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微流控实时荧光聚合酶链式反应成像非均匀性的校正

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光学精密工程 2013年第8期21卷 2161-2168页

作者：刘勇钱鸿鹄朱灵赵树弥张龙中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031

综合参考标样法和定标校正法的思想,提出了一种用于校正微流控实时荧光聚合酶链式反应(PCR)系统荧光成像非均匀性的"多目标像素区域定标线性校正"算法,以提高其检测结果的准确性。以与PCR荧光标记物SYBR Green光谱特性相似的荧光素钠溶... 详细信息

综合参考标样法和定标校正法的思想,提出了一种用于校正微流控实时荧光聚合酶链式反应(PCR)系统荧光成像非均匀性的"多目标像素区域定标线性校正"算法,以提高其检测结果的准确性。以与PCR荧光标记物SYBR Green光谱特性相似的荧光素钠溶液为样本,检测了11种不同浓度的均匀荧光素钠溶液受激发射荧光信号的强度,分析了各个目标像素区域荧光强度和荧光素钠溶液浓度之间的线性响应关系,采用两点定标校正方法计算了CCD各个目标像素区域的校正系数矩阵。实验表明,3种浓度荧光素钠溶液的成像均匀度分别从校正前的71.28%、72.01%、70.73%提高到校正后的77.49%、80.07%、90.64%;微流控四腔芯片中相同浓度的DNA样品在PCR扩增阶段的Ct值相对标准偏差由校正前的4.38%、1.94%、3.31%减小到校正后的2.44%、0.79%、1.31%,显著提高了微流控实时荧光PCR检测结果的准确性。

关键词：微流控聚合酶链式反应(PCR) 成像非均匀非均匀性校正荧光检测

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多角度偏振成像仪杂散光校正方法研究

光学学报 2017年第11期37卷 155-162页

作者：张苗苗孟炳寰钱鸿鹄韩琳陈怀军王羿洪津中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

多角度偏振成像仪是一种超广角画幅式的偏振成像传感器,杂散光是影响其辐射偏振测量精度的重要因素之一。为了避免杂散光影响高精度定量参数的反演,需要在实验室对其进行专门的分析、测量和校正。根据多角度偏振成像仪的光学系统特点,... 详细信息

多角度偏振成像仪是一种超广角画幅式的偏振成像传感器,杂散光是影响其辐射偏振测量精度的重要因素之一。为了避免杂散光影响高精度定量参数的反演,需要在实验室对其进行专门的分析、测量和校正。根据多角度偏振成像仪的光学系统特点,将影响仪器的杂光分为局部杂光和全局杂光,重点分析了这两种杂光的成因和表现特性,并以此为基础构建了仪器的杂散光模型,提出了通过分区域照明获取杂光系数矩阵并对待校图像进行分块校正的方法。在未饱和及过饱和两种情况下,通过分矩形区域、分视场二维转动扫描成像的方式,建立了目标区辐射量和其他非目标区杂光量的关系,最终获得11×11区域的杂散光系数矩阵。最后根据实测得到的杂散光系数矩阵对图像进行了校正,结果表明,此校正方法可以消除至少90%的杂散光。

关键词：测量多角度偏振成像仪杂散光校正分区域杂散光系数矩阵

星载多角度偏振成像仪非偏通道全视场偏振效应测量及误差分析

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物理学报 2017年第10期66卷 32-41页

作者：钱鸿鹄孟炳寰袁银麟洪津张苗苗李双裘桢炜中国科学院安徽光学精密机械研究所合肥230031 中国科学技术大学合肥230026 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室合肥230031

星载多角度偏振成像仪自身的光学系统有一定的偏振效应,会影响非偏通道的辐射测量精度.斜入射到光学元件上的光透射率是偏振敏感的,导致了光学系统的线偏振效应.为精确反演解析出观测目标光的辐射强度,需对成型仪器本身的偏振效应进行... 详细信息

星载多角度偏振成像仪自身的光学系统有一定的偏振效应,会影响非偏通道的辐射测量精度.斜入射到光学元件上的光透射率是偏振敏感的,导致了光学系统的线偏振效应.为精确反演解析出观测目标光的辐射强度,需对成型仪器本身的偏振效应进行准确的测量、定标、校正.通过分析仪器原理和光路结构,详细推导出仪器非偏通道含线偏振效应的辐射测量模型,并根据实际镜头特点合理简化了模型.提出了基于不同偏振角的完全线偏光在仪器全视场内稀疏入射并最小二乘拟合响应值的方法,对非偏通道全视场线偏振效应进行测量和定标,同时对此方法的定标过程进行了仿真.另外,分析了仪器主要物理参数有偏差时对不同偏振态入射光的反演误差,如仪器单像元方位角、显式起偏效应、低频透过率.对仪器开展了实验室定标实验,得到了仪器主要物理参数范围及其拟合偏差量,进一步算出显式起偏效应参数偏差引起的辐射定标强度相对误差最大为0.4%,满足仪器辐射精度5%的要求并留足余量.该研究为仪器非偏通道全视场的高精度辐射测量、定标及后期数据处理提供了理论依据及实验指导.

关键词：辐射测量精度偏振效应大视场 Stokes-Mueller矩阵

大气同步校正仪的滤光片筛选方法与精度验证实验研究

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光学学报 2017年第3期37卷 219-229页

作者：康晴袁银麟李健军杨伟锋范慧敏钱鸿鹄吴浩宇郑小兵中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 中国科学技术大学安徽合肥230026

为保证大气同步校正仪的偏振测量精度,在研制的过程中需要对滤光片进行检测和筛选。设计了校正仪的偏振测量模型和滤光片的筛选条件,分析了影响校正仪的偏振度测量精度的主要因素。以490nm通道为例,采用滤光片的光谱透射率和典型目标的... 详细信息

为保证大气同步校正仪的偏振测量精度,在研制的过程中需要对滤光片进行检测和筛选。设计了校正仪的偏振测量模型和滤光片的筛选条件,分析了影响校正仪的偏振度测量精度的主要因素。以490nm通道为例,采用滤光片的光谱透射率和典型目标的光谱辐亮度数据,分析了偏振通道间的相对透射率和带外响应相对于总响应的比值随目标光谱辐亮度形状的变化情况,并对滤光片进行了筛选,对校正仪进行了偏振度测量精度的验证。结果表明,在大气目标偏振度0~0.4范围内、在偏振通道间的相对透射率的相对变化和带外响应的相对变化对偏振度产生的变化均不大于0.4%且二者合成不确定度应小于0.5%的筛选条件下,可保证校正仪的偏振度测量精度。选用最佳效果筛选滤光片的校正仪的测量不确定度明显小于未经筛选滤光片的校正仪的测量不确定度,证明了筛选方法的有效性。

关键词：测量偏振滤光片带外响应筛选精度验证

基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法

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电子科技大学学报 2024年第2期53卷 227-234页

作者：钱夔宋爱国田磊南京工程学院自动化学院南京211167 东南大学仪器科学与工程学院南京210096 东南大学深圳研究院深圳518071

针对现有物理信息神经网络利用数值模拟近似物理控制方程带来的高计算代价、边界条件限制等问题,提出一种基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法。首先构建时序特征交替更新的非线性预测网络模型,再在频域建立基于傅里叶谱... 详细信息

针对现有物理信息神经网络利用数值模拟近似物理控制方程带来的高计算代价、边界条件限制等问题,提出一种基于频域控制约束的物理神经网络非线性系统预测方法。首先构建时序特征交替更新的非线性预测网络模型,再在频域建立基于傅里叶谱方法(FSM)的物理控制方程约束,时空数据在网络模型与频域控制约束耦合下实现无标签数据加速训练,完成系统演化学习。最后在Burgers系统上进行湍流预测验证,实验结果表明该方法可在物理规则约束下实现无标签非线性复杂建模,对比主流PINN模型及其变体,具有更快的学习速度与预测准确率。在t≤0.25 s、t≤0.5 s短时预测情况下,经前期20次训练后系统预测均方误差(MSE)相比主流基准模型同期预测,MSE降低了86%与95%,在t≤2 s长时预测情况下,经充分训练后系统预测MSE能降低80%。

关键词：物理信息神经网络傅里叶谱方法频域控制方程约束 Burgers系统非线性系统预测

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核燃料裂变气体行为研究进展

材料导报 2024年第2期38卷 36-45页

作者：钱郑宇严冬恽迪西安交通大学能源与动力工程学院西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室

核燃料裂变气体行为是影响核燃料性能最为关键的因素之一。裂变气体是核燃料在裂变过程中产生的惰性气体，性质较为稳定，但其不溶于燃料基体，多以气体形式存留在燃料内。存留在燃料基体内的裂变气体会造成燃料肿胀，而从基体中释放到... 详细信息

核燃料裂变气体行为是影响核燃料性能最为关键的因素之一。裂变气体是核燃料在裂变过程中产生的惰性气体，性质较为稳定，但其不溶于燃料基体，多以气体形式存留在燃料内。存留在燃料基体内的裂变气体会造成燃料肿胀，而从基体中释放到气腔的裂变气体会影响燃料和包壳间气隙的热导率和气压。无论是造成肿胀还是影响热导率和气压都会对核燃料的安全造成威胁，因此对裂变气体行为的研究具有重要意义。迄今为止，对裂变气体行为的相关研究开展了60余年，研究人员对裂变气体行为有了相当深刻的认识，并开发了包括裂变产生、气泡形核、气泡聚合、气泡迁移、气体原子重溶和最终裂变气体释放的一套完整的裂变气体行为理论体系，这套理论体系被广泛应用于核燃料性能分析中，为核燃料设计与性能模拟做出了极大的贡献。本文总结了裂变气体行为理论中多种具体的裂变气体行为，详细地阐述了裂变气体各种具体行为的产生原因及过程，同时针对不同类型核燃料独有的裂变气体行为进行了汇总，归纳了用于不同核燃料裂变气体行为的经验性和机理性模型，最后总结了现今裂变气体行为方向的研究重点。

关键词：核燃料裂变气体行为陶瓷燃料金属燃料

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中国南方冬季最低温延伸期预报方法尝试

地球物理学报 2024年第6期67卷 2096-2109页

作者：戴金黄艳艳钱伊恬南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室/气候与环境变化国际合作联合实验室/气象灾害预报预警与评估协同创新中心南京210044 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519080

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,... 详细信息

未来10~30天的延伸期预报一直是当前的难点问题.本文针对对极端低温事件异常敏感的中国南方地区,构建了预报时效为25天的冬季最低温的有效延伸期预报模型.利用1979/1980—2019/2020年冬季日平均再分析资料,本文研究发现,在季节内尺度,相比于原始变量,利用当候值减去其5候前值的增量方法可以放大和延长预测信号.中国南方地区的土壤温度和平流层50 hPa位势高度作为影响南方冬季最低温的关键因子,它们通过影响西伯利亚地区环流异常、北大西洋涛动以及欧亚遥相关型,对中国南方冬季最低温进行调制.由于两个增量形式的关键因子具有50天的准周期性,存在超前5候的显著自相关,超前5候增量形式的土壤温度和平流层极涡异常可以有效预报我国南方最低温增量.将预报的最低温增量,加上5候前的观测,得到的独立试报时段(2009/2010—2019/2020年冬季)的最低温与观测的时间相关系数为0.45,极端低温日命中率为57%.本研究使用的增量方法可以为当前极端天气事件的延伸期预报提供新思路.

关键词：冬季最低温增量方法延伸期预报

新基建助力区域环境优化——基于特高压输电工程研究

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当代财经 2024年

作者：钱非非魏守华南京大学长江三角洲经济社会发展研究中心

特高压作为新型基础设施建设的重要组成部分，不仅承担着能源供需调节的重要职责，更担负了区域环境优化的历史使命。基于中国2003—2020年1625个县区面板数据的实证研究表明：第一，特高压输电可显著抑制地区PM2.5浓度，助力区域环境... 详细信息

特高压作为新型基础设施建设的重要组成部分，不仅承担着能源供需调节的重要职责，更担负了区域环境优化的历史使命。基于中国2003—2020年1625个县区面板数据的实证研究表明：第一，特高压输电可显著抑制地区PM2.5浓度，助力区域环境优化。在改变样本颗粒度、考虑样本选择偏差、排除其他政策干扰等一系列稳健性检验后，该结论依然成立。第二，特高压输电主要通过优化资源配置、促进清洁生产与推动绿色创新三个机制，促进区域环境优化。第三，特高压输电在抑制电力输入地、东部地区以及能源资源欠丰富地区PM2.5浓度的同时，不同程度地加剧了电力输出地、西部地区以及能源资源丰富地区的环境压力。因此，在特高压输电项目建设中，国家需格外关注电力输出地、西部地区以及资源型县区的居民福利与生态环境问题，建立相应的生态补偿与技术支持机制，以期在更大范围内实现经济与环境的双向平衡。

关键词：特高压输电资源配置效率区域环境优化交错双重差分异质性偏误诊断

医用钛表面石墨烯薄膜的PECVD法制备及其性能

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表面技术 2024年第8期53卷 156-162,190页

作者：张宪明蔡丁森钱仕慈溪生物材料表面工程中心浙江宁波315300 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室上海200050

目的在医用钛表面制备石墨烯薄膜,研究生长时间对石墨烯薄膜理化性能和生物学性能的影响。方法采用等离子体增强化学气相沉积设备,在医用钛表面制备石墨烯薄膜,控制石墨烯薄膜生长时间为5、10、30 min。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜、... 详细信息

目的在医用钛表面制备石墨烯薄膜,研究生长时间对石墨烯薄膜理化性能和生物学性能的影响。方法采用等离子体增强化学气相沉积设备,在医用钛表面制备石墨烯薄膜,控制石墨烯薄膜生长时间为5、10、30 min。通过拉曼光谱、扫描电子显微镜、接触角测量仪和电化学工作站对石墨烯薄膜的结构、表面形貌、表面润湿性和耐腐蚀性进行表征,通过小鼠成骨细胞培养评价石墨烯薄膜的细胞相容性。结果薄膜的拉曼结果呈现石墨烯的D、G和2D特征峰。生长时间为10 min和30 min的石墨烯薄膜在医用钛表面呈现垂直纳米片状态。随着生长时间的延长,医用钛表面石墨烯薄膜的水接触角逐渐增大。3组样品中,生长时间为5 min的样品具有最小的腐蚀电流密度(1.822×10^(‒7)A/cm^(2)),生长时间为10 min的样品具有最高的腐蚀电位(‒0.404 V);生长时间为5 min和10 min的样品有利于细胞的黏附与铺展,生长时间为30 min的样品对小鼠成骨细胞活性具有一定的抑制作用。结论石墨烯薄膜可以有效提高医用钛的耐腐蚀性。石墨烯薄膜生长时间影响其形貌,进而改变水接触角。不同生长时间的石墨烯薄膜对小鼠成骨细胞的黏附和铺展表现出明显的差异。

关键词：等离子体增强化学气相沉积医用钛石墨烯耐腐蚀性细胞相容性