我国是鸭蛋与鸭肉生产和消费大国, 为此每年需要孵化大量雏鸭才能满足生产需要。 由于无精蛋在孵化过程中无法孵化出雏鸭, 所以尽早地将其剔除可避免资源的浪费。 国内鸭蛋孵化行业需在种鸭蛋入孵7天左右使用人工照蛋方式才能将无精蛋剔除。 针对人工照蛋效率低且剔除的无精蛋已无食用价值等问题, 以入孵前种鸭蛋为研究对象, 将可见-近红外透射光谱技术与卷积神经网络相结合, 用于入孵前种鸭蛋受精信息的无损鉴别。 实验中对采集得到的400~1 000 nm原始光谱信息进行预处理(去除噪声波段和Savitzky-Golay卷积平滑处理)去除噪声与无关信息, 使用竞争性自适应重加权算法(CARS)与连续投影算法( SPA)选取特征波长, 并将选择的特征波长转换成二维光谱矩阵。 二维光谱矩阵既可以表征特征光谱的有效信息, 又可以将光谱信息传入到神经网络进行训练。 针对光谱数据的特点, 网络过深容易造成模型的过拟合, 网络过浅则会造成模型的欠拟合。 为此构建了一个4层的卷积神经网络(CNN)用于对光谱信息矩阵进行训练, 该网络包括3个卷积层和1个全连接层, 卷积层用于自动提取光谱二维信息矩阵的有效信息, 全连接层通过对卷积层提取的局部特征进行整合进而供输出层决策, 此外在卷积神经网络中引入了局部相应归一化、 池化和dropout操作可以加速网络的收敛速度并防止模型过拟合。 运用SPA提取的特征波长建立的卷积神经网络模型训练集准确率为97.71%, 测试集准确率为97.41%, 验证集准确率为98.29%; 运用CARS提取的特征波长建立的卷积神经网络模型训练集准确率为97.42%, 测试集准确率为97.41%, 验证集准确率为97.44%, 而使用SPA和CARS提取的特征波长建立的传统机器学习模型测试集精度最高仅为87.39%。 研究结果表明, 利用卷积神经网络与光谱技术相结合可以实现入孵前种鸭蛋受精信息无损鉴别, 可为后续开发动态在线检测设备提供高效、 无损、 快速的技术支持。
入孵前种鸭蛋 受精 卷积神经网络 无损检测 可见-近红外光谱 Pre-incubation duck eggs Fertilization Convolutional neural network Nondestructive testing Visible/near infrared spectroscopy 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3847
1 .中国科学院电子学研究所 高功率微波源与技术重点实验室, 北京 100190
2 济南市技师学院, 山东 济南 250031
利用有限元软件ANSYS对W波段回旋行波管电子枪进行了热应力分析.在给定热子功率下对阴极组件的温度场分布和热形变分布进行了模拟, 并通过实验进行验证.测试的温度分布基本与模拟结果基本一致.最后, 利用EGUN软件对电子枪形变前后进行了模拟.
热分析 回旋行波管 阴极组件 thermal analysis Gyro-TWTA cathode component
浙江大学材料科学与工程学院硅材料国家重点实验室， 浙江 杭州 310027
在量子点发光二极管(QLED)中，由于电荷传输层材料能带和迁移率的差异，不可避免地存在电荷注入不平衡的问题。为了制备电荷注入尽可能平衡的高性能QLED，通常利用界面调控。结合QLED的结构，分别从阳极界面调控、阴极界面调控和两相界面调控三个方面综述了近年来QLED界面调控的研究进展，分析了界面调控机理及其对QLED性能的影响。指出了QLED目前存在的问题，并展望了其未来的发展趋势。
光学器件 量子点 发光二极管 界面调控 界面层 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 070005
安徽机电职业技术学院 机械工程系, 芜湖 241002
为了分析热处理对金属间化合物激光熔覆层组织、有序化以及性能等的影响, 采用X射线衍射试验和硬度试验方法, 对激光熔覆层进行了理论分析和实验验证, 取得了涂层金属的X射线衍射曲线图、X射线衍射物相分析结果及激光熔覆层硬度试验数据。X射线衍射实验结果显示, 在激光熔覆工艺条件下形成的NiAl相实现了有序化, 而Ni3Al相未实现有序化; 经1000℃, 4h热处理后, Ni3Al相实现了有序化, 而NiAl相的有序化在热处理中得到保留; 硬度试验结果显示, 熔覆合金层的平均硬度为440HV, 热处理后的涂层平均硬度为412HV, 硬度有所下降。结果表明, 热处理有利于Ni-Al金属化合物相的有序化, 也可以使激光熔覆层组织缺陷消失并且应力得到释放。
材料 热处理 激光熔覆 有序化 硬度 materials heat treatment laser cladding ordering hardness
中国科学院 电子学研究所, 高功率微波源与技术重点实验室， 北京 100190
根据回旋管的电子回旋脉塞理论，借助于编写的回旋振荡管自洽非线性注-波互作用计算程序，设计出了工作频率94 GHz、工作电压30 kV、工作电流3 A的基次谐波连续波单腔回旋振荡管，工作模式为TE02模。设计的回旋振荡管在电压30.0 kV、电流3.0 A、速度横纵比1.5的条件下，获得了31.8 kW的输出功率，电子效率约35％。利用粒子模拟仿真软件对设计的回旋管收集极辅助线包散焦系统进行了粒子模拟仿真分析，模拟结果表明：借助于辅助线包散焦系统可以有效缩短回旋振荡管的轴向尺寸，并使回旋管收集极上的电子束功率密度低于500 W/cm2； W波段回旋振荡管收集极的热测试验结果表明：利用粒子模拟仿真获得的收集极上的电子束功率密度分布与其试验测量结果比较吻合。
W波段 连续波 回旋振荡管 高频系统 收集极 W-band continuous wave gyrotron oscillator interaction circuit collector 强激光与粒子束
2011, 23(11): 3036
对8mm高功率二次谐波回旋速调放大器进行了理论研究和优化设计，已研制出回旋速调放大器实验样管，并进行了热测实验，得到了如下结果：在中心频率为35GHz的情况下，得到的最大脉冲输出功率为180kW，效率为13％，增益为21dB；在电子束电压为58kV，电子束电流为25A的情况下，得到了150kW的输出功率，3dB带宽110MHz(0.3％).
毫米波 回旋速调放大器 二次谐波 millimeter wave gyroklystron amplifier second harmonic
1 苏州大学化学系,苏州,215006
2 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室,化学系,厦门,361005
本文对在过渡金属铁、镍电极表面制备得到的γ-氨丙基三甲氧基硅烷(γ-APS)膜进行了研究.实验中对硅烷膜用X-射线光电子能谱(XPS)、现场表面增强拉曼散射光谱(SERS)和原子力显微镜(AFM)进行了表征.X-射线光电子能谱(XPS)的结果发现存在两个N1s峰,表明γ-APS膜中的氨基有两种存在方式:自由氨基和质子化氨基.实验中还发现现场表面增强拉曼散射光谱(SERS)是研究金属/γ-APS系中界面层结构非常有效的手段,SERS结果表明硅醇羟基和氨基发生了竞争吸附,且γ-APS分子在外加电位等条件的影响下吸附状态会发生一定变化.原子力显微镜(AFM)的表征结果在微观上显示电极表面的γ-APS膜上形成了一种较规则的微孔结构,这种结构可能与基底的性质有关.
过渡金属 γ-氨丙基三甲氧基硅烷膜 现场表面增强拉曼光谱 X-射线光电子能谱 原子力显微镜 transition metal γ-Aminopropyltrimethoxysilane Insitu Surface-enhanced Raman spectroscopy X-ray photoelectron spectroscopy Atom force microscopy
