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基于增强条纹去除的超冷原子成像

物理学报 2024年第14期73卷 193-200页

作者：王帅李希姚星灿中国科学技术大学物理学院合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院上海量子科学研究中心上海201315 中国科学技术大学合肥国家实验室合肥230088

吸收成像是超冷原子实验中定量测量的基础.典型的成像过程涉及记录探测光场和原子吸收光场的照片.在拍摄这两张照片的时间间隔内,由于探测光不可避免的抖动,会在成像过程中引入条纹噪声模式.常规的条纹去除算法虽然可以抑制这种噪声,但... 详细信息

吸收成像是超冷原子实验中定量测量的基础.典型的成像过程涉及记录探测光场和原子吸收光场的照片.在拍摄这两张照片的时间间隔内,由于探测光不可避免的抖动,会在成像过程中引入条纹噪声模式.常规的条纹去除算法虽然可以抑制这种噪声,但由于其忽略了原子吸收效应对噪声信号的调制,使得原子团上会出现无法完全消除的剩余条纹,并且这一现象会随着原子密度的增大而愈发明显.本文提出了一种创新的增强条纹去除算法,该方法考虑了原子的吸收效应,并通过主动调制噪声信号的强度,从根本上避免了剩余条纹的产生并显著提高了成像的信噪比.在处理均匀费米气体的吸收成像时,新算法成功将表征原子密度波动的相对标准偏差降低约37%.此外,本文还利用该方法对6Li费米原子超流中的第二声波进行了定量观测.与传统的条纹去除算法相比,我们的新方法将密度波关联函数的对比度提高了近4倍,密度响应谱强度提升约15%.上述结果表明,增强条纹去除算法不仅可以有效地抑制条纹噪声,而且更有利于在高密度原子体系中识别和探测一些重要物理效应.

关键词：条纹去除吸收成像幺正费米超流第二声波

全光纤收发同置激光雷达放大自发辐射噪声标定方法

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光学学报 2024年第18期44卷 192-198页

作者：强蔚王冲薛向辉中国科学技术大学地球和空间科学学院合肥国家实验室

为了提高全光纤收发同置激光雷达系统性能，并考虑望远镜镜面反射率和激光器出射光功率变化的影响，提出一种标定放大自发辐射（ASE）噪声的方法，通过收发分置激光雷达系统与收发同置系统接收的后向散射信号的比对，给出ASE噪声的距离... 详细信息

为了提高全光纤收发同置激光雷达系统性能，并考虑望远镜镜面反射率和激光器出射光功率变化的影响，提出一种标定放大自发辐射（ASE）噪声的方法，通过收发分置激光雷达系统与收发同置系统接收的后向散射信号的比对，给出ASE噪声的距离变化函数，并利用该函数对收发同置系统的ASE噪声进行处理，有效地抑制了ASE噪声的影响。利用所搭建的实验系统验证了所提方法的合理性，并利用反演得到的大气消光系数对结果进行了验证，实验结果表明，所提方法可以有效地提高收发同置系统的探测性能。

关键词：大气光学标定方法 ASE 全光纤激光雷达

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等离子体刻蚀建模中的电子碰撞截面数据

物理学报 2024年第9期73卷 1-25页

作者：陈锦峰朱林繁中国科学技术大学近代物理系合肥230026

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工... 详细信息

半导体芯片是信息时代的基石,诸如大数据、机器学习、人工智能等新兴技术领域的快速发展离不开源自芯片层面的算力支撑.在越来越高的算力需求驱动下,芯片工艺不断追求更高的集成度与更小的器件体积.作为芯片制造工序的关键环节,刻蚀工艺因此面临巨大的挑战.基于低温等离子体处理技术的干法刻蚀工艺是高精细电路图案刻蚀的首选方案,借助等离子体仿真模拟,人们已经能够在很大程度上缩小实验探索的范围,在海量的参数中找到最优工艺条件.电子碰撞截面是等离子体刻蚀模型的关键输入参数,深刻影响着模型预测结果的可靠性.本文主要介绍了低温等离子体建模的基本理论,重点强调电子碰撞截面数据在数值模拟中的重要作用.与此同时,本文概述了获取刻蚀气体截面数据的理论与实验方法.最后总结了刻蚀相关原子分子的电子碰撞截面研究现状,并展望了未来的研究前景.

关键词：电子碰撞截面干法刻蚀低温等离子体等离子体建模

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自发辐射放大的量子随机数快速后处理方法

激光与光电子学进展 2024年第5期61卷 481-485页

作者：童启夏胡莹莹何德勇韩正甫中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室安徽合肥230026

在实用化的高速量子随机数产生器的应用中,使用Toeplitz矩阵作为后处理方法提取量子随机数随机性已成为一种主要的技术路线。然而,Toeplitz矩阵更适合于硬件计算而不适合软件运算,通常需要搭建专门的现场可编程门阵列(FPGA)电路才能进... 详细信息

在实用化的高速量子随机数产生器的应用中,使用Toeplitz矩阵作为后处理方法提取量子随机数随机性已成为一种主要的技术路线。然而,Toeplitz矩阵更适合于硬件计算而不适合软件运算,通常需要搭建专门的现场可编程门阵列(FPGA)电路才能进行快速运算。基于自发辐射放大(ASE)的量子随机产生器,提出一种基于简单哈希函数的快速后处理方式。这种方式的时间复杂度仅为O(N),小于Toeplitz矩阵的O(NlogN),并且相对另一种常用的后处理方法,最低有效位(LSBs)后处理,具有更高的随机数提取效率。实验中由所提后处理方法计算得到的随机数已通过美国国家标准与技术研究所(NIST)随机性检测。

关键词：量子随机数自发辐射放大哈希函数后处理方法随机性检测

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2023年量子信息热点回眸

科技导报 2024年第1期42卷 245-265页

作者：李传锋中国科学技术大学物理学院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

回顾了量子信息领域在2023年的重大进展,盘点了量子计算与量子模拟、量子通信与量子网络、量子精密测量和量子信息物理等量子信息研究领域的研究热点。量子信息的发展会带来物理上安全的通信、高效的信息处理和精密的测量等,对国家信息... 详细信息

回顾了量子信息领域在2023年的重大进展,盘点了量子计算与量子模拟、量子通信与量子网络、量子精密测量和量子信息物理等量子信息研究领域的研究热点。量子信息的发展会带来物理上安全的通信、高效的信息处理和精密的测量等,对国家信息安全及人类生产生活方式产生重大影响。

关键词：量子计算与量子模拟量子通信与量子网络量子精密测量量子信息物理

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多模态数字人建模、合成与驱动综述

中国图象图形学报 2024年第9期29卷 2494-2512页

作者：高玄刘东宇张举勇中国科学技术大学安徽省图形计算与感知交互重点实验室合肥230026

多模态数字人是指具备多模态认知与交互能力,且有类人的思维和行为逻辑的真实自然虚拟人。近年来随着计算机视觉与自然语言处理等领域的交叉融合以及蓬勃发展,相关技术取得显著进步。本文讨论在图形学和视觉领域比较重要的多模态人头动... 详细信息

多模态数字人是指具备多模态认知与交互能力,且有类人的思维和行为逻辑的真实自然虚拟人。近年来随着计算机视觉与自然语言处理等领域的交叉融合以及蓬勃发展,相关技术取得显著进步。本文讨论在图形学和视觉领域比较重要的多模态人头动画、多模态人体动画以及多模态数字人形象构建3个主题,介绍其方法论和代表工作。在多模态人头动画主题下介绍语音驱动人头和表情驱动人头两个问题的相关工作。在多模态人体动画主题下介绍基于循环神经网络(recurrent neural networks,RNN)的、基于Transformer的和基于降噪扩散模型的人体动画生成。在多模态数字人形象构建主题下介绍视觉语言相似性引导的虚拟形象构建、基于多模态降噪扩散模型引导的虚拟形象构建以及三维多模态虚拟人生成模型。本文将相关方向的代表性工作进行介绍和归类,对已有方法进行总结,并展望未来可能的研究方向。

关键词：虚拟数字人建模多模态角色动画多模态生成与编辑神经渲染生成模型神经隐式表示

三维穿衣人体重建综述——从传统方法到高保真模型

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中国图象图形学报 2024年第9期29卷 2566-2595页

作者：陈鸿鹄陶云帆张举勇中国科学技术大学安徽省图形计算与感知交互重点实验室合肥230026

三维穿衣人体重建,在计算机图形学和三维视觉领域占有重要地位,广泛应用于多个方向。人体穿衣的多样性和动作的复杂性使得穿衣人体的高保真重建变得极其困难。深度学习技术优化了数据特征提取、隐式几何表示和神经渲染等关键环节,也推... 详细信息

三维穿衣人体重建,在计算机图形学和三维视觉领域占有重要地位,广泛应用于多个方向。人体穿衣的多样性和动作的复杂性使得穿衣人体的高保真重建变得极其困难。深度学习技术优化了数据特征提取、隐式几何表示和神经渲染等关键环节,也推动了高保真穿衣人体重建技术的革命性进步。本文综述了人体重建的基本流程和组成模块,如各类输入数据、人体几何与动作表示、参数化模型以及三维到二维的渲染技术。同时,介绍了公开的穿衣人体数据集,简要回顾了近10年来人体重建算法的快速发展。本文详细探讨了几种主要的重建方法:稠密视角重建、非刚性运动重建(non-rigid structure from motion,NRSFM)、基于像素对齐的隐式几何重建以及生成模型方法。特别是,稠密视角重建能够生成高质量的人体几何,而NRSFM方法减少了对多视角的需求。基于像素对齐的方法重建细节丰富的人体几何,而生成模型方法利用多模态输入信息实现重建。最后总结了现有方法,并展望了未来研究方向,包括实现低成本高保真重建、加速重建过程和增强重建结果的可编辑性,以及在自然环境下进行重建的可能性。本文总结了近年来穿衣人体重建技术的进步,同时指出了未来研究可能集中的方向。

关键词：三维人体重建深度学习参数化模型隐式几何表示非刚性运动重建方法生成模型

δ-铁素体对钠冷快堆用316KD奥氏体不锈钢热变形行为和动态再结晶的影响

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金属学报 2024年第3期60卷 367-376页

作者：陈胜虎王琪玉姜海昌戎利建中国科学院金属研究所中国科学院核用结构材料与安全评价重点实验室沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院沈阳110016

奥氏体不锈钢中δ-铁素体的存在显著影响热加工过程中奥氏体晶粒度的控制,造成晶粒不均匀现象,关于δ-铁素体对奥氏体动态再结晶行为的影响机制尚不清楚。本工作利用Gleeble-3800热力模拟试验机在1423 K、0.1 s^(-1)条件下进行了铸态样... 详细信息

奥氏体不锈钢中δ-铁素体的存在显著影响热加工过程中奥氏体晶粒度的控制,造成晶粒不均匀现象,关于δ-铁素体对奥氏体动态再结晶行为的影响机制尚不清楚。本工作利用Gleeble-3800热力模拟试验机在1423 K、0.1 s^(-1)条件下进行了铸态样品和均质化处理态样品的热压缩实验,结合SEM、EBSD和TEM等研究了δ-铁素体对热变形行为和动态再结晶的影响。结果表明:1473 K均质化处理14 h可基本消除δ-铁素体,同时伴随着奥氏体晶粒的显著长大,计算表明δ-铁素体向奥氏体的转变速率主要受控于Cr在奥氏体中的扩散。铸态样品变形过程中,δ-铁素体内部、δ-铁素体/奥氏体界面处的塑性变形先于奥氏体相,高温下较软δ-铁素体的存在,造成铸态样品的流变应力明显低于均质化处理态无δ-铁素体样品。随着变形的进行,δ-铁素体易发生动态回复,动态回复引起的软化导致流变应力显著下降。均质化处理态样品的动态再结晶机制是原始奥氏体晶界弓出形核的不连续动态再结晶。而δ-铁素体的存在促进了δ-铁素体/奥氏体界面附近奥氏体的动态再结晶,其机制为连续动态再结晶。铸态样品中的原始奥氏体晶界为不连续动态再结晶的形核位置,2种动态再结晶机制的耦合作用使得铸态样品的动态再结晶程度显著高于均质化处理态样品。

关键词：奥氏体不锈钢 δ-铁素体均质化处理热变形动态再结晶

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合肥先进光源纽扣BPM设计及测试研究

激光杂志 2024年

作者：汪建业王栋宇唐雷雷王安鑫孙葆根中国科学技术大学国家同步辐射实验室

为了对合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facility，简称HALF）电子储存环的束流位置以及闭合轨道进行测量，设计并测试了一种纽扣型束流位置检测器（Beam Position Monitor，简称BPM）。首先基于束流位置测量系统的要求，对HALF纽扣... 详细信息

为了对合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facility，简称HALF）电子储存环的束流位置以及闭合轨道进行测量，设计并测试了一种纽扣型束流位置检测器（Beam Position Monitor，简称BPM）。首先基于束流位置测量系统的要求，对HALF纽扣型BPM进行设计，主要包括材料、几何结构等；随后对设计的BPM进行理论分析与计算，得到位置灵敏度0.10526 mm-1、mapping图等信息；最后对加工完毕的HALF预研项目BPM样机进行标定测试。得到BPM的测量灵敏度、mapping图等，减小BPM本身的非线性，消除了BPM本身组件的安装误差以及为消除在线误差提供数据参考。结果表明设计的纽扣型BPM满足HALF的束流位置测量需求。

关键词：束流位置检测器电子储存环信号处理静电感应差比和算法灵敏度