强激光与粒子束
2023, 35(9): 096002
1 湘潭大学材料科学与工程学院，湖南 湘潭 411105
2 西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应全国重点实验室，陕西 西安 710024
为了评估电荷耦合器件（CCD）在空间科学探测以及航天卫星成像等空间辐射环境中应用的可靠性，揭示了CCD转换增益以及线性饱和输出等重要性能参数的退化机制及其实验规律。辐照实验在质子回旋加速器上进行，质子能量为60 MeV和100 MeV，质子注量分别为1×1010 cm-2、5×1010 cm-2和1×1011 cm-2。将CCD的主要性能参数在两个不同能量质子辐照后进行比较，实验结果表明，CCD的性能参数对质子辐照产生的电离损伤和位移损伤非常敏感，辐照后转换增益和线性饱和输出明显下降，且暗信号尖峰和暗电流明显增大。此外，分析了质子辐照CCD诱发的电离损伤和位移损伤，给出了CCD性能参数退化与质子辐照能量和注量的变化关系曲线。
光学器件 电荷耦合器件 质子辐照 转换增益 线性饱和输出 暗信号尖峰 光学学报
2023, 43(11): 1123001
1 长沙理工大学 水利与环境工程学院，长沙 410114
2 湖南水利水电职业技术学院，长沙 410100
3 水沙科学与水灾害防治湖南省重点实验室，长沙 41011
4 珠海爆破新技术开发公司，珠海 519099
为了研究近水面水下爆炸在不同炸药当量下产生的气泡运动对水面形态的影响,运用ANSYS软件，基于ALE算法，建立了水下爆炸气泡运动模型，对水冢形成过程进行研究；在同一水深距离参数条件下，通过对时间参数归一化处理，对不同当量TNT炸药在水下爆炸时形成的水冢形态变化、气泡运动特性和水面波动特征进行分析。结果表明：在水下爆炸过程中，随着水深距离参数的增大，水冢形成类型依次为零碎型水冢、飞溅型水冢、酒杯型水冢和皇冠型水冢，且水冢所产生的空腔半径也在逐步增大，在酒杯型水冢空腔半径达到最大；在相同水深距离参数下，装药量改变对于水冢基本形态的影响较小；随着装药量增大，爆炸产生的气泡脉动第一周期时间增加，形成的水下爆炸气泡半径增大，气泡中心点在竖直方向的位移在气泡第一周期收缩阶段后在逐渐向上运动；随着装药量的增大，皇冠型水冢特征宽度、中心水柱高度呈现增大的变化趋势，产生的水面波动高度也在逐渐增大，水面波动达到最大的归一化时刻也在不断地提前。
水下爆炸 气泡 水冢 水面兴波 炸药当量 underwater explosion bubble spike of free surface explosion-generated water wave explosive equivalent
电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 成都 610054
基于正激变换器结构,设计了一种实时自适应前沿消隐电路。通过振荡时间消隐和振荡幅度消隐,对最优消隐时间进行追踪,实现实时自适应的前沿消隐,在保证消隐可靠性的基础上降低了系统体积与成本,并确保不限制电路高频化发展。设计的前沿消隐电路能获得消除尖峰振荡的输出电流信息,保证系统能对输出负载变化做出快速响应。基于0.18 μm BCD工艺,对电路进行设计。仿真结果表明,该电路在没有其它额外限流功能条件下,启动过冲电压只有50 mV,负载切换时的下掉电压与过冲电压分别为519 mV和578 mV。
前沿消隐 实时自适应 尖峰振荡 正激变换器 leading edge blanking real-time adaptive spike oscillation forward converter
1 厦门大学航空航天学院, 福建 厦门 361101
2 厦门大学化学化工学院, 固体表面物理化学国家重点实验室, 能源材料化学协同创新中心(iChEM), 福建 厦门 361101
拉曼光谱是一种已广泛应用于化学、 生物学和物理学的技术。 然而拉曼光谱仪的电荷耦合器件很容易受到宇宙射线的影响, 从而产生随机的窄带宽、 高强度的spike。 在真实样品中出现概率较低, 约为千分之一, 但一旦出现将严重降低信号对比度。 该研究提出一种实用的spike剔除算法。 该算法对中值滤波后的数据与原始数据作差, 得到偏差数据。 用分位数的方法将偏差数据从小到大排序, 取中间99%数据作为真实数据作高斯分布拟合。 根据spike强度高, 稀疏的特性, 以光谱中高强度数据的出现概率作为阈值标准剔除spike。 最后以中值滤波结果带入原始数据代替spike, 从而最大程度还原样本原始信息且不需任何调试参数。 以加入不同强度spike的拉曼光谱作为验证对象, 实验结果表明本算法对spike检测与去除的灵敏度可以高达99.5%。 本算法同时适用于一维拉曼光谱、 二维拉曼图像和三维拉曼数据立方体, 且算法表现随着维度的增加而提高, 一维spike剔除算法能检测超过最大峰强度40%的spike, 而在三维拉曼数据立方体中, 超过峰值20%的spike即能被检测出。 用该算法对40 000条真实拉曼光谱进行处理, 可以在不扭曲真实信号的情况下有效地剔除spike, 进一步证明了算法的实用性。
拉曼光谱 宇宙射线 中值滤波 spike剔除 Raman spectroscopy Cosmic rays Median filter Spike removal 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3174
中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
持续一年的新冠疫情对全球的经济造成了巨大破坏, 为了有效控制新冠疫情, 快速检测新冠病毒(SARS-CoV-2)是一个急需解决的问题。 新冠病毒的刺突蛋白(spikeprotein)是拉曼光谱技术检测新冠病毒的检测点, 构建刺突蛋白拉曼特征峰模型对于发展拉曼检测技术快速检测新冠病毒具有重要作用。 基于简化的激子模型, 利用深度神经网络技术, 构建了刺突蛋白的酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰模型, 并结合已知可以感染人类的七种冠状病毒(HCoV-229E, HCoV-HKU1, HCoV-NL63, HCoV-OC43, MERS-CoV, SARS-CoV和SARS-CoV-2)刺突蛋白的实验结构, 分析了七种冠状病毒刺突蛋白酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰的区别。 计算结果表明, 七种冠状病毒可以根据毒刺突蛋白的酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰划分为四个组: SARS-CoV-2, SARS-CoV, MERS-CoV形成一个组; HCoV-HKU1, HCoV-NL63形成一个组; HCoV-229E和HCoV-OC43各自独立形成一个组。 相同组的冠状病毒刺突蛋白酰胺Ⅰ、 Ⅲ峰频率较为接近, 通过酰胺Ⅰ、 Ⅲ峰的频率较难区分刺突蛋白; 不同组的冠状病毒刺突蛋白酰胺Ⅰ、 Ⅲ特征峰差异较大, 刺突蛋白可以通过拉曼技术区分开来。 该结果为发展拉曼检测技术快速检测新冠病毒提供了定性判断的理论依据。
冠状病毒 刺突蛋白 拉曼光谱 酰胺Ⅰ、 Ⅲ峰; 深度学习 Coronavirus Spike protein Raman spectrum Amide Ⅰ Ⅲ peak; Deep learning 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2757
1 哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
2 西安航天动力试验技术研究所, 陕西 西安 710100
被称为第三代人工神经网络的脉冲神经网络, 是最接近人脑的神经拟态算法。与传统人工神经网络相比, 脉冲神经网络具有硬件友好性和更高的能量利用率。与电子学脉冲神经网络相比, 光子计算的光脉冲神经网络具有速度快、能耗低、延迟低、并行度高以及抗电磁干扰的优势。介绍了光脉冲神经网络的起源, 从光脉冲神经元、神经网络架构、学习训练算法等方面介绍了光脉冲神经网络的研究进展、存在的问题与挑战, 并展望了光脉冲神经网络的前景。
人工智能 人工神经网络 光计算 光脉冲神经网络 STDP规则 artificial intelligence artificial neural network optical computing optical spiking neural network Spike Timing Dependent Plasticity rules
舰载导弹在值班状态时被认为是一种舰上设备，在飞行状态时被认为是一种飞行器。GJB151B-2013中明确了舰载平台设备需进行CS106项目检测，而导弹由于并非直接与舰上电网连接，如若仍按照GJB151B-2013中规定的尖峰信号指标进行考核，明显存在过试验的情况。针对舰载导弹在电磁兼容CS106指标的裁剪需求，对其考核要求进行了充分的分析和研究，并给出了试验的裁剪建议。
电磁兼容 CS106项目 尖峰信号敏感度 指标考核 electromagnetic compatibility CS106 spike signal sensitivity index assessment 太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(6): 1041
强激光与粒子束
2020, 32(6): 069001
