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基于聚类和自适应滤波的图像式心率检测方法

光学学报 2024年

作者：黄漫萍彭力韩鹏骆开庆刘冬梅陈淼邱健华南师范大学电子与信息工程学院广东省光电检测工程技术研究中心

目前成像式光电容积描记（IPPG）心率检测方法在头部运动及光照变化干扰等运动场景下，存在着测量结果准确度低和波动性大等问题。为此，本文提出了应用于IPPG的凹透镜变形算法和肤色像素聚类的感兴趣区域（ROI）动态选取方法，以及针... 详细信息

目前成像式光电容积描记（IPPG）心率检测方法在头部运动及光照变化干扰等运动场景下，存在着测量结果准确度低和波动性大等问题。为此，本文提出了应用于IPPG的凹透镜变形算法和肤色像素聚类的感兴趣区域（ROI）动态选取方法，以及针对脉搏波（BVP）的自适应归一化最小均方根误差（NLMS）滤波算法来解决上述问题。首先，利用凹透镜变形算法将面部肤色区域进行图像扭曲和膨胀；其次，通过K-means++聚类方法进行皮肤区域像素选取；然后，应用CHROM算法对BVP信号进行预降噪处理。上述的处理方法构成了ROI动态选取方法，可解决头部运动带来的影响。最后，采用提出的自适应NLMS算法，对BVP信号进行光照变化干扰的自适应滤波后，完成心率的计算。实验结果表明，所提出的心率检测方法在运动场景下的平均绝对误差（MAE）达到0.92次/分钟，即使在光照剧烈变化的条件下MAE也能达到2.20次/分钟。该方法能够有效解决IPPG技术中ROI定位不准、选取困难以及受光照变化影响严重等不足。

关键词：成像式光电容积描记凹透镜变形算法 K-means++聚类归一化最小均方根误差算法

重离子储存环CSRe上类钠Kr^(25+)离子的双电子复合精密谱学实验研究

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物理学报 2024年第12期73卷 147-158页

作者：邵林黄忠魁汶伟强汪书兴黄厚科马万路刘畅汪寒冰陈冬阳刘鑫周晓鹏赵冬梅张少锋朱林繁马新文华南师范大学物理学院量子调控工程与材料重点实验室广州510006 中国科学院近代物理研究所兰州730000 中国科学技术大学近代物理系合肥230026

高电荷态离子的双电子复合精密谱学实验研究,不仅对天体等离子体和聚变等离子体的研究具有重要意义,而且可以作为一种新的精密谱学工具,用来检验强场量子电动力学效应、测量同位素移动及提取原子核电荷半径等.在兰州重离子储存环CSRe上... 详细信息

高电荷态离子的双电子复合精密谱学实验研究,不仅对天体等离子体和聚变等离子体的研究具有重要意义,而且可以作为一种新的精密谱学工具,用来检验强场量子电动力学效应、测量同位素移动及提取原子核电荷半径等.在兰州重离子储存环CSRe上,安装了专门用于电子-离子复合精密谱学实验的电子束能量调制系统,质心系下电子-离子碰撞能量的调制范围达到0—1 keV.在CSRe电子冷却器下游安装了自主研制的塑料闪烁体探测器和多丝正比探测器,用于探测复合离子.在此基础上,使用Kr^(25+)离子在CSRe上进行了首次双电子复合测试实验,实验测量了质心系能量0—70 eV的双电子复合速率系数.为了更好地理解实验测量结果,利用FAC(flexible atomic code)程序计算了Kr^(25+)离子的双电子复合速率系数,并与实验做了细致对比,整体符合很好,而且发现3s→41(△n=1)的共振跃迁对实验谱线有很大的贡献.实验结果表明,CSRe双电子复合实验平台具有非常好的稳定性和可重复性,能够为下一步开展更高电荷态离子的双电子复合精密谱学实验、检验强场量子电动力学效应以及原子核性质精密测量等前沿实验提供支持.

关键词：双电子复合储存环CSRe 电子冷却器多丝正比探测器

红外飞秒光纤激光焊接石英玻璃与304不锈钢

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中国激光 2024年第16期51卷 31-39页

作者：袁锦辉霍靖宇张博元王磊郑重李嘉铭郭亮罗爱平张庆茂华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室广东广州510006 深圳市中基自动化股份有限公司广东深圳518105 深圳市青锐科技有限公司广东深圳518000 广东省工业超短脉冲激光技术企业重点实验室广东深圳518055 华南师范大学广州市特种光纤光子器件与应用重点实验室广东广州510006

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键,其中,对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术,对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与304不... 详细信息

研究探索金属与玻璃异种材料的连接技术是推动其大规模应用的关键,其中,对热膨胀系数相差大的玻璃与金属进行连接的超短脉冲激光焊接技术,对于提升精密微型器件的制造水平和应用具有重要意义。笔者利用有限元模型分析了石英玻璃与304不锈钢飞秒激光焊接过程的温度场,验证了所用激光焊接工艺参数的焊接可行性。为优化飞秒脉冲激光焊接工艺参数,研究了飞秒激光焊接单脉冲能量对焊接质量的影响规律。结果表明:激光单脉冲能量对热效应有显著影响;热应力因热效应的增强而增大,当其超过石英玻璃的损伤阈值后会导致微裂纹产生,进而导致焊接样品的焊接强度降低;最佳工艺参数是激光单脉冲能量5.6μJ,重复频率500 kHz,扫描速度60 mm/s,此工艺参数下焊接样品的剪切强度最大,可达到13 MPa。对两种材料的焊接机理进行了研究,结果表明:激光焊接石英玻璃与304不锈钢实现了冶金结合;Fe、Cr在界面与SiO2可能发生了氧化还原反应,形成了Fe2O3和Cr2O3。

关键词：激光技术飞秒激光焊接异种材料焊接焊缝形貌焊接强度焊接机理

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午后小睡对认知功能影响的元分析

心理发展与教育 2024年 173-184页

作者：钱柳汝涛涛陈玉萍张辰泽周国富华南师范大学国家绿色光电子国际联合研究中心南京林业大学马克思主义学院大学生心理健康教育教研室华南师范大学心理学院光与身心健康实验室

通过遵循PRISMA-Protocol，对42项研究（总样本量为1751）运用元分析技术，以不同认知功能的任务指标为变量来探究午后小睡对认知功能的作用效果及调节因素。结果发现：与控制条件相比，午后小睡对认知功能的作用效果达到中等的正向效... 详细信息

通过遵循PRISMA-Protocol，对42项研究（总样本量为1751）运用元分析技术，以不同认知功能的任务指标为变量来探究午后小睡对认知功能的作用效果及调节因素。结果发现：与控制条件相比，午后小睡对认知功能的作用效果达到中等的正向效应量（g=0.59, k=130, p<0.001）。亚组分析结果表明，午后小睡的作用效果存在认知领域的特异性和年龄的差异性：午后小睡可以显著提高个体的执行功能、陈述性记忆和程序性记忆的表现，但不影响注意功能；相比于青年群体，午后小睡对未成年和中老年群体认知功能的助益效果更加明显。午后小睡时长、是否有午后小睡习惯、实验日前晚是否存在睡眠限制以及任务后测时间点等因素对午后小睡的效果无显著调节作用。

关键词：午后小睡认知功能作用效果调节因素

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氮化铝镓基深紫外发光二极管的研究进展

激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 13-28页

作者：李煜黄涌李渊江浩广东技术师范大学电子与信息学院广东广州510665 广东技术师范大学广东工业实训中心广东广州510665 华南师范大学半导体科学与技术学院广东广州510631 广东技术师范大学自动化学院广东广州510665

目前的氮化铝镓(AlGaN)基深紫外发光二极管(LED)与已全面商业化的氮化物蓝光LED相比,其外量子效率(EQE)仍旧处于较低水平。首先介绍了AlGaN基深紫外LED的发展现状,并分析了导致EQE低的原因。然后再分别从载流子注入效率、载流子辐射复... 详细信息

目前的氮化铝镓(AlGaN)基深紫外发光二极管(LED)与已全面商业化的氮化物蓝光LED相比,其外量子效率(EQE)仍旧处于较低水平。首先介绍了AlGaN基深紫外LED的发展现状,并分析了导致EQE低的原因。然后再分别从载流子注入效率、载流子辐射复合效率和光提取效率三个方面阐述了近年来AlGaN基深紫外LED在提高EQE方向上的研究进展。最后探讨了AlGaN基深紫外LED目前面临的挑战及其未来的发展机遇。

关键词：氮化铝镓基深紫外发光二极管外量子效率注入效率辐射复合效率光提取效率

“9”字腔锁模的1.5μm高重频飞秒光纤激光器

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机电工程技术 2024年第10期 131-135页

作者：汤燕鹏郭亮曹永军梁佳楠张庆茂中山铟尼镭斯科技有限公司华南师范大学信息光电子科技学院华南智能机器人创新研究院广东省科学院智能制造研究所

高重频飞秒激光在医疗、成像、微波产生、微纳加工等领域有着重要应用。随着技术的发展，人们对1.5μm飞秒激光器的重复频率、光谱、脉宽、稳定性等也提出了更高的要求。为了得到高重复频率、宽光谱、窄脉冲、高稳定性的1.5μm飞秒光纤... 详细信息

高重频飞秒激光在医疗、成像、微波产生、微纳加工等领域有着重要应用。随着技术的发展，人们对1.5μm飞秒激光器的重复频率、光谱、脉宽、稳定性等也提出了更高的要求。为了得到高重复频率、宽光谱、窄脉冲、高稳定性的1.5μm飞秒光纤激光器，设计了一种基于“9”字腔锁模的1 560 nm高重频飞秒光纤激光器，利用Semi-wdm和自主设计的双波片架等机械器件，搭建并实现347.4 MHz高重复频率脉冲序列输出，在2 100 mA 980 nm泵浦下实现锁模自启动。锁模激光中心波长为1 560 nm，光谱半高全宽度最宽为42 nm，激光脉宽最窄可以到58 fs，功率最高可到96.4 mW，单脉冲能量大于0.277 nJ。在光斑分析仪上测到，激光光斑圆度整体优于90%，具有优良的光束质量。输出的脉冲激光，偏振消光比大于25 dB。经测试，激光器具有良好的锁模自启动特性和稳定性，为以后在激光医疗、光学频率梳、成像等应用提供了可能。

关键词：激光器锁模高重复频率锁模自启动

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基于改进Faster R-CNN的电力检修工程智慧监测

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华南师范大学学报（自然科学版） 2024年第4期56卷 60-67页

作者：唐小煜罗杰豪黄声勇华南师范大学电子与信息工程学院佛山528000 华南师范大学数据科学与工程学院行知书院汕尾516600 广东电网有限责任公司汕尾供电局汕尾516600

提出一种改进Faster R-CNN的目标检测模型用于智能化电力检修工程,构建了电力检修设备的数据集,并对其进行了数据清洗和数据增强。为了提高模型对被物体在遮挡以及复杂背景情况的识别能力,在模型中嵌入了精心设计的ESAM注意力模块,优化... 详细信息

提出一种改进Faster R-CNN的目标检测模型用于智能化电力检修工程,构建了电力检修设备的数据集,并对其进行了数据清洗和数据增强。为了提高模型对被物体在遮挡以及复杂背景情况的识别能力,在模型中嵌入了精心设计的ESAM注意力模块,优化了模型的特征提取能力。ESAM注意力模块通过多尺度处理和跨空间学习方法,在保持计算效率的同时,能够更好地捕捉和利用图像特征中的重要信息,从而提高模型的整体性能。设计了多组实验并可视化模型效果,实验结果进一步验证了模型的有效性。该研究对于提高电力检修工作的效率和质量,保障电力系统的安全运行,从而支撑“双碳”目标的实现,具有一定的理论意义和实际价值。

关键词：电力检修 “双碳”政策数据增强多尺度处理

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钛酸钡与铌酸钾钠无铅压电陶瓷研究进展

硅酸盐通报 2024年第2期43卷 649-658,694页

作者：许明浩花开慧曾群邸博郑愚汪洪祥张国祥东莞理工学院生态环境与建筑工程学院东莞523008 华南师范大学信息光电子科技学院广州510006 广东省城市生命线工程智慧防灾与应急技术重点实验室东莞523008 中国港湾工程有限责任公司北京100027

钛酸钡(BaTiO_(3))和铌酸钾钠(K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3))压电陶瓷因具有环境友好、电学性能良好、居里温度较好等优势而成为国际高新技术材料研究的前沿热点,有望替代部分铅基压电陶瓷应用于国防、航空航天、通信等领域的电子器件中。本... 详细信息

钛酸钡(BaTiO_(3))和铌酸钾钠(K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3))压电陶瓷因具有环境友好、电学性能良好、居里温度较好等优势而成为国际高新技术材料研究的前沿热点,有望替代部分铅基压电陶瓷应用于国防、航空航天、通信等领域的电子器件中。本文综述了BaTiO_(3)和K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)压电陶瓷材料的最新研究进展,从构造相界调控压电性能、BaTiO_(3)基压电陶瓷的材料体系设计、K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3)基压电陶瓷的热稳定性及改善、压电陶瓷的新型成型及烧结工艺等方面进行客观分析和总结,并展望了两种材料的未来发展趋势,为开发高性能无铅压电陶瓷提供参考。

关键词：无铅压电陶瓷 K_(0.5)Na_(0.5)NbO_(3) BaTiO_(3) 相界热稳定性

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非掺杂型Si/SiGe异质结外延与表征

物理学报 2024年第11期73卷 297-304页

作者：耿鑫张结印卢文龙明铭刘方泽符彬啸褚逸昕颜谋回王保传张新定郭国平张建军华南师范大学物理学院广州510631 松山湖材料实验室半导体异质材料与器件中心东莞523830 中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室合肥230026 中国科学院物理研究所纳米物理与器件重点实验室北京100190 上海大学理学院上海200444

以自旋为编码单元的硅基半导体量子计算与传统微电子工艺兼容,易拓展且可以同位素纯化提高退相干时间,因而备受关注.本研究工作通过分子束外延生长了高质量非掺杂型Si/SiGe异质结并测试了二维电子气迁移率.球差电镜观察到原子级尖锐界面... 详细信息

以自旋为编码单元的硅基半导体量子计算与传统微电子工艺兼容,易拓展且可以同位素纯化提高退相干时间,因而备受关注.本研究工作通过分子束外延生长了高质量非掺杂型Si/SiGe异质结并测试了二维电子气迁移率.球差电镜观察到原子级尖锐界面,原子力显微镜表征显示其表面均方根粗糙度仅为0.44 nm,低温下迁移率达到20.21×10^(4)cm^(2)·V^(–1)·s^(–1).不同栅压下载流子浓度和迁移率的幂指数为1.026,材料丁格比值在7—12之间,表明载流子主要受到背景杂质散射和半导体/氧化物的界面散射.

关键词： Si/SiGe异质结二维电子气霍尔迁移率硅基量子计算

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