光学感前计算技术及其卫星遥感应用综述（特邀）

光学感前计算是一种在光电传感器前端的光学域进行信息计算处理的技术,包括编码压缩、全光智能推理等计算范式,具有传输即计算、结构即功能等显著特点,在卫星光学遥感领域有着广泛的应用前景。首先对用于感前计算的光场调制器件进行介绍,包括数字微镜器件（DMD）、液晶空间光调制器（LC-SLM）、衍射光学元件（DOE）及超表面等。然后分别梳理了感前编码压缩及全光智能推理的相关技术发展,在此基础上,着重讨论光学感前计算在卫星遥感领域的应用途径和未来发展趋势。     

基于数字微反射镜的激光直写系统中控制软件的设计

激光直写系统实现了数码面阵图像输入方式。对于大面积3D或光学可变图像,可以用面积分割法将大图像分割成许多小区域图像。计算机软件逐个完成小区域3D或光学可变图像,最后拼成最终图像。另一种方法,也可以采用分色显示图层,逐层光刻,最后合成最终图像。本软件系统是针对后者实现相应控制功能设计。要实现上述图像按色分层再合成为原始图像,须首先对原始图像预先进行数据定义,再进行分层处理成需要的光刻文件,这一过程由本图像处理软件来完成。在得到所需要的光刻文件后,需要顺序读取光刻文件里的数据,并显示在DMD上。本文即该控制软件的设计。     

基于DMD的数码全息光刻系统

利用DMD空间光调制器与计算机的良好接口和控制系统的可编程性,将其作为二维图像发生器介入激光直写系统;采用高质量相机镜头,设计了基于DMD数字微镜的激光面阵干涉成像系统和相关的光刻软件,并进行了实验,制作了缩微图像、数字掩模灰度图像和激光数码全息图像等.     

一种动态分组的多节点协同定位编队构型优化方法

针对并行式多节点协同定位时协同节点选用的问题,提出了一种基于改进遗传算法的多节点动态分组协同定位编队构型优化方法。以节点间测距信息为量测信息,建立基于容积卡尔曼滤波的多节点协同导航模型;针对实际系统中编队构型约束和测距信息限制,改进了标准遗传算法的编码、交叉和变异操作,以Cramer-Rao边界不等式求解的编队误差界作为适应度函数,完成了多节点系统最优分组问题的求解。分别针对10、20、50节点协同系统进行编队优化仿真试验,验证了改进遗传算法的可行性和有效性。仿真试验结果表明,编队构型优化方法可以在固定编队协同定位基础上进一步提升节点定位精度,动态编队的定位精度较固定编队平均提高了36%。     

循环肿瘤DNA检测研究新进展

循环肿瘤DNA(Circulating tumor DNA,ctDNA)是源自于肿瘤的一种无细胞DNA(Cell free DNA,cfDNA),可能携带与原发肿瘤相同的致癌突变和基因改变.因此,ctDNA有望作为癌症的无创监测生物标志物.研发ctDNA分析新方法可促进用于癌症诊断、预后评估、疗效监测和遗传/表观遗传异...     

碳纳米管在室温熔盐中的电容特性

研究了碳纳米管在室温熔盐二(三氟甲基磺酸酰)亚胺锂(LiTFSI)-乙酰胺中的电容特性. 将碳纳米管制成薄膜电极, 以LiTFSI-乙酰胺为电解液, 装配成模拟电容器, 用循环伏安和恒流充放电法研究其电化学性能. 结果表明, 碳纳米管在室温熔盐中表现出典型的电容特性, 其比电容为22 F•g^-1, 模拟电容器的工作电压可达2.0 V, 具有非常好的循环性能, 循环充放电1000次后容量损失仅10%, 表明室温熔盐是超级电容器非常有前景的新型电解液.     

在线凝胶渗透色谱–气相色谱串联质谱法分析土壤和茶叶中的多氯联苯

建立测定土壤和茶叶中多氯联苯(PCBs)的在线凝胶渗透色谱–气相色谱串联质谱法(GPC–GC–MS/MS)。对Qu ECh ERS前处理方法进行优化,采用乙腈提取,用Na Cl盐析分层,无水硫酸镁除水后,经C18,PSA和无水硫酸镁净化,用GPC–GC–MS/MS结合基质标准曲线确证及定量。PCBs在土壤和茶叶中的检出限分别为0.10~0.25μg/kg和0.03~0.30μg/kg,7种PCBs在20~300μg/L范围内与其色谱峰面积呈良好的线性关系,土壤和茶叶样品基质的线性相关系数分别为0.998 2~0.999 2和0.998 6~0.999 5。土壤和茶叶样品的加标回收率分别为84.9%~107.3%,82.7%~108.9%,测定结果的相对标准偏差分别为3.4%~7.3%,3.1%~6.8%(n=6)。该方法简便、高效、准确,适合于土壤和茶叶样品中PCBs残留的定量分析和快速监测。     

融合北斗与惯导定位的杆塔形变监测装置设计

采用北斗高精度定位融合惯性导航传感器辅助定位技术,通过差分校正、广域增强等算法可以实现毫米级姿态定位、动作捕捉和方向检测等.设计了一种智能运行的物联网杆塔形变监测装置,结合NB-IoT和5G NR互为备份的多模网络进行信息传输,实现对杆塔健康状态全天候自动化监测.通过系统预警机制,有效减少因杆塔位移、变形、沉降等变化而导致的安全事故.装置配备了太阳能电池进行冗余供电,通过多模物联网通信模块与空间数据预处理平台连接,实时监测杆塔形变数据并传输到云端,形成杆塔健康历史数据库.与人工检测相比,该系统的成本、精度和疏忽连续性均得到优化,其精确性、稳定性和可扩展性符合预期.     

常见金属离子含量的测定及烟草聚类分析研究

对5个烟叶产区的88个烟草样品, 利用火焰光度法和原子吸收光谱法分别测定其钾和镁、钠、锰、铁和锌的含量,应用模糊c-均值(FCM)聚类分析与系统聚类分析对这些样品分类。结果表明,模糊聚类分析对于烟草产地的判断具有积极的指导意义,其判断的准确性优于系统聚类分析。     

毛细管电泳-激光诱导荧光检测分枝杆菌脱氧核糖核酸限制性内切酶谱

建立了毛细管电泳分离-激光诱导荧光检测（CE-LIFD）分析分枝杆菌脱氧核糖核酸（DNA）限制性内切酶谱的新方法。用聚合酶链反应(PCR)扩增分枝杆菌hsp65基因的长度为439 bp的片段,该扩增片段经限制性内切酶BstEⅡ和 HaeⅢ酶切后,分别用CE-LIFD装置和常规琼脂糖电泳（AGE）对比检测酶切片段。对PCR扩增片段的酶切样品的预处理和CE条件进行了优化,获得了8种分枝杆菌DNA的限制性内切酶谱图。 DNA片段相对迁移时间的相对标准偏差（RSD）≤3.6%。结果表明,CE的分离效能明显高于AGE,是研究DNA限制性内切酶谱的更有效的检测手段。