基于B样条的TERS形貌成像背景扣除方法

在针尖增强拉曼光谱(TERS)形貌成像过程中，由于针尖与扫描台无法绝对平行、样品电子密度骤变处针尖快速升降以及扫描控制系统响应时间特性差等综合原因的影响，往往使形貌图中带有倾斜或边界面卷曲的成像背景。成像背景对样品形貌的识别和分析带来十分不利的影响，而背景扣除就是解决该问题的重要手段，也是形貌成像预处理的重要组成部分。背景扣除的原理一般是通过拟合背景的方法来扣除成像中的背景。传统的背景扣除方法是利用多项式拟合的方法对成像进行逐行的基线校正，但是该方法在处理形貌成像时常常会由于过拟合而造成样品形貌的失真，同时容易在图片上留下明显的线条纹理。针对传统方法的缺点，本文提出采用B样条曲面拟合方法，直接对样品形貌图进行曲面背景拟合，发挥B样条低阶光滑的优点，能够有效克服传统方法的缺陷。在实验中，同时利用传统方法和该方法对金单晶和合成金片的形貌图进行背景扣除，实验结果表明，两种方法都能够扣除样品形貌图中的成像背景，但与传统方法相比，所提出的方法不会造成样品形貌的失真，且不会留下线条纹理，获得了更加良好的背景扣除效果，为进一步分析样品形貌特征提供了更准确可靠的信息，是一种更加有效的TERS形貌成像背景扣除算法。     

实现均匀照度光伏聚光镜设计

为满足聚光光伏系统的聚光需求,解决传统点聚焦式聚光光伏系统中聚焦光斑不均匀、径长比过大和聚光比较小的缺点,在不增加二次匀光器件的前提下,设计了径长比小、聚焦光斑相对均匀、聚光比高的聚光光伏系统。根据几何光学柯勒照明原理、等光程原理和反射定律,通过数值求解等光程方程组获得聚光镜各个面型的轮廓曲线。利用TracePro软件对所设计的聚光系统进行光线追迹模拟,结果表明:在聚光比为725的情况下,聚焦光斑最大照度仅为太阳照度的2300倍,是点聚焦情况下的1/10左右,系统的径长比为0.3,接收角为0.72°。系统设计实现了结构紧凑,聚光性能高的设计目标,为高倍聚光光伏系统的小型化,简单化提供了一种有效的解决途径。     

基于COSM的三维显微图像复原算法研究

光学分层显微成像技术(COSM)不仅可用于去除非聚焦层杂散光的影响以及噪声的干扰,而且能复原样本的清晰三维像,将成为提取微流体的三维温度和速度场分布信息的有效工具.本文研究了基于已知点扩展函数的6种COSM成像算法,详细讨论了6种COSM成像算法的原理和实现,构造了三维样本图像和点扩展函数模型,并对复原结果进行了分析....     

红外热成像技术在高分子科学研究中的应用

红外热成像技术是一种非接触、非破坏性的测试材料表面温度的方法,具有既能生成优质图像,又能够精确测温的特点。该技术已被广泛用于全球工业行业的过程状态检测,如电力、建筑、医疗、军事等领域,但在高分子科学的研究领域应用还较少。本文介绍了红外热成像技术的基本原理,综述了红外热成像技术在高分子科学研究中的应用状况,包括研究材料在拉伸、冲击、疲劳过程的热效应特征,研究纤维成形过程的纺丝动力学及高分子聚合过程的反应动力学。     

IPET:测定独个生物大分子三维空间结构的实验方法

蛋白质的动态特性和结构活性对于蛋白质功能的调控具有根本意义。传统的结构确定方法(包括X射线和电子显微镜单颗粒分析技术等)往往需要成千上万不同蛋白质分子的平均信号,因此难以确定蛋白质分子的动态结构。而电子显微断层成像技术是一种对独个生物个体结构从不同的观测角度照相、并计算来恢复该个体的三维结构密度图的方法。传统的冷冻电子断层成像重构方法采用整个大尺寸电镜图像进行重构计算,通常用来研究细菌、细胞切片等大尺寸生物个体在较低分辨率下的结构;由于分辨率的限制,不足以获得小尺寸的蛋白质分子的结构细节。最近,任罡研究小组提出一种独个生物颗粒的电子显微断层成像方法(individual-particle electron tomography,IPET)。该方法通过减小图像尺寸(直至所选区域只包含单个蛋白质分子)的策略,运用提出的FETR(focused electron tomography reconstruction)算法来提高独个大分子重构的分辨率。此方法不需要初始模型和大量分子的平均信号,同时能够容忍一定的测角误差。本文综述了IPET/FETR方法在确定独个分子结构过程中的具体步骤以及如何应用该方法来研究蛋白动态特性和结构变化特征。期望通过该综述和国内同行交流,分享最新的前沿研究,为赶超世界科技前沿的建设添砖加瓦。     

量子态选择的分子离子解离动力学：阈值光电子-光离子符合成像技术的应用

阈值光电子一光离子符合速度成像技术通过对光电子和符合的光离子同时进行速度聚焦控制,大幅提高了电子和离子的收集效率和离子平动能分辨率,成为开展气相分子光电离和光电离．解离动力学研究的有效工具．利用该技术,我们精确地测量了分子的电离能、离子出现势等重要参数,并且开展了若干具有量子态或内能选择的离子解离动力学研究,描绘了相关势能面存在浅势阱等重要动力学特征,讨论了不同振动态和电子态的激发对解离机理和产物通道的重要影响．     

罗丹明类光学传感器在金属离子细胞成像中的应用

由于优良的光学性能和较宽的pH值适用范围,罗丹明类物质已经被广泛选作重金属与过渡金属离子细胞成像光学传感器的光学母体.对近年来罗丹明类光学传感器在重金属与过渡金属离子细胞成像中的应用进行了详细综述,包括设计思路、作用机理、应用范围等都进行了详细的比较分析.另外,提出了罗丹明类重金属和过渡金属细胞成像光学传感器目前存在的问题和今后的发展趋势.     

基于数字式MEMS传感器的声阵列成像系统设计*

常规驻极体传声器阵列成像系统存在数据采集系统复杂、体积大的问题,因而阵列传感器数量一般不超过60个,成像质量较差。为此,本文以数字式MEMS声传感器基础设计了260个传感器的声阵列,数据采集系统由FPGA控制,并嵌入到前端阵列中,后端是在另一个FPGA控制下的1个DSP芯片和2个PC104模块组成的集成系统,其中高速DSP芯片完成阵列信号处理以实现声成像功能。该系统能够实现对普通车间环境下机械设备噪声、气体泄漏噪声的现场成像测试,形成动态声像图。测试表明,该系统抗干扰能力强、声像分辨率高、成像速度快,实用效果良好。     

红外成像系统NETD参数测试算法及应用研究

噪声等效温差(NETD)是表征红外成像系统灵敏度的关键参数,也是评估红外成像系统性能的重要参数之一,应用广泛。通过对红外成像系统3D噪声、信号传递函数(SiTF)、NETD等参数测试方法、算法和流程研究,给出一种基于视频文件的3D噪声离线对比测试方法和一种SiTF线性区自动判断计算斜率算法,在此基础上针对某型技术保障装备国产化光电检测平台开发了配套应用软件功能模块。实现了通过计算单位均方根噪声所对应的SiTF斜率值,分析得出系统NETD参数值的功能。以某型热像仪为被测对象,开展了测试结果重复性和一致性试验,并与美国Optikos公司I-SITE红外整机测试系统进行了对比测试。实验结果表明开发的NETD参数测试功能模块测试精度和重复性满足设计要求,具有较高实用价值,已进行了工程应用。     

基于表面等离子体子共振成像技术研究苏拉明和顺铂对肝癌细胞生长的抑制作用简

基于表面等离子体子共振成像(SPRi)技术提出了一种实时、非标记的新型抗癌药物药效评估方法. 以聚二甲基硅氧烷(PDMS)为材料,制作了包含微柱结构的微流控芯片作为流通反应池,配合自行设计组装的SPRi生物传感器完成肿瘤细胞的特异性捕获及检测,研究了苏拉明和顺铂对肝癌细胞HepG2的生长抑制作用. 同时引入辅助验证实验,即采用常规八肽胆囊收缩素(简称CCK-8)法测定上述药物对肝癌细胞增殖的抑制作用. SPRi检测结果表明,苏拉明和顺铂能抑制肿瘤细胞HepG2增殖并呈现剂量、时间依赖关系.