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单像素压缩成像高质量图像重建特征函数研究

光学学报 2024年

作者：居世昌蔡俊杰龚文林苏州大学光电科学与工程学院

测量矩阵的性能对单像素压缩成像图像重建质量具有重要影响。现有的基于测量矩阵的分析理论和方法在很多情况下仍不能解释或者预判图像重建质量的好坏，比如：在相同采样率条件下，具有不同排序方式的Hadamard编码测量矩阵成像结果差异... 详细信息

测量矩阵的性能对单像素压缩成像图像重建质量具有重要影响。现有的基于测量矩阵的分析理论和方法在很多情况下仍不能解释或者预判图像重建质量的好坏，比如：在相同采样率条件下，具有不同排序方式的Hadamard编码测量矩阵成像结果差异极大。本文通过测量矩阵获取Gram矩阵，梳理了Gram矩阵与系统点扩散函数的关系，进而基于点扩散函数提出了最强旁瓣峰值大小、叠加旁瓣峰值大小、空间距离和频谱余弦相似度四个特征参量。在此基础上，构建了一种单像素压缩成像高质量图像重建的特征函数，建立了可重建的目标稀疏度与特征函数的关系，并通过数值模拟和实验验证了所提特征函数的有效性，该工作对于单像素成像系统测量矩阵的优化设计具有重要借鉴意义。

关键词：单像素成像压缩感知测量矩阵特征函数

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用于步态分析的足底压力监测系统研究进展

科学通报 2024年第4期69卷 565-577页

作者：徐婷孙哲方剑苏州大学纺织与服装工程学院苏州215123

随着我国人口老龄化的加剧,人们对于健康监测的需求逐步提高,步态分析作为分析个体生理信号和提供人体物理信息的重要评估工具,在疾病诊断、预防跌倒、康复、人机交互等领域的应用日益广泛.本文首先介绍了步态分析的重要性和足底压力监... 详细信息

随着我国人口老龄化的加剧,人们对于健康监测的需求逐步提高,步态分析作为分析个体生理信号和提供人体物理信息的重要评估工具,在疾病诊断、预防跌倒、康复、人机交互等领域的应用日益广泛.本文首先介绍了步态分析的重要性和足底压力监测的研究现状,以及各种足底压力监测系统的特点.其次,总结了足部生理特征,即足底压力中心点和步态相位的常用划分方法;分析了用于足底压力监测的各种柔性压力传感器——其材料及特点、集成和连接方式,概述了常用的步法识别算法.最后,对足底压力监测系统的设计方向以及进一步研究提出了建议.

关键词：步态分析足底压力压力监测智能鞋垫柔性传感器

激光清洗对铝合金表面后续涂胶效果的影响规律研究

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表面技术 2024年第13期53卷 198-206页

作者：丁尧臣王明娣罗贵峰章轩汤雨晴苏州大学机电工程学院江苏苏州215000

目的研究激光清洗的工艺参数调整对表面后续涂胶效果的影响规律。方法采用100 W脉冲激光器对5754铝合金板进行表面清洗,研究并分析激光频率、扫描速度对铝合金表面性能的影响。采用达因液检测试样表面能,并测量接触角、表面粗糙度及胶... 详细信息

目的研究激光清洗的工艺参数调整对表面后续涂胶效果的影响规律。方法采用100 W脉冲激光器对5754铝合金板进行表面清洗,研究并分析激光频率、扫描速度对铝合金表面性能的影响。采用达因液检测试样表面能,并测量接触角、表面粗糙度及胶黏剂附着力。结果在选定100 W功率的情况下,当激光清洗频率在50~200 kHz时,满足达因液检测要求,铝合金板呈亲水性,粗糙度明显增大,胶黏剂附着力大于原基材。当激光频率在300~1000 kHz时,不满足达因液要求,表面接近疏水性,粗糙度变化不明显。扫描速度对铝合金板后续涂胶效果影响不大,试验结果均能满足达因液要求,且亲水角变化不明显,粗糙度均明显增大,胶黏剂附着力均大于原基材。结论在功率一定的情况下,激光频率是影响铝合金后续涂胶效果的主要因素,其原因主要是改变了表面粗糙度,增大其润湿性。激光扫描速度的变化可以增大铝合金表面能,使其表面具有亲水效果,对于铝合金后续涂胶效果的变化影响较小。

关键词：激光清洗铝合金达因液接触角粗糙度

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Fe_(3)O_(4)纳米流体润滑下微织构Si_(3)N_(4)陶瓷摩擦学性能研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第6期44卷 763-774页

作者：李志浩郭旭红张克栋王呈栋刘同舜苏州大学机电工程学院江苏苏州215131

将纳米流体与微织构相结合是改善Si_(3)N_(4)陶瓷摩擦学性能的1种有效方法,选择合理的纳米流体参数能够显著改善摩擦副间的摩擦状态.利用激光加工技术在Si_(3)N_(4)陶瓷试样表面诱导出锥形微织构形貌,并采用“两步法”制备出不同参数的F... 详细信息

将纳米流体与微织构相结合是改善Si_(3)N_(4)陶瓷摩擦学性能的1种有效方法,选择合理的纳米流体参数能够显著改善摩擦副间的摩擦状态.利用激光加工技术在Si_(3)N_(4)陶瓷试样表面诱导出锥形微织构形貌,并采用“两步法”制备出不同参数的Fe_(3)O_(4)纳米流体.借助MMW-1D型摩擦磨损试验机,探究不同参数纳米流体在自激电场作用下对微织构试样摩擦磨损性能的影响.通过对平均摩擦系数、对偶球磨损量、试样磨损形貌及下试样磨痕X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)等数据进行分析,发现微织构试样与表面活性剂为月桂亚氨基二丙酸钠(sodium lauriminodipropionate,SLI)、体积分数为0.5%的纳米流体结合后具有最小的平均摩擦系数和对偶球的磨损量,且Si3N4陶瓷试样的磨损情况明显改善.结合摩擦磨损试验的相关结果,揭示纳米流体对微织构试样的减摩及润滑机理.

关键词：纳米流体微织构摩擦学性能磨损形貌减摩机理

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静电纺P(VDF-TrFE)纳米纤维在柔性压电传感与能量收集领域的研究进展

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复合材料学报 2024年第3期41卷 1141-1152页

作者：屈展夏广波方剑苏州大学纺织与服装工程学院苏州215021 苏州大学现代丝绸国家工程实验室苏州215023

压电聚合物聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))作为聚偏氟乙烯(PVDF)典型的共聚物,具有优异的压电性能、机械性能及生物相容性。因此基于P(VDF-TrFE)静电纺压电网膜的柔性压电传感器与能量收集器在可穿戴电子设备、智能纺织品及医疗健康... 详细信息

压电聚合物聚偏氟乙烯-三氟乙烯(P(VDF-TrFE))作为聚偏氟乙烯(PVDF)典型的共聚物,具有优异的压电性能、机械性能及生物相容性。因此基于P(VDF-TrFE)静电纺压电网膜的柔性压电传感器与能量收集器在可穿戴电子设备、智能纺织品及医疗健康系统等领域有着广阔的前景,能够将触觉/压力、应变、声波甚至生理微振动等信号转换为电学信号或低功率的电能。本文旨在深入分析P(VDF-TrFE)压电性能的机制,总结各种提升静电纺P(VDF-TrFE)纳米纤维压电性的策略,全面概述P(VDF-TrFE)基柔性压电传感与能量收集方面的应用,特别是在压力与触觉传感、声传感、生物组织传感、生理微振动传感及能量收集等领域的研究进展。阐述了静电纺压电聚合物纳米纤维的新兴应用场景,并讨论了该领域目前的挑战和未来前景。

关键词： P(VDF-TrFE) 静电纺丝法纳米纤维传感能量收集 PVDF 压电

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激光直写光刻技术的发展与应用(特邀)

中国激光 2024年第12期51卷 278-291页

作者：陈林森黄文彬浦东林乔文周冯斌眭博闻孟志苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215006 数码激光成像与显示教育部工程研究中心江苏苏州215006

以“光”为媒介的激光直写技术是研制先进功能材料与功能元器件的重要途径、探索未知光电子世界的窗口,也是通向更高制造目标的桥梁。激光直写产生的微纳结构形貌及其排列所形成的许多新特性、新现象和新机理是研究制备新材料、新器件... 详细信息

以“光”为媒介的激光直写技术是研制先进功能材料与功能元器件的重要途径、探索未知光电子世界的窗口,也是通向更高制造目标的桥梁。激光直写产生的微纳结构形貌及其排列所形成的许多新特性、新现象和新机理是研究制备新材料、新器件的重要途径,牵引着光电子器件与材料研究和应用的发展,在柔性触控传感、微波天线、薄膜成像器件、3D显示面板、虚实融合光波导镜片等新型信息领域具有巨大的应用价值,引领着激光直写光刻技术向大面积、3D形貌、多维调控方向发展。本文综述了激光直写光刻技术在制备新型微纳结构方面面临的重大挑战以及激光直写光刻技术创新和装备成果,同时展示了该技术在新型显示、大尺寸触控、光场调控等领域的应用。

关键词：激光直写光刻技术微纳光学 3D形貌新型显示

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大倾角基面激光熔覆头倾斜对单道形貌的影响

应用激光 2024年第3期44卷 22-30页

作者：孙业旺石拓魏巍卞潇谦张荣伟张琪魏超苏州大学光电科学与工程学院江苏苏州215021 苏州大学机电工程学院江苏苏州215021

基于光内送粉激光熔覆成形技术,探讨在不同基板倾斜角度下,不同熔覆喷头倾斜角度对加工效果的影响。采取基板倾斜角度控制在30°~150°之间,喷头倾斜角度逆时针旋转0°~15°之间的方法,进行激光熔覆单道正交实验。结果分析表明:在不同... 详细信息

基于光内送粉激光熔覆成形技术,探讨在不同基板倾斜角度下,不同熔覆喷头倾斜角度对加工效果的影响。采取基板倾斜角度控制在30°~150°之间,喷头倾斜角度逆时针旋转0°~15°之间的方法,进行激光熔覆单道正交实验。结果分析表明:在不同的基板倾斜状态下,调整喷头姿态后,光场能量分布、重力分力影响、准直保护气压力拥有不同的影响权重;在基板非倾斜90°时,熔覆单道顶点偏移量随着喷头倾斜角度的增加呈现出先增加后减少的趋势;当基板倾斜90°时,熔覆单道顶点偏移量随着喷头倾斜角度的增加呈现出先减少后增加的趋势。

关键词：激光熔覆光内送粉倾斜基板倾斜熔覆喷头单道形貌

载有MXene的钴氮掺杂碳纳米纤维在锂硫电池中的应用

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纺织学报 2024年第4期45卷 24-32页

作者：宋贝贝赵浩阅李欣宇屈展方剑苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 苏州大学现代丝绸国家工程实验室江苏苏州215123

为缓解锂硫电池中多硫化物的穿梭效应,在钴氮掺杂纳米纤维中引入MXene纳米片,利用静电纺丝与高温炭化技术,制备了载有MXene纳米片的钴氮掺杂碳纳米纤维(MX-Co/N-PCNFs),并将其作为锂硫电池中间层,探讨了MX-Co/N-PCNFs中间层的形貌结构和... 详细信息

为缓解锂硫电池中多硫化物的穿梭效应,在钴氮掺杂纳米纤维中引入MXene纳米片,利用静电纺丝与高温炭化技术,制备了载有MXene纳米片的钴氮掺杂碳纳米纤维(MX-Co/N-PCNFs),并将其作为锂硫电池中间层,探讨了MX-Co/N-PCNFs中间层的形貌结构和MXene的添加对于多硫化物的吸附以及电池电化学性能的影响。结果表明:当MXene分散液质量浓度为90 mg/mL,炭化温度为800℃时,得到的MX-Co/N-PCNFs比表面积为257.5 m^(2)/g;将其作为中间层组装的电池,在0.2 C倍率下,循环100圈后,仍具有971.5 mA·h/g的容量;1 C倍率长循环400圈后,每圈容量衰减仅为0.063%;在高硫负载(4 mg/cm^(2))、0.5 C下循环50圈后,容量仍保持在853 mA·h/g,优于不添加MXene纳米片的中间层。

关键词：静电纺丝碳纳米纤维中间层 MXene 锂硫电池

智能背景下机器学习在柔性应变传感器中的应用研究进展

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纺织学报 2024年第5期45卷 228-238页

作者：卢妍洪岩方剑苏州大学纺织与服装工程学院江苏苏州215021 苏州大学现代丝绸国家工程实验室江苏苏州215123

为深入研究智能纺织品中柔性应变传感器的发展,探讨了其在检测人体运动轨迹、力学/声学特征以及各类生理指标信息方面的应用,着重阐述了机器学习在提升整个柔性应变传感系统性能方面的作用。通过系统综述最新研究进展,旨在深化对机器学... 详细信息

为深入研究智能纺织品中柔性应变传感器的发展,探讨了其在检测人体运动轨迹、力学/声学特征以及各类生理指标信息方面的应用,着重阐述了机器学习在提升整个柔性应变传感系统性能方面的作用。通过系统综述最新研究进展,旨在深化对机器学习在基于智能纺织品的柔性应变传感器领域应用的理解。介绍了几种常见柔性应变传感器的原理结构和相关研究,并概述了与柔性应变传感器阵列相结合的先进机器学习算法;系统分析了基于智能纺织品的柔性应变传感器结合机器学习在不同领域中的最新研究,强调了在柔性应变传感器中使用机器学习的益处;最后针对基于智能纺织品的柔性应变传感器结合机器学习的应用所面临的挑战以及如何提升整个传感系统的实用性进行展望,以期能够推动机器学习在柔性智能可穿戴领域的广泛应用,从而进一步推动智能材料与智能纺织品的发展。

关键词：柔性应变传感器机器学习信号处理智能纺织品智能材料

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