用人工神经网络方法测量生物组织光学参数γ

提出了一种利用亚扩散空间分辨漫反射预测生物组织约化散射系数μ_s'和相函数参量γ的人工神经网络方法 .采用蒙特卡罗方法得到光子经生物组织漫反射的数据样本,利用这些数据样本训练反向传播神经网络,用于从亚扩散散射光中预测γ的信息.为了解决同时预测μ_s'和γ两个参数时会产生较大误差的问题,分段数据训练两个BP网络,依次识别μ_s'和γ.研究发现3.64l_(th)(l_(th)表示平均输运自由程)是对γ的不敏感点,可用该点附近的数据样本训练网络用于预测μ_s',用2l_(th)范围内的数据样本训练网络用于预测γ.蒙特卡罗仿真结果表明,在1.3≤γ≤1.9范围内,预测结果与真实值的相对均方根误差在1%以内.与现有的测量方法相比,所提的人工神经网络方法更加简单,且提高了预测精度.     

1:1分步亚微米光刻镜头

本文介绍一个数值孔径0.4、视场10×10mm~2可用于1:1分步投影光刻机的镜头的光学设计及其模型实验结果.光学设计在Wynne-Dyson的1:1折反式系统的基础上,对该系统作了某些改变.实验结果表明,该镜头具有亚微米的光刻分辨率.     

氢原子束在大气长程传输中的剥离效应

考虑到中性粒子束对近地轨道太空垃圾的清理作用以及在太空探索中的潜在应用前景,研究了中性粒子束在亚轨道空间长程传输过程中影响束流能量和密度损失的主要物理机制,重点分析了剥离效应对束流损耗的影响。中性束剥离效应包括束流粒子之间碰撞导致的自剥离效应和其与大气粒子碰撞导致的剥离效应。以束密度随传播距离变化的方程为基础,通过引用几何因子来表征束流的自剥离效应强度,建立了剥离效应机制下束流的传输模型,由此评估了束流自剥离效应在中性束长程传输中对传输距离的影响关系。研究结果表明,在固定的高度,当中性束密度大于空气粒子密度时,自剥离效应的影响将非常突出,随着传输高度的升高,即使束密度和空气密度同时降低维持量级一致,自剥离效应对传输距离的影响在大几何因子的情况下仍会增强。     

表面微纳结构对光的透射性能影响分析北大核心CSCD

针对传统光学元件增透的方法中存在物理、化学性质的限制而导致热失配、稳定性不足等问题,提出了对光学表面直接加工圆球和圆锥形两种微纳结构的增透方式;构建了两种微结构模型并以0.38~0.9μm的入射光在不同入射角的条件下对二者进行数值仿真;分析了两种模型随波长与入射角变化的反射率、透射率和电场的变化情况,并对两种实验元件进行实验测试;结合两种微纳结构的仿真和实验数据结果进行对比,获得了两种微纳结构对光透射性能的影响情况。结果表明:入射光波长由小增大时,光学元件透射率增大,并随着波长继续增大透射率逐渐趋于稳定。可为表面微纳结构对光透射性能的影响研究,以及对微纳光学器件的优化设计、制造提供参考。     

The effect of an anti-hydrogen bond on Fermi resonance： A Raman spectroscopic study of the Fermi doublet v1-v12 of liquid pyridine

The effects of an anti-hydrogen bond on the v1 v12 Fermi resonance （FR） of pyridine are experimentally investigated by using Raman scattering spectroscopy. Three systems, pyridine/water, pyridine/formamide, and pyridine/carbon tetrachloride, provide varying degrees of strength for the diluent-pyridine anti-hydrogen bond complex. Water forms a stronger anti-hydrogen bond with pyridine than with formamide, and in the case of adding non-polar solvent carbon tetrachloride, which is neither a hydrogen bond donor nor an acceptor and incapable of forming a hydrogen bond with pyridine, the intermolecular distance of pyridine will increase and the interaction of pyridine molecules will reduce. The dilution studies are performed on the three systems. Comparing with the values of the Fermi coupling coefficient W of the ring breathing mode v1 and triangle mode v12 of pyridine at different volume concentrations, which are calculated according to the Bertran equations, in three systems, we find that the solution with the strongest anti-hydrogen bond, water, shows the fastest change in the v1-v12 Fermi coupling coefficient W with the volume concentration varying, followed by the formamide and carbon tetrachloride solutions. These results suggest that the stronger anti-hydrogen bond-forming effect will cause a greater reduction in the strength of the v1-v12 FR of pyridine. According to the mechanism of the formation of an anti-hydrogen bond in the complexes and the FR theory, a qualitative explanation for the anti-hydrogen bond effect in reducing the strength of the v1 - v12 FR of pyridine is given.     

基于叠栅技术的二维亚波长周期结构成像设计

用光子学方法研究了叠栅技术中,当试件光栅被拉压和旋转后,叠栅条纹的空间周期和相对于基准光栅的取向,试件光栅被拉压后的节距等相关问题。根据衍射光波的空间周期可能大于试件光栅空间周期的特点,对二维亚波长周期结构衍射成像进行了设计研究。首先,对二维亚波长周期结构衍射物进行编码,以获得包含编码光栅空间信息的均匀波;其次,使编码得到的均匀波通过光学系统,并被放大到CCD相机所能辨识的大小;再次,经解码光栅解码,滤掉编码波,最终获得二维亚波长周期结构物的空间结构信息,达到超分辨的目的。同时,对成像过程进行了较为详尽的分析,对编码器、解码器的位置以及它们相对衍射物的取向进行了设计研究,对滤波器的选择给予了必要的说明,指出了取得超分辨成像的关键。     

强磁场下氧化钌温度传感器的磁致电阻效应研究

以氧化钌温度传感器(RX-202A)为研究对象,研究了其在0¹6 T磁场下、216 T磁场下、2⁴0 K温区内的磁致电阻效应。结果表明:RX-202A的磁效应随场强的升高而升高,随温度呈波动变化,在低温区先由正效应转变为负效应,后又随温度的升高而逐渐降低,并逐渐趋于0,RX-202A在2.1 K、16T处的磁效应为0.83;RX-202A由磁效应引起的测量误差随温度呈波动变化,在2.240 K温区内的磁致电阻效应。结果表明:RX-202A的磁效应随场强的升高而升高,随温度呈波动变化,在低温区先由正效应转变为负效应,后又随温度的升高而逐渐降低,并逐渐趋于0,RX-202A在2.1 K、16T处的磁效应为0.83;RX-202A由磁效应引起的测量误差随温度呈波动变化,在2.2¹0K温区随场强的变化差别较小,在1010K温区随场强的变化差别较小,在10³8K温区随场强的增大而增大,RX-202A在2.2K、16T处,38K、16T处产生的温度测量误差分别为-0.099K和0.364K。     

一种圆形标记点的快速提取算法

为实现快速、高精度的定位圆形标记点,提出了一种圆形标记点的识别与定位算法。在相机成像时,圆形标记点经过透视投影变换后,形态类似椭圆,用拟合椭圆的方法获取椭圆的圆心。快速获取椭圆的粗边缘点,利用高斯分布特征获取亚像素边缘点,对边缘点进行优化后利用最小二乘法拟合椭圆,可以得到最为精确的圆心坐标。实验证明,该算法用时约0.005s,椭圆圆心的位置精度在0.05pixel以内,具有很好的实用性。     

新型Ru配合物三阶非线性光学性质的Z—扫描研究

通过Ｚ－扫描的实验方法测量了几种新型的Ｒｕ配合物在４６０ｎｍ处的三阶非线性折射率ｎ２和非线性吸收系数β,并由此计算出它们的三阶百线性系数Ｘ＾（３）,分析了分子结构对其三阶非线性光学性质的影响。     

亚大气压六相交流电弧等离子体射流特性研究:实验测量

以临近空间高超声速飞行器以及航天器再入大气环境飞行过程"黑障"问题的研究为背景,进行了多相交流电弧放电实验装置的物理设计,建立了六相交流电弧等离子体实验平台(MPX-2015),在背景压力为500 Pa的亚大气压条件下获得了最大直径和长度分别达到14.0 cm和60.0 cm的等离子体射流.研究了工作气体流量、真空腔压强、电极间距以及弧电流等因素对等离子体自由射流和冲击射流特性的影响规律.结果表明:在实验参数范围内,真空腔压强对等离子体的射流特性影响最为显著,等离子体自由射流的长度和直径以及冲击钝体条件下的鞘套有效工作长度和厚度均随着压强的降低而增大;提高沿电极环缝注入的工作气体流量或弧电流亦有利于等离子体鞘套尺寸的增加.上述工作有助于进一步开展临近空间飞行器与其周围复杂介质环境间复杂的气动热效应和"黑障"问题的研究.