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Photonic crystal-connected bidirectional micro-ring resonator array for duplex mode and wavelength channel(de) multiplexing

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Photonics Research 2024年第8期12卷 1802-1812页

作者： ZHIWEI GUAN CHAOFENG WANG chuangxin xie HAISHENG WU JUNMIN LIU HUAPENG YE DIANYUAN FAN JIANGNAN XIAO SHUQING CHEN International Collaborative Laboratory of 2D Materials for Optoelectronics Science and Technology Institute of Microscale OptoelectronicsShenzhen University College of Physics and Engineering Technology Minzu Normal University of Xingyi College of New Materials and New Energies Shenzhen Technology University Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology and Institute of Electronic Paper Displays South China Academy of Advanced OptoelectronicsSouth China Normal University Terahertz Technology Innovation Research Institute Shanghai Key Laboratory of Modern Optical SystemTerahertz Science Cooperative Innovation CenterSchool of Optical-Electrical Computer EngineeringUniversity of Shanghai for Science and Technology

The progress of on-chip optical communication relies on integrated multi-dimensional mode（de）multiplexers to enhance communication capacity and establish comprehensive networks. However, existing multi-dimensional（de）multiplexers, involving modes and wavelengths, face limitations due to their reliance on single-directional total internal reflection and multi-level mode conversion based on directional coupling principles. These constraints restrict their potential for full-duplex functionality and highly integrated communication. We solve these problems by introducing a photonic-like crystal-connected bidirectional micro-ring resonator array（PBMRA）and apply it to duplex mode-wavelength multiplexing communication. The directional independence of total internal reflection and the cumulative effect of the subwavelength-scale pillar within the single-level photonic crystal enable bidirectional mode and wavelength multiplexed signals to transmit among multi-pair nodes without interference, improving on-chip integration in single-level mode conversion. As a proof of concept, we fabricated a nine-channel bidirectional multi-dimensional（de）multiplexer, featuring three wavelengths and three TE modes, compactly housed within a footprint of 80 μm × 80 μm, which efficiently transmits QPSK-OFDM signals at a rate of 216 Gbit/s, achieving a bit error rate lower than 10-4. Leveraging the co-ring transmission characteristic and the orthogonality of the mode-wavelength channel, this（de）multiplexer also enables a doubling of communication capacity using two physical transmission channels.

关键词： Mode conversion Mode division multiplexing Optical networks Phase modulation Total internal reflection Wavelength division multiplexing

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Harpoon-shaped topological photonic crystal for on-chip beam splitter

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2024年第9期67卷 91-98页

作者： Zhiwei Guan Ruixue Dou chuangxin xie Tianyimei Zuo Liyu Huang Keyin Wen Chaofeng Wang Huapeng Ye Junmin Liu Ze Dong Dianyuan Fan Shuqing Chen Institute of Microscale Optoelectronics Shenzhen UniversityShenzhen 518060China College of Physics and Engineering Technology Minzu Normal University of XingyiXingyi 562400China Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology and Institute of Electronic Paper Displays South China Academy of Advanced OptoelectronicsSouth China Normal UniversityGuangzhou 510006China College of New Materials and New Energies Shenzhen Technology UniversityShenzhen 518118China School of information and Electronics Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

The advancement of integrated optical communication networks necessitates the deployment of on-chip beam splitters for efficient signal interconnections at network ***,the pursuit of micron-scale beam splitting with large corners and reducing the device footprint to boost connection flexibility often results in phase *** mismatches,which stem from radiation modes and backward scattering,pose significant obstacles in creating highly integrated and interference-resistant *** address this,we introduce a solution based on the topological valley-contrasting state generated by photonic crystals with opposing valley Chern numbers,manifested in a harpoon-shaped structure designed to steer the splitting *** approach enables adiabatic mode field evolution over large corners,capitalizing on the robust phase modulation capabilities and topological protection provided by the subwavelength-scale valley-contrasting *** demonstration reveals that beam splitters with large corners of 60°,90°,and 120°exhibit insertion loss fluctuations below 2.7 dB while maintaining a minimal footprint of 8.8μm×8.8μ*** a practical demonstration,these devices facilitate three-channel signal connections,successfully transmitting quadrature phase shift keying signals at 3.66 Tbit/s with bit error rates below the forward error correction threshold,demonstrating performance comparable to that in defects *** harnessing the unidirectional excitation feature,we anticipate significant enhancements in the capabilities of signal distribution and connection networks through a daisy chain configuration.

关键词： channel interconnection on-chip beam splitter topological valley-contrasting state

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Mode Multiplication of Cylindrical Vector Beam Using Raytracing Control

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Chinese Physics Letters 2024年第9期41卷 40-51页

作者： Jing Wang Qingji Zeng Haisheng Wu chuangxin xie Huapeng Ye Ze Dong Dianyuan Fan Shuqing Chen Institute of Microscale Optoelectronics Shenzhen UniversityShenzhen 518060China Guangdong Provincial Key Laboratory of Optical Information Materials and Technology and Institute of Electronic Paper DisplaysSouth China Academy of Advanced OptoelectronicsSouth China Normal UniversityGuangzhou 510006China School of Information and Electronics Beijing Institute of TechnologyBeijing 100081China

Cylindrical vector beams(CVBs)hold significant promise in mode division multiplexing communication owing to their inherent vector mode ***,existing studies for facilitating CVB channel processing are confined to mode shift conversions due to their reliance on spin-dependent helical modulations,overlooking the pursuit of mode multiplication *** challenge lies in the multiplicative operation upon inhomogeneous vector mode manipulation,which is expected to advance versatile CVB channel switching and ***,we tackle this gap by introducing a raytracing control strategy that conformally maps the light rays of CVB from the whole annulus distribution to an annular sector *** with the multifold conformal annulus-sector mappings and polarization-insensitive phase modulations,this approach facilitates the parallel transformation of input CVB into multiple complementary components,enabling the mode multiplication conversion with protected vector *** as a demonstration,we experimentally implemented the multiplicative operation of four CVB modes with the multiplier factors of𝑁N=+2 and N=−3,achieving the converted mode purities over 94.24%and 88.37%.Subsequently,200 Gbit/s quadrature phase shift keying signals were successfully transmitted upon multiplicative switching of four CVB channels,with the bit-error-rate approaching 1×10−*** results underscore our strategy’s efficacy in CVB mode multiplication,which may open promising prospects for its advanced applications.

关键词： structure. multiplicative approaching

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基于多传感器信息融合的球团密度检测系统

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微计算机信息 2006年第12Z期22卷 207-209页

作者：王创新谢又成长沙理工大学电气与信息工程学院 410076 长沙理工大学能源与动力工程学院 410076

提出了一种基于多传感器融合的球团密度在线测量新方法。该方法以模糊神经网络技术为基础,综合考虑制团过程各因素对球团密度的影响,建立起球团密度的模糊神经网络融合模型。研制了以TI公司TMS320F240DSP为核心的检测系统,并进行了实验... 详细信息

提出了一种基于多传感器融合的球团密度在线测量新方法。该方法以模糊神经网络技术为基础,综合考虑制团过程各因素对球团密度的影响,建立起球团密度的模糊神经网络融合模型。研制了以TI公司TMS320F240DSP为核心的检测系统,并进行了实验,实验结果表明检测系统输出与实验室分析测量值基本一致。

关键词：球团密度模糊神经网络多传感器融合 DSP

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智慧学习环境下学生科学探究心智技能的培养

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开放教育研究 2016年第2期22卷 104-112页

作者：谢幼如刘嘉欣孙宁蔚袁君盛创新华南师范大学教育信息技术学院广东广州510631 深圳市南山区第二外国语学校广东深圳518054

进入"互联网+"时代,教育信息化迈入了智慧化教育的新阶段。随着智慧教育理念的发展与人才培养模式的创新,在智慧学习环境中培养学生思维能力与创新能力已成为时代的新诉求。其中,科学探究能力越来越受到人们的关注和重视。科学探究心智... 详细信息

进入"互联网+"时代,教育信息化迈入了智慧化教育的新阶段。随着智慧教育理念的发展与人才培养模式的创新,在智慧学习环境中培养学生思维能力与创新能力已成为时代的新诉求。其中,科学探究能力越来越受到人们的关注和重视。科学探究心智技能对人们在科学探究活动中认识客观事物、解决问题以及科学思维能力的发展有重要意义。小学中高年级是心智技能发展的最佳时期,为了在这一关键时期更好地培养小学生的科学探究心智技能,本研究通过文献研究,以心理学、教育学相关理论为指导,对小学生科学探究心智技能的形成阶段、电子书包的支持作用以及心智技能的测量评价进行深入研究,设计了小学生科学探究心智技能的构成指标与相关评价量表,提出了小学生科学探究心智技能形成的"原型判断—原型定向—原型操作—原型内化—原型评价"五段论,构建了智慧学习环境下小学生科学探究心智技能训练模式。在此基础上,本研究进行单组前后测时间序列准实验研究,并在三次实验后对被试进行访谈。实验的前后测数据和访谈结果表明,该模式在提升科学探究元认知技能、发展学生科学探究思维、强化科学探究活动知识等方面效果显著。

关键词：科学探究心智技能电子书包训练模式小学科学

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沉默circBANP通过上调miR-338-3p的表达增强结直肠癌细胞和裸鼠皮下移植瘤的放射敏感性

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中华肿瘤杂志 2021年第5期43卷 533-540页

作者：谢毅刘建波李俊蒙张超卢创新文泽军河南省人民医院胃肠外科郑州450000 河南省人民医院肿瘤科郑州450000 河南省人民医院放疗科郑州450000

目的探讨circBANP对结直肠癌细胞和裸鼠皮下移植瘤放射敏感性的影响及潜在分子机制。方法选取2018年1月至2019年1月于河南省人民医院手术切除的20例结直肠癌患者的癌及癌旁正常黏膜组织,建立放射抵抗结直肠癌细胞LoVo/R,采用实时荧光定... 详细信息

目的探讨circBANP对结直肠癌细胞和裸鼠皮下移植瘤放射敏感性的影响及潜在分子机制。方法选取2018年1月至2019年1月于河南省人民医院手术切除的20例结直肠癌患者的癌及癌旁正常黏膜组织,建立放射抵抗结直肠癌细胞LoVo/R,采用实时荧光定量聚合酶链反应(RT-qPCR)检测circBANP和miR-338-3p的表达,克隆形成实验检测细胞的放射敏感性,四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞活力,Western blot检测细胞中自噬相关蛋白LC3和p62的表达,免疫荧光法检测细胞中微管相关蛋白轻链3(LC3)的荧光强度。通过Circular RNA Interactome网站预测circBANP的下游微小RNA(miRNA),采用双荧光素酶报告基因实验进一步验证。建立LoVo/R细胞的裸鼠移植瘤模型,观察circBANP对放射后移植瘤生长的影响。结果结直肠癌组织中circBANP和miR-338-3p的表达水平分别为3.21+0.29和0.47+0.04,较癌旁组织(分别为1.00+0.07和1.00+0.05)显著升高(均P<0.05)。成功建立了放射抵抗结直肠癌细胞LoVo/R,其circBANP表达水平为3.21±0.34,高于LoVo细胞(1.00±0.07,P<0.05),miR-338-3p表达水平为0.33±0.04,低于LoVo细胞(1.00±0.08,P<0.05)。4 Gy照射后,与沉默对照组比较,沉默circBANP组LoVo/R细胞活力降低[分别为(34±4)%和(62±6)%,P<0.05],细胞存活分数亦降低(分别为0.07±0.02和0.27±0.04,P<0.05),放射增敏比为1.843。放射诱导后,LoVo/R细胞中LC3Ⅱ/Ⅰ表达增加,p62表达降低,细胞发生自噬。自噬抑制剂氯喹可逆转放射对LoVo/R细胞中LC3Ⅱ/Ⅰ表达的诱导和p62表达的抑制作用,促进放射对LoVo/R细胞活力和存活的抑制,其放射增敏比为1.780。4 Gy照射后,与沉默对照组比较,沉默circBANP组LoVo/R细胞中LC3相对荧光强度降低(分别为0.11±0.01和1.00±0.12,P<0.05),LC3-Ⅱ/Ⅰ表达水平降低(分别为1.25±0.13和3.84±0.39,P<0.05),p62表达增加(分别为2.76±0.29和1.00±0.08,P<0.05)。经Circular RNA Interactome网站预测、双荧光素酶报告基因实验证实,miR-338-3p是circBANP的靶基因。抑制miR-338-3p后,沉默circBANP+anti-miR-338-3p+4 Gy组LoVo/R细胞的LC3相对荧光强度增高(分别为7.32±0.72和1.00±0.09,P<0.05),LC3-Ⅱ/Ⅰ表达水平增高(分别为4.13±0.43和2.31±0.23,P<0.05),p62表达水平降低(分别为0.34±0.03和1.00±0.11,P<0.05),放射增敏比为0.596。裸鼠皮下移植瘤实验显示,沉默circBANP组接种后第13、16、19、22、25、28和31天的肿瘤体积和肿瘤重量均低于沉默对照组(均P<0.05),沉默circBANP+anti-miR-338-3p组接种后第13、16、19、22、25、28和31天的肿瘤体积和肿瘤重量高于circBANP+anti-miR-NC组(均P<0.05)。结论circBANP可通过调控miR-338-3p表达调控结直肠癌细胞的放射敏感性,影响裸鼠移植瘤的生长,circBANP可能是增强结直肠癌放射敏感性的潜在靶点。

关键词：结直肠肿瘤 circBANP miR-338-3p LoVo细胞放射敏感性

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抑制circRNA ABCB10的表达对结直肠癌细胞生物学特性的影响

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中华肿瘤杂志 2021年第4期43卷 449-456页

作者：谢毅刘建波李俊蒙张超卢创新文泽军河南省人民医院胃肠外科郑州450000 河南省人民医院肿瘤科郑州450000 河南省人民医院放疗科郑州450000

目的探讨circABCB10在结直肠癌组织和细胞中的表达及其对细胞生物学行为、放射敏感性和裸鼠皮下移植瘤生长的影响。方法收集2018年1月至2018年12月于河南省人民医院治疗的结直肠癌患者的结直肠癌组织和癌旁正常组织。采用定量聚合酶链反... 详细信息

目的探讨circABCB10在结直肠癌组织和细胞中的表达及其对细胞生物学行为、放射敏感性和裸鼠皮下移植瘤生长的影响。方法收集2018年1月至2018年12月于河南省人民医院治疗的结直肠癌患者的结直肠癌组织和癌旁正常组织。采用定量聚合酶链反应(qPCR)检测结直肠癌组织、癌旁正常组织和结直肠癌细胞SW480、HCT116、HT29中circABCB10和miR-217的表达;四甲基偶氮唑蓝(MTT)法检测细胞活力,流式细胞术检测细胞凋亡情况,Transwell法检测细胞迁移和侵袭能力,克隆形成实验检测放射敏感性,Circular RNA Interactome预测circABCB10下游miRNAs的表达,双荧光素酶报告基因实验进一步验证,裸鼠皮下移植瘤实验检测circABCB10对移植瘤生长的影响。结果结直肠癌组织中circABCB10 mRNA的表达水平(3.97±2.12)高于癌旁组织(1.13±0.64,P<0.05)。正常结肠上皮细胞FHC中circABCB10 mRNA的表达水平(1.00±0.09)低于结直肠癌细胞SW480、HCT116、HT29(分别为4.53±0.44、3.12±0.32和3.51±0.36,均P<0.05)。MTT检测结果显示,转染48、72 h,si-circABCB10-1组SW480细胞的吸光度值分别为0.36±0.04和0.43±0.04,低于circ-NC组(分别为0.48±0.05和0.82±0.08,均P<0.05)。si-circABCB10-1组SW480细胞的迁移细胞数[(45±8)个]和侵袭细胞数[(34±7)个]均低于circ-NC组[分别为(106±21)个和(84±15)个,均P<0.01],放射增敏比为1.632。裸鼠皮下移植瘤实验结果显示,8 d后,si-circABCB10-1组肿瘤体积和重量低于circ-NC组(P<0.05)。miR-217是circABCB10的靶基因,抑制miR-217的表达可逆转抑制circABCB10对细胞增殖、迁移、侵袭和裸鼠皮下移植瘤生长的抑制作用及放射增敏作用。结论抑制circABCB10的表达可通过上调miR-217的表达来抑制结直肠癌SW480细胞的增殖、迁移和侵袭能力以及裸鼠皮下移植瘤的生长,并增加细胞的放射敏感性,揭示了结直肠癌进展的潜在分子机制,可为临床结直肠癌放射治疗提供一个新的增敏靶点。

关键词：结直肠肿瘤 circABCB10 miR-217 增殖迁移侵袭放射敏感性

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复合吸液芯微细直径热管的传热性能分析

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第3期46卷 42-48页

作者：李勇谢培达周文杰廖伯良何柏林陈创新华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广东新创意科技有限公司广东广州510520

对3种复合吸液芯微细直径热管(外径2 mm)进行了理论分析和实验研究,3种吸液芯分别为铜粉丝网复合吸液芯(SMCP)、泡沫铜丝网复合吸液芯(SMCF)和复合丝网吸液芯(MSM);结合毛细极限理论分析了这3种热管的极限传热功率,并分析其在不同充液... 详细信息

对3种复合吸液芯微细直径热管(外径2 mm)进行了理论分析和实验研究,3种吸液芯分别为铜粉丝网复合吸液芯(SMCP)、泡沫铜丝网复合吸液芯(SMCF)和复合丝网吸液芯(MSM);结合毛细极限理论分析了这3种热管的极限传热功率,并分析其在不同充液率下的极限传热功率、轴向温度分布和蒸发冷凝热阻特性.结果表明:SMCP、SMCF和MSM热管的最佳充液率分别为110%、95%和90%,此时其极限传热功率均为7 W,与理论计算值接近;3种热管的轴向温差随着加热功率的增大而增大,其轴向温差最大值分别为4.22、4.20和4.90℃;随着加热功率的增大,蒸发热阻逐渐增大;充液率较低时,冷凝热阻变化幅度不大,充液率较高时,SMCP热管的冷凝热阻出现较大幅度波动,而SMCF和MSM热管的冷凝热阻相对稳定;当3种热管的充液率为各自最佳充液率且加热功率为7 W时,其蒸发热阻分别为0.437、0.493和0.591℃/W,冷凝热阻分别为0.167、0.106和0.110℃/W.

关键词：热管微细直径复合吸液芯传热性能热阻

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网络学习空间提升自我效能感的效果研究

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中国电化教育 2016年第1期 34-40页

作者：谢幼如盛创新杨晓彤伍文燕华南师范大学教育信息技术学院广东广州510631 广东工业大学网络信息与现代教育技术中心广东广州510006

随着"三通两平台"建设的深入推进,利用网络学习空间提升大学生自我效能感的研究具有重要的理论意义与实践价值。该文采用准实验研究方法,在课程教学中,通过设计和应用网络学习空间,探究提升大学生网络学习自我效能感的具体效果与主要影... 详细信息

随着"三通两平台"建设的深入推进,利用网络学习空间提升大学生自我效能感的研究具有重要的理论意义与实践价值。该文采用准实验研究方法,在课程教学中,通过设计和应用网络学习空间,探究提升大学生网络学习自我效能感的具体效果与主要影响因素。研究表明,应用网络学习空间能逐步提升大学生的网络学习自我效能感,而且累积应用效果非常显著;在应用网络学习空间过程中,大学生自我效能感各维度提升效果不同,其中"能力感""努力感""环境感"提升效果较为显著。研究同时发现,"个体在学习空间中的社会存在感""网络学习空间的功能支持"和"网络学习行为模式"是影响网络学习自我效能感提升效果的主要因素,并针对这三个影响因素,分别提出相应的干预策略。

关键词：网络学习自我效能感个人学习空间大学生影响因素干预策略

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基于全变分模型改进的图像修复算法应用

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电子科技 2017年第1期30卷 61-64,68页

作者：谢正伟王创新长沙理工大学电气与信息工程学院湖南长沙410004

传统全变分(TV)模型对非纹理破损图像有较好的修复效果,但TV算法对参数敏感,导致修复图像容易在平滑区域产生阶梯效应。文中在传统TV模型的基础上,结合非线性扩散的思想,提出了一种针对参数的自适应迭代函数图像修复算法。实验结果表明... 详细信息

传统全变分(TV)模型对非纹理破损图像有较好的修复效果,但TV算法对参数敏感,导致修复图像容易在平滑区域产生阶梯效应。文中在传统TV模型的基础上,结合非线性扩散的思想,提出了一种针对参数的自适应迭代函数图像修复算法。实验结果表明,该算法在修复过程中扩散系数和自适应迭代函数的共同作用,消除了阶梯效应;修复的图像自然过渡,边缘信息保存良好。

关键词： TV模型图像修复非线性扩散自适应

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