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卫星激光通信快速反射镜研究进展及发展趋势

激光与光电子学进展 2023年第15期60卷 33-42页

作者：余子昊王栎皓汪洋刘艺晨武震宇中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点实验室上海200050 中国科学院大学北京100049 上海微技术工业研究院上海201800 上海大学微电子学院上海200444

快速反射镜(FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、激光武器、自适应光学成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统中的核心部件。本文介绍了ATP系统和FSM的工作原理,并从驱动方式、FSM的... 详细信息

快速反射镜(FSM)具有响应快、精度高、分辨率高等优势,被广泛应用于卫星激光通信、激光武器、自适应光学成像、高精度激光瞄准等领域,是捕获、跟踪和瞄准(ATP)系统中的核心部件。本文介绍了ATP系统和FSM的工作原理,并从驱动方式、FSM的面形、工作带宽、扫描角度范围、控制精度、体积重量及功耗等性能指标及在卫星激光通信的应用等方面,详细介绍了国内外研究机构的多款FSM器件,从音圈电机、压电陶瓷和微机电系统(MEMS)三种驱动结构上对FSM进行了分类,并阐述了不同驱动结构FSM的工作方式及性能差异,分析了影响FSM在ATP系统中应用的关键参数,展望了FSM在激光通信中的关键技术,指出了高精度、数字化、小型化是FSM的发展趋势。

关键词：光通信卫星激光通信快速反射镜压电陶瓷音圈电机微机电系统

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基于XFEM模拟的核级石墨断裂行为研究

应用力学学报 2021年第3期38卷 1036-1043页

作者：余子昊陈红鸟唐宇翔余啟春王德强贵州大学空间结构研究中心贵阳550003

为研究核级石墨的断裂性能,对单边切口的石墨梁进行三点弯曲试验,并采用扩展有限元(XFEM)对其断裂行为进行数值模拟。通过将数值模拟结果与试验得到的荷载-位移曲线进行对比,验证了数值模拟的可靠性。研究结果表明,加载过程中断裂过程区... 详细信息

为研究核级石墨的断裂性能,对单边切口的石墨梁进行三点弯曲试验,并采用扩展有限元(XFEM)对其断裂行为进行数值模拟。通过将数值模拟结果与试验得到的荷载-位移曲线进行对比,验证了数值模拟的可靠性。研究结果表明,加载过程中断裂过程区(FPZ)完全发展时,其长度lFPZ最大,约为14.16mm,约为石墨梁韧带高度的68%;分析了缝高比a0/D在起裂和失稳时石墨的断裂参数的变化,结果表明:随着a0/D的增大,起裂荷载Pini和峰值荷载Pc随着a0/D的增加而减小,Pini/Pc的比值保持稳定在0.8左右;双K断裂参数KIcini和KIcun基本保持不变;FPZ的长度lFPZ在完全发展之前呈线性增加,之后长度逐渐减小。

关键词：核级石墨扩展有限元断裂过程区缝高比

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益气祛腐生肌法对2型糖尿病老年患者肛瘘术后创面的影响

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中国老年学杂志 2024年第2期44卷 323-327页

作者：张晓余先昊贵州中医药大学第一附属医院肛肠科贵州贵阳550000 贵州商学院

目的观察益气祛腐生肌疗法促进2型糖尿病(T2DM)老年患者肛瘘术后创面愈合的疗效及具体的作用机制。方法选取96例肛瘘伴T2DM的老年患者随机数表法分为两组。对照组48例术后采用甲硝唑纱条填塞;实验组48例术后利用自制益气祛腐生肌纱条填... 详细信息

目的观察益气祛腐生肌疗法促进2型糖尿病(T2DM)老年患者肛瘘术后创面愈合的疗效及具体的作用机制。方法选取96例肛瘘伴T2DM的老年患者随机数表法分为两组。对照组48例术后采用甲硝唑纱条填塞;实验组48例术后利用自制益气祛腐生肌纱条填塞。观察两组术后1、2、4 w水肿及肉芽组织生长变化情况,记录并统计两组腐肉脱落和创面愈合时间。酶联免疫吸附试验(ELISA)检测肉芽组织中白细胞介素(IL)-6、IL-8、血管内皮生长因子(VEGF)及血浆血管性血友病因子(vWF)的表达。光学倒置显微镜下观察毛细血管数。Western印迹检测创面组织中转化生长因子(TGF)-β/p-Smad3/基质金属蛋白酶(MMP)-1信号通路相关蛋白的表达。结果两组术后水肿评分、IL-6、IL-8、MMP-1水平逐渐降低,差异有统计学意义(均P0.05),术后2、4 w实验组水肿评分、IL-6、IL-8、MMP-1水平均明显低于对照组(均P0.05),术后2、4 w实验组肉芽组织生长评分、VEGF、vWF、TGF-β1、p-Smad3、collagenⅠ、Ⅱ水平均明显高于对照组(均P术后2 w>术后1 w,且术后1、2、4 w,实验组创面肉芽组织毛细血管数量均明显高于对照组(均P<0.05)。结论益气祛腐生肌疗法有助于加快T2DM老年患者肛瘘术后创面的愈合,减轻水肿程度,促进肉芽组织良好生长,降低疼痛,其机制可能与减轻局部炎症反应,促进创面新生毛细血管的生成,改善局部微循环,调控TGF-β/p-Smad3/MMP-1信号通路,加快细胞外基质在创面的沉积有关。

关键词：肛瘘益气祛腐生肌转化生长因子(TGF)-β/p-Smad3/基质金属蛋白酶(MMP)-1 伤口愈合

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设计多种DNA扩增联用策略构建生物传感器用于肿瘤细胞标志物的检测

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设计多种DNA扩增联用策略构建生物传感器用于肿瘤细胞标志物的检测

作者：徐子昊北京化工大学

学位级别：硕士

APE1酶是一种在肿瘤细胞中常见的碱基修复酶,其过度表达有助于细胞缓解氧化应激等情况。近年来,越来越多的研究针对检测APE1酶构建传感器,实现对肿瘤的早期筛查。核酸生物传感器凭借自身对生物分子的特异性响应、高编程性以及良好的生... 详细信息

APE1酶是一种在肿瘤细胞中常见的碱基修复酶,其过度表达有助于细胞缓解氧化应激等情况。近年来,越来越多的研究针对检测APE1酶构建传感器,实现对肿瘤的早期筛查。核酸生物传感器凭借自身对生物分子的特异性响应、高编程性以及良好的生物相容性,在肿瘤靶标物检测中拥有巨大潜力。并且,传感器能够根据不同的检测需求,利用各种功能核酸和扩增策略构建化学修饰或物理吸附的信号分子与传感元件的作用模式,实现可视化的信号输出。然而,一个单一的扩增策略在应用上往往存在固有的局限性,无法同时满足多靶标、低丰度等复杂要求。因此,本文针对不同的检测目标与条件,提出了多种DNA扩增联用策略构建的核酸生物传感器,通过纳米器件以及核酸等温扩增反应(如HCR、CHA、EDC)的集成,实现对APE1酶以及其他肿瘤标志物的高灵敏度检测。具体来讲,本研究主要包括以下两部分内容:(1)基于核酸外切酶Ⅲ驱动的双足DNA walker与HCR扩增联用策略构建电化学生物传感器用于单独检测APE1酶。DNA发夹修饰单个AP位点能够响应靶标APE1酶,构建动态的双足DNA walker。ExoⅢ作为精准的驱动力,实现walker在电极表面的行走。为了进一步放大靶标引起电极表面核酸结构的一系列变化,策略引入HCR反应,将大量的电化学信号分子嵌入长双链结构中,用于读取对应的电流信号。通过将动态核酸器件与等温扩增反应相结合,使得该传感器具备了高灵敏度。在简单的条件下,该传感器能够在0.01-100 U/mL的宽线性范围内检测APE1酶,检测限低至0.01 U/mL。并表现出出色的靶标特异性以及真实样品分析能力。其次,该传感器在21天的电流信号仍能稳定在初始的89.1%,平行电极之间的RSD<3%。此外,相比于链置换反应,pH响应器件能够无视空间位阻。本工作通过引入DNA三链体作为电极重置再生的开关,实现了电极的多次循环再生,降低了检测成本。因此,该工作在实现APE1酶体外检测的同时,为电极再生提供了新思路。(2)基于EDC与CHA交互反应集成的自供电、自反馈体系构建的荧光生物传感器用于同时检测APE1酶与miRNA-21。通过对EDC体系的燃料链进行延伸并加入AP位点修饰,单个EDC体系便具有同时检测双靶标的能力,并能够抵抗信号泄露。为了解决单个燃料链仅能参与一次反应,形成扰乱体系的废物链,无法实现对APE1酶循环检测的问题。本研究利用废物链杂交末端构建引发剂T1*,引入具有Y型结构产物的CHA体系,将三个杂交末端设计为三个功能结构域主要用于放大APE1酶的检测信号。经验证,该荧光传感器能够在0.01 U/mL-500 U/mL范围内灵敏检测APE1酶,miRNA-21的检测范围拓宽至1 pM-200 nM。与单个EDC体系相比,双扩增联用策略对APE1酶和miRNA-21的检测限分别下降了 2个数量级和1个数量级。同时,未达到峰值的荧光强度明显上升,最高可提升至原值的900%。并且,双扩增体系的叠加没有改变EDC体系所具有良好的抗干扰能力,并能够在真实样本中明显区分MCF-7与HEK-293T细胞。结合材料相容性以及细胞内成像结果表明该传感策略在体外与体内检测的可靠性,并且在生物医学研究、疾病的早期诊断方面有着广阔的应用前景。

关键词： APE1酶 microRNA-21 DNA三链体 DNA Walker 等温扩增荧光生物传感器电化学生物传感器

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生物多样性保护审计研究

生物多样性保护审计研究

作者：武子昊云南财经大学

学位级别：硕士

基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法

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北京航空航天大学学报 2024年

作者：赵桂玲王金宝姜子昊高帅辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院

GNSS信号易受到干扰产生故障，导致滤波器性能降低，影响GNSS/SINS组合导航系统输出精度。针对此问题，论文提出一种基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法。算法基于新息残差对系统量测数据进行评估，设计基于平滑有界层宽度... 详细信息

GNSS信号易受到干扰产生故障，导致滤波器性能降低，影响GNSS/SINS组合导航系统输出精度。针对此问题，论文提出一种基于双参数的GNSS/SINS故障检测及抗差自适应算法。算法基于新息残差对系统量测数据进行评估，设计基于平滑有界层宽度的故障检测函数进行故障精确检测；利用故障检测函数值构造抗差协因数矩阵进行误差实时修正，提高状态估计的精度与鲁棒性。阶跃故障和缓变故障两类典型的GNSS故障实验结果表明：基于双参数的GNSS/SINS故障检测算法及抗差自适应算法与传统的基于残差卡方故障检测的抗差自适应算法相比，速度故障检测率提高7.6%-23.2%，位置故障检测率提高3.3%-12.3%；速度精度提高20.1%-27.1%，位置精度提高22.2%-34.6%。算法有效提高了GNSS/SINS组合导航系统的精度与鲁棒性。

关键词：组合导航故障检测抗差自适应算法新息残差平滑有界层宽度

基于多尺度特征互补和聚合约束的肺结节分类方法

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华东理工大学学报（自然科学版） 2024年第3期50卷 435-441页

作者：张琮昊迟子秋王占全王喆华东理工大学信息科学与工程学院上海200237

肺结节分类问题是早期肺癌检测与诊断的重要问题之一,针对现有的肺结节分类方法存在多尺度特征融合的信息冗余和缺乏判别性特征表示等问题,提出了一个基于多尺度特征互补与聚合约束(Multi-scale Feature Complementation and Aggregate ... 详细信息

肺结节分类问题是早期肺癌检测与诊断的重要问题之一,针对现有的肺结节分类方法存在多尺度特征融合的信息冗余和缺乏判别性特征表示等问题,提出了一个基于多尺度特征互补与聚合约束(Multi-scale Feature Complementation and Aggregate Constraint, MFCAC)的肺结节分类方法,并提出了多尺度特征互补模块用于学习相邻尺度特征的差异信息,从而避免特征融合过程中的信息冗余;同时在网络特征层引入了聚合约束损失,实现对同类特征的聚集,提高网络判别性特征表示能力;将两个模块融入在编码器-解码器架构中形成MFCAC,共同作用实现高效分类。本文在LIDC-IDRI数据集上进行了对比实验,并通过消融实验分析了该方法中各组成部分的贡献和影响,结果表明,相较于对比算法,MFCAC在肺结节分类上具有更优的性能。

关键词：早期肺癌诊断肺结节分类深度学习多尺度特征卷积神经网络

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白冠覆盖率自动提取算法改进及参数化

海洋科学进展 2024年

作者：姬昊姜文正王胜利马洪余刘展池杨光自然资源部第一海洋研究所山东科技大学海洋科学与工程学院

白冠是一种常见的海洋自然现象，海面白冠的精确识别和提取对海气相互作用、海洋遥感等研究和应用有重要的科学意义和实用价值。基于数字图像处理的白冠自动提取技术具有处理效率高、准确性好、成本低等特点，但在实际海况下拍摄的图像... 详细信息

白冠是一种常见的海洋自然现象，海面白冠的精确识别和提取对海气相互作用、海洋遥感等研究和应用有重要的科学意义和实用价值。基于数字图像处理的白冠自动提取技术具有处理效率高、准确性好、成本低等特点，但在实际海况下拍摄的图像受太阳光照的影响会存在光照不均现象，容易造成白冠误提取，使得准确提取白冠覆盖率（WC）的难度大大增加，并对后期白冠覆盖率参数化研究产生不可忽视的影响。为了解决这一难题，本文在传统自适应阈值分割算法基础上，针对光照不均的海浪图像提出了应用同态滤波和图像增强的光照校正改进算法，以消除光照不均对白冠识别提取的影响。使用立体摄影测量系统拍摄的海浪图像进行了提取实验，并与传统白冠提取算法的结果进行了对比。结果表明改进算法大幅提高了光照不均情况下白冠提取的精度，验证了该算法的可靠性，有效提高了白冠覆盖率的计算正确率，进而提高了白冠覆盖率与海面10 m风速拟合关系式的准确度和可靠性。

关键词：白冠覆盖率阈值分割同态滤波光照校正风速

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基于感知增强与多尺度融合的小目标车辆检测

北京航空航天大学学报 2024年

作者：沈瑜李阳阳李博昊高宝渠魏子易白珊兰州交通大学电子与信息工程学院

为解决车辆小目标携带信息匮乏，特征表达能力弱，导致现有算法检测精度低、漏检等问题，本文提出了一种基于感知增强与多尺度融合的小目标车辆检测算法。首先，设计了空间局部特征增强骨干网络SLFPB-ST，解决了特征提取过程中小目标特... 详细信息

为解决车辆小目标携带信息匮乏，特征表达能力弱，导致现有算法检测精度低、漏检等问题，本文提出了一种基于感知增强与多尺度融合的小目标车辆检测算法。首先，设计了空间局部特征增强骨干网络SLFPB-ST，解决了特征提取过程中小目标特征信息丢失严重的问题；其次，提出一种多尺度特征融合网络（Multi Scale Information Fusion Network，MSIFN），通过分配权重，关注更多的细节信息。同时，在MSIFN中加入大目标抑制块（Large Objects Restriction Block，LRB）约束大目标特征，保留小目标特征表达；最后，采用无锚框机制，减少小目标漏检问题，提高检测精度。在UA-DETRAC数据集和Vehicle数据集上实验结果表明，与Swin Transformer算法相比，本文算法在mAP、AP50和AP75指标上分别提升5.15%、9.35%和4.35%，参数量增加14MB，FPS降低0.4 frame/s，验证了本文算法具有良好的鲁棒性和适用性。

关键词：小目标车辆检测 Swin Transformer 多尺度融合空洞卷积 GIOU