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High-Efficiency Dynamic Terahertz Deflector Utilizing a Mechanically Tunable Metasurface

Research 2024年第3期2023卷 585-594页

作者： Zhenci Sun Chao Liang Chen Chen Xiayu Wang Enze Zhou Xiaomeng Bian Yuanmu Yang Rui You Xiaoguang zhao jiahao zhao Zheng You Department of Precision Instrument Tsinghua UniversityBeijing 100084China State Key Laboratory of Precision Measurement Technology and Instruments Tsinghua UniversityBeijing 100084China Beijing Advanced Innovation Center for Integrated Circuits Beijing 100084China School of Instrument Science and Opto-Electronic Engineering Beijing Information Science and Technology UniversityBeijing 100016China.

Terahertz (THz) wave manipulation, especially the beam deflection, plays an essential role in various applications, such as next-generation communication, space exploration, and high-resolution imaging. Current THz optical components and devices are hampered by their large bulk sizes and passive responses, limiting the development of high-performance, miniaturized THz microsystems. Tunable metasurfaces offer a powerful dynamic optical platform for controlling the propagation of electromagnetic waves. In this article, we presented a mechanically tunable metasurface (MTM), which can achieve terahertz beam deflection and vary the intensity of the anomalous reflected terahertz wave by changing the air gap between the metallic resonator (MR) array with phase discontinuities and Au ground plane. The absence of lossy spacer materials substantially enhances deflection efficiency. The device was fabricated by a combination of the surface and bulk-micromachining processes. The THz beam steering capability was characterized using terahertz time domain spectroscopy. When the air gap is 50 μm, the maximum deflection coefficient reaches 0.60 at 0.61 THz with a deflection angle of ~44.5°, consistent with theoretical predictions. We further established an electrically tunable miniaturized THz device for dynamic beam steering by introducing a micro voice coil motor to control the air gap continuously. It is shown that our designed MTM demonstrates a high modulation depth of deflection coefficient (~ 62.5%) in the target steered angle at the operating frequency. Our results showcase the potential of the proposed MTM as a platform for high-efficiency THz beam manipulation.

关键词： tunable Efficiency resonator

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微乳突提高低力学刺激下微结构柔性压力传感器的性能

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机械工程学报 2024年第4期60卷 222-229页

作者：赵家浩黄汉雄华南理工大学广东省高分子先进制造技术及装备重点实验室广州510640

提出一种新的快速制备双级微圆顶阵列柔性压力传感器的方案,并应用于检测微弱的生理信号。采用模压成型,快速制备表面分布有双级、单级微圆顶阵列和表面平整的热塑性聚氨酯柔性薄片;将喷金的微结构薄片和涂覆导电石墨的平整薄片作为传... 详细信息

提出一种新的快速制备双级微圆顶阵列柔性压力传感器的方案,并应用于检测微弱的生理信号。采用模压成型,快速制备表面分布有双级、单级微圆顶阵列和表面平整的热塑性聚氨酯柔性薄片;将喷金的微结构薄片和涂覆导电石墨的平整薄片作为传感基片,以面对面方式封装成柔性压阻式压力传感器。结果表明,与单级微结构传感器相比,微圆顶表面上分布有微乳突的双级微结构传感器(D-Sensor)在线性低压区(0~11kPa)具有较高的灵敏度(0.061kPa^(-1))和明显较高的线性度(线性相关判定系数达0.996)。这归因于在压力作用下双级微圆顶的形变遵循Archard理论,接触区面积随压力提高的增加量较大。D-Sensor的响应时间较短(100 ms),在1000次循环压缩/释放测试(9 kPa压力)中能保持较稳定的压阻响应。D-Sensor可准确地检测脉搏、发音和呼吸等生理信号(对应低力学刺激)。研究表明,所提出的快速方法制备的双级微结构传感器具有优良的传感性能,可应用于健康检测领域。

关键词：柔性压力传感器微圆顶阵列微形变热塑性聚氨酯模压成型

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激光共焦干涉面形快速高精度自动测量

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光学精密工程 2024年第9期32卷 1320-1329页

作者：赵家豪杨帅杨铮崔健邱丽荣赵维谦北京理工大学光电学院复杂环境智能感测技术工信部重点实验室北京100081

针对传统球面面形干涉测量中手动调整被测件姿态精度低、速度慢的问题,提出了激光共焦干涉面形快速高精度自动测量方法。该方法通过共焦精密定焦技术实现了对被测件共焦位置的高精度轴向定位;通过五维自动调整架对被测件进行姿态调整,... 详细信息

针对传统球面面形干涉测量中手动调整被测件姿态精度低、速度慢的问题,提出了激光共焦干涉面形快速高精度自动测量方法。该方法通过共焦精密定焦技术实现了对被测件共焦位置的高精度轴向定位;通过五维自动调整架对被测件进行姿态调整,实现了被测件的高精度横向定位;通过Zernike拟合对被测件进行精调以减小离焦误差和倾斜误差,实现了对干涉面形的零条纹调整。最终实现了激光共焦干涉面形自动测量。构建了激光共焦干涉面形测量系统,实验表明:该方法的面形测量结果与Zygo干涉仪的测量结果相差0.000 6λ,重复测量精度可达0.001 9λ,平均单次干涉面形测量时间为16.5 s,与手动调整至零条纹相比测量效率提高了1.56倍。该方法为干涉面形的快速高精度测量提供了一种有效的手段。

关键词：激光共焦测量移相干涉共焦法姿态调整 Zernike拟合自动测量

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Algebraic Method‑Based Point‑to‑Point Trajectory Planning of an Under‑Constrained Cable‑Suspended Parallel Robot with Variable Angle and Height Cable Mast

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Chinese Journal of Mechanical Engineering 2020年第4期33卷 45-62页

作者： Tao zhao Bin Zi Sen Qian jiahao zhao School of Mechanical Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009China Chemical Science and Engineering College North Minzu UniversityYinchuan 750021China

To avoid impacts and vibrations during the processes of acceleration and deceleration while possessing flexible working ways for cable-suspended parallel robots(CSPRs),point-to-point trajectory planning demands an under-constrained cable-suspended parallel robot(UCPR)with variable angle and height cable mast as described in this *** end-effector of the UCPR with three cables can achieve three translational degrees of freedom(DOFs).The inverse kinematic and dynamic modeling of the UCPR considering the angle and height of cable mast are *** motion trajectory of the end-effector comprising six segments is *** connection points of the trajectory segments(except for point P3 in the X direction)are devised to have zero instantaneous velocities,which ensure that the acceleration has continuity and the planned acceleration curve achieves smooth *** trajectory is respectively planned using three algebraic methods,including fifth degree polynomial,cycloid trajectory,and double-S velocity *** results indicate that the trajectory planned by fifth degree polynomial method is much closer to the given trajectory of the *** simulation and experiments are accomplished for the given trajectory based on fifth degree polynomial *** the points where the velocity suddenly changes,the length and tension variation curves of the planned and unplanned three cables are compared and *** OptiTrack motion capture system is adopted to track the end-effector of the UCPR during the *** effectiveness and feasibility of fifth degree polynomial planning are validated.

关键词： Under-constrained cable-suspended parallel robot Variable angle and height cable mast Inverse kinematic and dynamic modeling Algebraic method Point-to-point trajectory planning

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一种波高信息和图像纹理特征融合的大黄鱼摄食行为量化方法

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海洋科学 2024年第5期48卷 81-88页

作者：赵嘉豪姜楚华陈俊华李浩宁波大学机械工程与力学学院浙江宁波315000 宁波大学科学技术学院浙江宁波315300

针对实况海域大黄鱼(Larimichthys crocea)摄食行为识别受环境影响大的问题,作者以大黄鱼为对象,提出一种波高信息和图像纹理特征融合的大黄鱼摄食行为量化方法。研究基于GLCM纹理特征的提取方法,利用灰度共生矩阵计算鱼群摄食前后纹理... 详细信息

针对实况海域大黄鱼(Larimichthys crocea)摄食行为识别受环境影响大的问题,作者以大黄鱼为对象,提出一种波高信息和图像纹理特征融合的大黄鱼摄食行为量化方法。研究基于GLCM纹理特征的提取方法,利用灰度共生矩阵计算鱼群摄食前后纹理特征的4个二次统计量(能量、相关性、对比度、逆差距)。同时考虑纹理特征受海面波高影响的问题,以小波高变化为例研究其对纹理特征的识别影响。以人工分类大黄鱼480帧图像的摄食状态为基础,判断单一纹理特征模型的识别精度,结果模型准确率达到了80%。结果表明波高在0.31 cm以上时对应的部分图像存在识别误差,误差可能性随波高增加而扩大。通过引入波高修正参数,优化单一纹理特征模型,并以另480帧大黄鱼摄食前后图像测试。海试结果说明该方法在实况海域识别准确率达到93%,能有效实现实况海域大黄鱼摄食行为量化。

关键词：大黄鱼(Larimichthys crocea) 摄食行为波高图像纹理

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基于UCNet的散斑干涉相位解包裹

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激光与光电子学进展 2024年第14期61卷 121-127页

作者：陈辰曾启林于霄翊熊显名杜浩赵嘉浩石冯睿桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004

激光剪切散斑干涉是一种可以测量物理表面位移导数的光学测量技术,广泛应用于无损检测和精密测量等领域。在激光剪切散斑干涉中,相位信息的准确获取对于测量目标的形貌和表面特征至关重要,然而相位信息通常受到噪声和非线性失真等因素... 详细信息

激光剪切散斑干涉是一种可以测量物理表面位移导数的光学测量技术,广泛应用于无损检测和精密测量等领域。在激光剪切散斑干涉中,相位信息的准确获取对于测量目标的形貌和表面特征至关重要,然而相位信息通常受到噪声和非线性失真等因素的影响。基于此,提出一种基于UCNet的散斑干涉相位解包裹方法。以U-Net为框架在网络中引入平行、对称卷积和多尺度解码器,提高模型理解和利用不同尺度特征信息的能力。同时使用SmoothL1损失函数使模型能够适应不同尺度的任务。运用模拟数据集进行网络训练,对生成网络模型进行模拟测试,并经过实际采集的相位图进行验证,证明了网络的精度与泛化能力。结果表明,UCNet相较于深度学习相位解包裹网络,在结构性相似指数值上提高了1.05倍,能够准确地实现激光剪切散斑干涉相位解包裹。

关键词：激光剪切散斑干涉深度学习相位解包裹卷积神经网络

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全过程人民民主实践中的统一战线:治理功能、制度结构与实践路径

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统一战线学研究 2024年第5期8卷 15-27页

作者：陈家刚赵佳豪中国人民大学中共党史党建学院北京100872

统一战线是一种政治联盟形式。在进一步全面深化改革、推进中国式现代化的进程中,中国共产党不断加强对统一战线的领导,通过统一战线凝聚人心、汇聚力量,不断增强党的阶级基础、扩大党的群众基础和巩固党的执政地位。在全过程人民民主... 详细信息

统一战线是一种政治联盟形式。在进一步全面深化改革、推进中国式现代化的进程中,中国共产党不断加强对统一战线的领导,通过统一战线凝聚人心、汇聚力量,不断增强党的阶级基础、扩大党的群众基础和巩固党的执政地位。在全过程人民民主的实践中,统一战线具有凝聚共识与汇聚力量、权力监督与决策优化、完善治理与促进发展的功能。统一战线拓展了全过程人民民主实践的广度和深度。统一战线治理功能的凸显,具有坚实的制度支撑。这种制度结构是以党的全面领导制度、新型政党制度和协商民主制度为构成要素的体系化形式。新时代新征程更好发挥统一战线在全过程人民民主中的重要作用,要坚持一致性与多样性的统一、坚持理论创新与实践创新的互动、坚持战略与制度的结合、坚持现实性与前瞻性的统一。

关键词：中国共产党全过程人民民主统一战线协商民主中国新型政党制度

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基于模糊测试的智能合约正确性检测

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计算机工程与应用 2024年第5期60卷 307-320页

作者：王嘉诚蒋佳佳赵佳豪张玉书王良民南京航空航天大学计算机科学与技术学院/人工智能学院/软件学院南京211106 东南大学网络空间安全学院南京211106

智能合约的发展处于初期阶段,底层编程语言和应用平台的不同使得智能合约的设计缺少规范,极易出现漏洞,造成损失。针对以太坊区块链平台上智能合约存在的安全漏洞问题,提出了一种基于模糊测试的智能合约正确性检测方法。该方法根据智能... 详细信息

智能合约的发展处于初期阶段,底层编程语言和应用平台的不同使得智能合约的设计缺少规范,极易出现漏洞,造成损失。针对以太坊区块链平台上智能合约存在的安全漏洞问题,提出了一种基于模糊测试的智能合约正确性检测方法。该方法根据智能合约内容及规范生成模糊输入,并根据模糊输入在以太坊虚拟机内执行智能合约,监控合约在执行过程中的行为,生成多个日志文件,提取日志文件中的关键信息,对测试用例进行触发测试,从而得到智能合约所包含漏洞的情况,实现正确性检测。在实验过程中,该方法针对416个智能合约中的七类常见漏洞进行了漏洞检测,标记出了19个存在漏洞的智能合约。经过人工审计分析发现,在这19个被标记的不正确智能合约中,有18个智能合约确实存在安全漏洞。实验结果表明所提方法能够以较高的准确率识别智能合约中包含的漏洞,从而检测智能合约的正确性。

关键词：智能合约漏洞检测模糊测试正确性检测以太坊

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电力设备多参量监测数据清洗研究现状及展望

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高电压技术 2024年第8期50卷 3403-3420页

作者：顾菊平赵佳皓张新松程天宇周伯俊蒋凌苏州科技大学电子与信息工程学院苏州215009 南通大学信息科学技术学院南通226019 南通大学电气工程学院南通226019

基于电力设备多参量监测数据,开展电力设备态势感知工作是提高设备检修效率、消除故障隐患、保障电力系统安全稳定运行的重要途径之一。然而,数据采集、传输与存储过程中受到的各类干扰导致原始监测数据中存在大量的偏差与缺失,进而影... 详细信息

基于电力设备多参量监测数据,开展电力设备态势感知工作是提高设备检修效率、消除故障隐患、保障电力系统安全稳定运行的重要途径之一。然而,数据采集、传输与存储过程中受到的各类干扰导致原始监测数据中存在大量的偏差与缺失,进而影响态势感知准确性,亟须通过数据清洗提升数据质量。在综合分析电力设备多参量监测数据清洗领域文献的基础上,概述了电力设备多参量监测数据质量影响因素。对电力设备多参量监测数据清洗的通用框架进行了总结,该框架包括多参量相关性分析、异常数据检测、异常数据分类和“脏”数据修复4个环节,对各环节的常用方法进行了对比分析,并介绍了特殊应用场景下的数据清洗方式。探讨了提升数据清洗效率的2种方式,分析了电力设备多参量监测数据清洗研究领域面临的主要挑战,对未来发展趋势进行了展望。

关键词：电力设备监测数据数据清洗平滑重构数据清洗效率

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双层协同结构改进的高光谱异常检测算法

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航空兵器 2024年第4期31卷 121-127页

作者：李欢赵嘉豪刘广涵石锦辉宋江鲁奇周慧鑫西安电子科技大学物理学院西安710071 西安邮电大学西安710071 中国空空导弹研究院河南洛阳471009

在高光谱目标检测领域,基于协同表示的算法展现出优异的性能,但其一直存在异常点对背景字典的污染问题,这一定程度上影响了算法的检测性能。本文提出了一种改进的协同表示高光谱异常检测算法,设计了双层协同表示结构,首先利用第一层协... 详细信息

在高光谱目标检测领域,基于协同表示的算法展现出优异的性能,但其一直存在异常点对背景字典的污染问题,这一定程度上影响了算法的检测性能。本文提出了一种改进的协同表示高光谱异常检测算法,设计了双层协同表示结构,首先利用第一层协同表示算法将大部分异常点检出,并用其邻域进行背景纯化,剔除已检出的异常点对背景字典的污染,然后用纯化的背景字典来预测背景,进而在第二层采用协同表示进行异常检测。仿真试验表明,通过简单的双层协同表示结构可以有效地减轻异常点对背景污染的问题。该算法的检测性能相对基础的协同表示算法有显著的提升,与现有的算法对比,具有相对较好的检测效果。

关键词：高光谱异常检测目标检测背景污染协同表示双层结构

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