基于锁相光子计数测量的单像素空间频率域成像系统

基于锁相光子计数技术,提出一种多波长并行检测的单像素空间频率域成像(SFDI)系统。以一个数字微镜器(DMD)为待测多波长漫反射光的调制光源,以另一个DMD为漫反射光采集、编码与会聚设备,使得会聚后的漫反射光通过锁相光子计数技术实现不同波长的解调分离,同时降低了系统成本。引入压缩感知图像恢复理论,有效缩短了多次空间编码引起的单像素成像时间。实验结果表明,所提SFDI系统只需要进行像素总数20%左右的编码,即可准确重构多波长下仿体表面漫反射光图像。     

面向荧光剂药代动力学的动态扩散荧光层析系统

为捕捉生物组织体内快速变化的荧光信号,并借鉴扩散荧光层析在穿透深度、高灵敏度等方面的优势,设计了一套具备快速实时采样能力的动态扩散荧光层析成像在体测量系统.该系统采用多光源-探测器布配方案,结合光电倍增管探测器与锁相光子计数检测技术,具有高空间采样密度、高探测灵敏度、大动态测量范围以及高性价比等优势.有效性评估实验表明:该系统具备良好的稳定性和很强的环境光抑制能力,频率串扰率低于1.39%.仿体成像实验表明:该系统能够有效地对单个和多个目标体成像.活体健康小鼠吲哚菁绿肝代谢实验进一步表明:该系统可有效捕捉小鼠体内快速变化的荧光信号,能够用于荧光剂药代动力学研究.     

落体法测刚体转动惯量的误差分析

为了分析刚体转动惯量实验测定中摩擦力矩变化对测量结果的影响,本文对采用落体法测角加速度方法进行了实测检验。结果表明,摩擦力矩随载物系统转速增大而显著增加,系统空载测量时,减速过程角加速度对应平均转速远大于加速过程平均转速,如果不进行修正,则导致计算结果偏低。而相同质量砝码拉动系统负载测量时,加速过程和减速过程对应平均转速相对接近,测量值主要受测量随机误差影响。上述结果有利于进一步开展转轴摩擦力矩随转速变化系统性的研究。     

基于填充函数与DCD的全局优化算法及其反演

岩土工程中以监测位移为已知信息的反演问题可通过带未知变量约束空间的优化模型去求解。该模型中的优化函数常具有非线性、非凸性等特点,使得反演结果容易陷入局部最优的困境。为了应对在运用优化算法反演此类问题时存在的困境,并提高其算法效率,依据填充函数优化思想与DCD(Dynamic Canonical Descent)思想在反演时的优良全局搜索能力及其算法优化特点,提出了基于填充函数和DCD思想的联合反演全局优化算法,并给出了其反演迭代形式。数值计算和工程应用结果均表明:对于随机给定的任何一组初始反演值,本算法都能稳定且快速地收敛到反演真值。该联合算法具有数值计算稳定性好、全局优化能力强、收敛速度快等优点,将其应用于岩土工程中的非线性反演求解中具有较好的前景。     

Generation of nanosecond cylindrical vector beams in two-mode fiber and its applications of stimulated Raman scattering

We present the generation of the nanosecond cylindrical vector beams(CVBs)in a two-mode fiber(TMF)and its applications of stimulated Raman scattering.The nanosecond(1064 nm,10 ns,10 Hz)CVBs have been directly produced with mode conversion efficiency of~18 d B(98.4%)via an acoustically induced fiber grating,and then the stimulated Raman scattering signal is generated based on the transmission of the nanosecond CVBs in a 100-m-long TMF.The transverse mode intensity and polarization distributions of the first-order Stokes shift component(1116.8 nm)are consistent with the nanosecond CVBs pump pulse.     

液滴微流控系统在数字聚合酶链式反应中的应用研究进展

数字聚合酶链式反应( PCR)技术近年来发展迅速。与以实时荧光定量PCR为代表的传统PCR技术相比,数字PCR技术显著提高了定量分析的精确度和灵敏度。数字PCR的快速发展与近年来微流控技术在数字PCR技术中的广泛应用有着密切的联系。早期的研究和商业化产品使用的是大规模集成流路微流控芯片,加工过程复杂且价格高昂。近年来,液滴微流控芯片被应用到数字PCR技术中,它可以在短时间内产生102~107个微液滴,每一个微液滴都是最多只含有一个目的基因片段的PCR反应器。 PCR扩增后,通过对单个微液滴的观察计数,就可以获得绝对定量的分析数据。本文综述了不同种类的液滴微流控系统在数字PCR技术中的应用,以及液滴数字PCR微流控芯片在生物、医药、环境等领域的应用。     

利用电压异步调节束流能散度

对直线感应加速器加速电压的同步性对束流能散度的影响进行了分析,结果表明:考虑束流负载效应后,束流的不同部分将得到不同的能量增益,前后沿部分相对于平顶部分得到更多的能量增益,从而在一定程度上增加整个束流的能散度,限制了加速器光源尺寸的进一步减小。因此,提出利用调节加速电压异步的方法来调节束流不同部分得到的能量增益,从而在一定程度上降低整个束流脉宽期间的能散度。初步的试验结果也证明,加速电压的异步调节可以明显改变束流整体的的能散度。     

面向近红外脑功能成像的光学自导引漫射光断层成像方法

为降低近红外脑功能漫射光断层成像(DOT)固有的逆问题病态性,并避免多模态方法的图像配准等问题,提出了基于光学自导引提供先验功能信息的脑功能DOT方法(OT-DOT),并发展了图像重构方法.模拟验证表明:上皮厚度(TLT)已知时,OT-DOT获得的重构量化度(QR)约为传统DOT的4.2倍;当TLT的估计误差小于±10%时,OT-DOT重构的QR值可达92%以上,远远优于传统DOT;噪声鲁棒性测试表明,OT-DOT与传统DOT的噪声鲁棒性相近.利用连续光DOT测量系统的仿体实验重构结果表明,所发展的OT-DOT算法获得的重构结果优于传统DOT算法.     

基于彩色交叉条纹的相机标定北大核心CSCD

针对相位标靶标定相机需采集多幅条纹图获取相位的问题,提出了一种基于彩色交叉条纹的相机标定方法。本方法在每个标定位置仅需一幅条纹图就可以完成特征标识点的提取;通过液晶显示屏显示一幅红蓝交叉条纹图像,由相机拍摄,采用傅里叶变换和多频外差法分别得到水平和垂直方向的绝对相位;根据相位标靶的空间位置与图像中绝对相位的精确对应关系,标定相机内参,采用非线性最小二乘法优化。基于重投影误差的实验结果表明,本方法可以快速精确的实现相机标定。     

CdS微球体的水热法制备及紫外-可见光谱分析

本文以水热法制得了CdS微球体，采用XRD、SEM、TEM等测试手段对产物进行了表征。实验结果表明，硫源、溶剂及其浓度对产物的形貌有显著影响。在180 ℃下，以硫脲为硫源，EDTA-二钠饱和水溶液为溶剂制得的CdS微球体具有良好的形貌，外形规则，直径大约2~5 μm。紫外-可见光谱分析表明CdS微球体的吸收峰与体相CdS相比出现了蓝移。