘤DNA、外泌体及肿瘤标志物蛋白(癌胚抗原、甲胎蛋白、前列腺特异性抗原)等方面进行了综述，总结了最新的荧光检测技术，对基于液体活检技术的肿瘤早期检测研究具有指导意义。
医用光学 荧光 肿瘤生物标志物 纳米材料 液体活检 中国激光
2022, 49(20): 2007103
江苏海洋大学 电子工程学院, 江苏 连云港 222005
红外图像和可见光图像均存在一定的局限性, 依靠单个种类图像无法满足工程实际需求, 可通过引入图像融合技术, 获取高质量的融合图像。为更好保障输出信息特征的多样性, 本文引入一种双分支卷积神经网络实现红外与可见光图像局部融合; 在双分支卷积神经网络基础上, 同时从红外图像、可见光图像得到跨渠道信息、渠道内信息种特征, 增加了融合图像的信息量。采用整数小波变换方法进行图像压缩。建立颜色空间模型时, 合理调节t因子的数值, 获得理想的融合图像。实验结果表明, 与现有方法相比, 本方法融合后图像边缘信息得到充分保留, 图像细节得到增强, 红外与可见光图像融合效果更好。
双分支卷积神经网络 红外与可见光图像 梯度下降理论 小波变换 图像插值 图像融合 two-branch convolutional neural network, infrared
1 兰州理工大学 能源与动力工程学院, 甘肃 兰州 730050
2 风能太阳能利用技术教育部重点实验室, 内蒙古 呼和浩特 010051
以等、变厚度悬臂梁为研究对象, 以单轴向玻璃纤维为基体材料结合压电陶瓷片设计出智能悬臂梁模型。利用数值模拟与实验相结合的方法分析了压电陶瓷片对悬臂梁模态频率、自由端最大位移及应变分布的影响。结果表明, 未加电压情况下,增加压电陶瓷铺设数目能有效增大悬臂梁固有频率,减小自由端最大位移,但对应变分布无显著影响;施加电压时,可进一步减小悬臂梁自由端最大位移,亦可减小各监测点应变值。
悬臂梁 压电材料 模态分析 静力分析 实验 cantilever beam piezoelectric materials modal analysis static analysis the experiment
1 齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006
2 广东石油化工学院 化学学院, 茂名 525000
以有机化合物作为助剂合成纳米材料, 可调控材料的形貌和结构, 进而影响材料的催化和电化学性能。以乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA-2Na)为助剂, 乙酸钴为钴源, 利用水热法合成Co3O4纳米材料, 测定材料的结构和气敏性能, 研究其结构与气敏性能的关系, 并探讨EDTA-2Na在材料合成中的作用机制。结果表明, Co 2+与EDTA 2-形成的配合物调控Co3O4晶核的生长方向, 形成了边长约为50 nm的六边形介孔纳米片。在205 ℃下, 利用该材料构筑的气敏传感器对100×10 -6甲苯响应值约为104, 在225 ℃下对100×10 -6丙酮的响应值约为70。该传感器对甲苯和丙酮等挥发性有机化合物(VOCs)的高响应性能是由于EDTA-2Na辅助合成的Co3O4表面存在的大量缺陷, 提高了吸附氧含量。另外, 介孔结构和较大的比表面积有利于VOCs的吸附、表面反应和扩散。本研究提供了一种添加EDTA-2Na辅助合成Co3O4纳米材料并获得高响应VOCs气体传感器的有效方法。
Co3O4乙二胺四乙酸二钠 水热 VOCs传感器 Co3O4 EDTA-2Na hydrothermal VOCs gas sensing
Author Affiliations
Abstract
School of Physics and Optoelectronic Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China
A type of scalable self-imaging capable of variable magnification or minification of periodic objects is demonstrated in the focal plane of a lens illuminated by a point source. The theory and the experimental results show that the self-imaging phenomenon can also be realized in the focal plane of a lens regardless of whether the distances satisfy the lens formula or not. The particular property of this scalable self-imaging effect is that the images in the focal plane can be controlled with different scaling factors only when the distances between the point source and the periodic object satisfy a certain condition. This discovery should open a new field of diffraction imaging and new application opportunities in precision measurement.
Talbot effect periodic object diffraction theory lens Chinese Optics Letters
2020, 18(3): 030501
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and Optoelectronic Engineering, Ludong University, Yantai 264025, China
2 Engineering Research Center of Optical Instrument and System, Ministry of Education, Shanghai Key Laboratory of Modern Optical System, School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
In this Letter, we propose a simple and effective approach for transforming a conventional Talbot array illuminator (TAI) with multilevel phase steps into a binary-phase TAI (BP-TAI) through detour phase encoding. The BP-TAI is a binary (0 π) phase-only diffractive optical element, which can be utilized to generate a large-scale focal spots array with a high compression ratio. As an example, we design a square BP-TAI with the fraction parameter β = 15 for achieving a square multifocal lattice with a high compression ratio β2. Theoretical analysis and experimental results demonstrate that the detour phase encoding is efficient for designing the BP-TAI, especially with the high compression ratio. Such results may be exploited in practical large-scale optical trapping and X-ray imaging.
050.1950 Diffraction gratings 070.6760 Talbot and self-imaging effects 050.1380 Binary optics Chinese Optics Letters
2019, 17(7): 070501
1 大连理工大学 工程力学系, 辽宁 大连116024
2 工业装备结构分析国家重点实验室, 辽宁 大连 116024
改变初始温度以及分别使用甲烷和乙炔气体作碳源时气相爆轰合成碳纳米管,研究了初始温度与不同碳源对碳纳米管的影响。利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、拉曼(Raman)光谱等对碳纳米管进行表征。结果表明,随着初始温度的升高,所合成的碳纳米管的产量减少且石墨化程度降低,但管壁会变得光滑且管径有所增加。当使用乙炔时,所合成的产物中没有碳纳米管,而是合成了石墨化程度较高的无定形碳,随着催化剂量的增加,产物中碳包覆颗粒增多且包覆层清晰可见,但存在结构缺陷。当初始温度在110~130 ℃时,使用甲烷气体运用气相爆轰的手段是合成碳纳米管的较佳方案。
碳纳米管 气相爆轰合成 初始温度 碳源 carbon nanotubes gaseous detonation method initial temperature carbon source 强激光与粒子束
2017, 29(2): 024101
国防科学技术大学 航天科学与工程学院, 长沙 410073
针对合成双射流激励器大功率LED灯主动散热方案, 利用Ansys软件对LED灯模型在表面射流不同流速下的散热进行仿真, 并结合试验结果验证, 得到气体流速和pn结温度的散点图, 利用Matlab进行Gauss曲线拟合, 得到pn结温度与射流速度的关系;利用阿伦尼乌斯(Arrhenius)加速模型对pn结温度与LED灯寿命的关系进行预测, 得到LED灯寿命与pn结温度的一般数学关系, 进而得到LED灯寿命与合成双射流流速的数学关系, 结合LED灯的经济性要求, 建立了基于合成双射流的LED灯散热的费用模型;通过费用模型寻找最优解, 可以确定LED灯单位时间最小费用及相应合成双射流最佳速度和LED灯寿命。
合成双射流 主动散热 费用模型 LED LED dual synthetic jets active heat dissipation cost model
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
分析了用级联的两个I类倍频腔产生的三色三组份纠缠光源纠缠特性，结果表明：第一个腔的反射抽运场，第二个腔的反射抽运场和第二个腔的输出倍频场之间是关联的，并给出了纠缠度随各种实验参数的变化关系,为多色纠缠光束的产生及其在量子测量与量子通信中的应用提供了参考。
量子光学 谐波产生 级联过程 非线性光学 量子信息
