基于反转恢复技术的水脂分离磁共振成像方法

提出了使用反转恢复技术获得独立的水和脂肪图像的磁共振成像（MRI）方法. 该方法利用水和脂肪T₁值的差异,在施加选择性180°准备脉冲后, 采用不同的反转恢复时间（T_I）2次采集MRI图像,计算出水和脂肪的信号贡献,获得水和脂肪独立的2套图像. 该方法可对水和脂肪进行良好的分离,避免常规水脂分离方法Dixon技术偶发的水-脂互换伪影的产生,同时,可避开相位校正,因此可使计算过程更为简单稳定.     

基于同色异谱黑理论的非线性复合模型光谱重建研究

同色异谱现象是光谱反射率重建与颜色再现中的一个重要问题。采用三基色CCD相机采集CIE标准光源D65下的颜色样品信号,建立非线性复合模型,使用主成分分析结合神经网络的方法(PCA-NET)改进基于同色异谱黑理论的R矩阵算法,对标准Munsell色卡光谱重建进行研究。在保证给定照明条件下的色度精度同时,对光谱重建的结果进行了实验评价和讨论。实验结果表明,在给定的照明条件下,PCA-NET算法能够准确的拟合相机输出信号与主成分系数之间的非线性关系, 将其代替线性算法应用于R矩阵算法中时,测试集的平均均方根值是未改进R矩阵算法的0.76,平均标准差是R矩阵算法的0.85,可有效提高光谱反射率的重建精度。改进后的R矩阵算法具有精度较高、操作简单易实现的特点, 可用于对重建色度精度及光谱精度均要求较高的领域。     

超光谱成像仪中棱镜的热光谱特性

为了确定超光谱成像仪热控指标和开展热设计,研究了超光谱成像仪中棱镜的热光谱特性。介绍了超光谱成像仪的工作原理以及热光谱特性的含义,分析了棱镜的环境热效应,论述了棱镜热光谱特性研究内容及技术路线,推导了温度变化时棱镜偏转角以及角色散的函数关系,进一步得到光谱中心平移及光谱带宽随温度变化规律。借助有限元分析,比较了K9、熔石英两种材料的棱镜的入射角、顶角、材料色散、光谱中心平移及光谱带宽随温度变化规律,确定了棱镜的热控指标,并设计了热光谱试验。理论分析和试验结果表明由于热变形引起的光谱带宽和光谱分辨率改变可以忽略不计,光谱平移主要由材料折射率温度系数决定;棱镜材料色散(dn/dλ)对温度变化不敏感,因此温度变化对其光谱带宽影响不明显; 本文研究方法合理,结果可信,对确定棱镜的热控指标和优化热设计具有指导意义。     

分析复杂化学及生物体系分子动力学模拟轨迹的聚类方法

Molecular dynamics (MD) simulation has become a powerful tool to investigate the structurefunction relationship of proteins and other biological macromolecules at atomic resolution and biologically relevant timescales. MD simulations often produce massive datasets containing millions of snapshots describing proteins in motion. Therefore, clustering algorithms have been in high demand to be developed and applied to classify these MD snapshots and gain biological insights. There mainly exist two categories of clustering algorithms that aim to group protein conformations into clusters based on the similarity of their shape (geometric clustering) and kinetics (kinetic clustering). In this paper, we review a series of frequently used clustering algorithms applied in MD simulations, including divisive algorithms, agglomerative algorithms (single-linkage, complete-linkage, average-linkage, centroid-linkage and ward-linkage), center-based algorithms (K-Means, K-Medoids, K-Centers, and APM), density-based algorithms (neighbor-based, DBSCAN, density-peaks, and Robust-DB), and spectral-based algorithms (PCCA and PCCA+). In particular, differences between geometric and kinetic clustering metrics will be discussed along with the performances of different clustering algorithms. We note that there does not exist a one-size-fits-all algorithm in the classification of MD datasets. For a specific application, the right choice of clustering algorithm should be based on the purpose of clustering, and the intrinsic properties of the MD conformational ensembles. Therefore, a main focus of our review is to describe the merits and limitations of each clustering algorithm. We expect that this review would be helpful to guide researchers to choose appropriate clustering algorithms for their own MD datasets.     

脉冲偏压上升沿特性对等离子体浸没离子注入鞘层扩展动力学的影响

等离子体浸没离子注入(PIII)是用于材料表面改性的一种廉价高效、非视线的技术.采用等离子体粒子模型，通过假设电子密度服从Boltzmann分布，求解Poisson方程和Newton方程，跟踪离子在等离子体鞘层中的运动形态及特性并进行统计分析，研究了不同上升速率和形状的6种波形上升沿对鞘层时空演化、离子注入能量和剂量的影响.结果表明，在PIII过程中，脉冲上升沿影响了等离子体鞘层的扩展，且不同波形诱导的鞘层厚度间存在最大差值.电场强度在鞘层的外边缘区域存在陡降区，离子的运动为非匀加速过程.可以通过调整脉冲 关键词： 等离子体浸没离子注入 鞘层 粒子模型 上升沿     

FeCo/MgO催化生长体相单壁碳纳米管的直径调控

单壁碳纳米管的直径可控生长是碳纳米管生长与应用领域的重要问题。直径在0.9–1.2 nm范围内的碳纳米管非常适合应用于近红外荧光生物成像领域和量子器件单光子光源之中。本文使用FeCo/MgO催化剂生长出了直径在这一范围内的体相单壁碳纳米管,并研究了催化剂制备和CVD生长条件对碳纳米管直径的影响。催化剂前驱体的制备是获得小尺寸催化剂颗粒的关键步骤。在浸渍过程中,使用难水解的金属硫酸盐作为前驱体、降低浸渍pH以及加入络合剂分子都会抑制溶液干燥过程中金属盐的水解,从而控制催化剂的尺寸,使其适合于生长出直径可控的单壁碳纳米管。在CVD生长过程中,使用乙醇作为碳源、使用较低的碳氢比例也有利于小直径碳纳米管的生长。     

用于土壤水分测量的磁共振射频线圈宽频匹配方法

准确检测土壤水分对于改善农业用水管理至关重要.为了实现土壤水分的准确测量,本文设计了一种微型inside-out核磁共振（NMR）传感器（测量区域位于传感器周围）.其中磁体由三个轴向磁化的圆柱磁体组成,射频线圈由四个相同的弧面螺旋线圈串联组成.通过调整圆柱体之间的半径和高度,获得了一个圆周对称恒定梯度场.并利用宽频带匹配方法,增加射频线圈的激励区域,从而提高整体信噪比.将本文设计的传感器用于测量含水量不同的小颗粒沙土和大颗粒石英砂土壤模型样品的CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）信号,通过逆拉普拉斯变换获得了T₂分布谱,并将T₂谱峰面积与称重法获得的含水量进行了相关性分析,探讨了该传感器用于测量土壤水分的可行性.     

三维人脸识别算法研究

近年来,基于三维图像的人脸识别技术已经取得了很大进展,在约束环境下也能获得很好的识别性能,但仍受限于姿态、表情等因素,需要从算法上改进才能解决其影响。本文分别从基于空域直接匹配、基于局部特征匹配和基于整体特征匹配3个角度出发,对人脸匹配算法以及融合算法进行了研究,列出了部分改进算法的实验结果,并分析了算法有效性的原因,总结了目前面临的三维人脸识别算法难以突破的一些困难及未来的研究趋势。     

CaO固硫过程中Ca~(2+)在CaSO_4产物层内扩散的研究

应用标记实验技术，研究CaO固硫反应过程中产物层扩散控制阶段的反应机理 。利用扫描电镜和反射式光学显微镜，对压制烧结并带有Pt标记的CaO样品在固硫 反应前后的形貌变化观察，结果表明：经过较长时间的固硫反应后，在Pt标记层外 表面形成一层覆盖物，XRD分析结果证明该覆盖物是CaSO_4。利用电化学综合测试 仪测量了CaO及CaSO_4在高温下的电导率，结果表明在1000 ℃时CaSO_4的电导率达 到了10~(-3)数量级，说明在高温下CaSO_4内Ca~(2+)有较高的离子迁移特性。根据 标记实验、电导率测试的结果和CaO掺杂体系的固硫动力学数据的分析认为：CaO固 硫反应在后期的扩散层控制阶段的主要反应是Ca~(2+)通过CaSO_4产物层扩散至 CaSO_4外表面与SO_2和O_2进行反应，生成CaSO_4，而不是SO_2和O_2气体通过 CaSO_4产物层向内扩散，在颗粒内部与CaO发生固硫反应。     

Sn类钙钛矿太阳电池薄膜的掺杂改性研究

采用一步法分别制备了Sn类CH3NH3Sn I3和Pb类CH3NH3Pb I3钙钛矿太阳电池薄膜材料,并对其表面形貌、微观结构、吸收光谱和电池器件性能进行了表征和测试。研究结果表明:Sn类钙钛矿材料的吸收光谱相对于Pb类钙钛矿材料发生了明显的红移,吸收截止波长从800 nm上升到950 nm左右,光学带隙由1.45 e V降低至1.21 e V左右;Sn类钙钛矿材料的光谱吸收范围明显扩大,但吸收强度有所降低,相应太阳电池器件的光电转换效率也明显低于Pb类钙钛矿太阳电池,分别为2.05%和6.71%。而Br的掺杂可使Sn类钙钛矿材料带隙变宽,吸收光子能量增大,电池器件的开路电压也相应提高。当Br含量由0增加至完全替代I时,Sn类钙钛矿材料逐渐由黑褐色转变为黄色,光学带隙增大至1.95 e V,但吸收截止波长由950 nm降低至650nm。值得提及的是当Br含量为0.5时,电池器件的光电转换效率可由最初的2.05%提升至2.94%。