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光纤多通道并行激光直写光刻系统(特邀)

中国激光 2024年第12期51卷 382-388页

作者：张娜罗昊邱毅伟詹刚垚温积森吕碧沪匡翠方朱大钊刘旭之江实验室高效能计算系统研究中心浙江杭州311121 浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室浙江杭州310027 之江实验室前沿基础研究中心浙江杭州311121 之江实验室新型计算传感与智能处理研究中心浙江杭州311121 之江实验室科研条件管理部浙江杭州311121

激光直写是一项应用广泛的微纳加工技术。但受限于通量,单通道激光直写技术无法实现大面积应用。为此,提出并验证一种多通道激光直写技术,以提升激光直写技术的通量。与传统的以空间光光路为基础的多通道系统不同,介绍的技术使用光纤器... 详细信息

激光直写是一项应用广泛的微纳加工技术。但受限于通量,单通道激光直写技术无法实现大面积应用。为此,提出并验证一种多通道激光直写技术,以提升激光直写技术的通量。与传统的以空间光光路为基础的多通道系统不同,介绍的技术使用光纤器件实现多通道并行刻写,且每个通道可独立调控。通过加工多种微纳结构进行测试,证明搭建的系统兼容多种光刻胶,在ps量级脉宽情况下可实现横向126 nm、纵向222 nm的加工精度。系统结构紧凑,具备加工大面积复杂图形、三维结构的能力,证明光纤器件应用在多通道系统中的可行性,为高通量激光直写技术发展提出新的技术途径。

关键词：激光直写多通道并行光刻光纤系统微纳加工

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可见-近红外二区双通道荧光成像系统

红外与毫米波学报 2024年第3期43卷 413-420页

作者：刘雯倪沪桅钱骏浙江师范大学浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室物理与电子工程学院浙江金华321004 浙江大学现代光学仪器国家重点实验室光及电磁波研究中心光电科学与工程学院先进光子学国际研究中心浙江杭州310058

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用... 详细信息

本文基于光学手段,开发出了一套能够兼顾可见光与近红外二区(NIR-Ⅱ)窗口的双通道宏观成像系统,能够实时输出具有NIR-Ⅱ荧光信息的高质量明场图像,解决了常规的NIR-Ⅱ宏观成像系统提供的荧光图像与明场图像割裂较大的问题。实验中利用不同厚度的脂肪组织测试了吲哚菁绿的NIR-Ⅱ窗口荧光信号分别在1 100~1 700 nm长通滤光片与1 300~1 700 nm长通滤光片下的抗散射能力与成像表现。接着利用所搭建的双通道宏观成像系统分别在小鼠以及大鼠模型上实现了淋巴结成像并模拟进行了淋巴结的切除手术,模拟了对腹腔淋巴结清扫的过程。最后,在大鼠模型上添加了不同厚度的生物脂肪组织,模拟实际手术中脂肪组织覆盖在淋巴结上的情况,观察双通道系统的穿透能力。可见近红外二区双通道荧光成像系统通过给操作者提供直观的影像信息,缩减手术时间、提高患者的预后,在临床手术导航中具有较大的应用潜力。

关键词：荧光成像技术双通道宏观成像系统近红外二区临床手术导航

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融合深度学习的贝叶斯滤波综述

自动化学报 2024年第8期50卷 1502-1516页

作者：张文安林安迪杨旭升俞立杨小牛浙江工业大学信息工程学院杭州310023 浙江省嵌入式系统联合重点实验室杭州310023 电磁空间安全全国重点实验室嘉兴314033

当前动态系统呈现大型化、复杂化的趋势,基于贝叶斯滤波的动态系统状态估计遇到一系列新的挑战.随着深度学习在特征提取与模式识别等方面的优势与潜力不断显现,深度学习与传统贝叶斯滤波相结合的研究也随之兴起.为此,梳理了不同领域融... 详细信息

当前动态系统呈现大型化、复杂化的趋势,基于贝叶斯滤波的动态系统状态估计遇到一系列新的挑战.随着深度学习在特征提取与模式识别等方面的优势与潜力不断显现,深度学习与传统贝叶斯滤波相结合的研究也随之兴起.为此,梳理了不同领域融合深度学习的贝叶斯滤波方法的应用案例,从中剖析不同类型动态系统下贝叶斯滤波存在的局限性和共性难题.在此基础上,总结了当前贝叶斯滤波存在的几类不确定性问题,以深度学习的视角将这些问题归纳为特征提取和参数辨识两大基本问题,进而介绍深度学习为贝叶斯滤波所提供的解决方案.其次,归纳整理了两类深度学习与贝叶斯滤波结合的具体方法,着重介绍了深度卡尔曼滤波和融合深度学习的自适应卡尔曼滤波.最后,综合考虑深度学习方法和贝叶斯滤波方法的优势,讨论了融合深度学习的贝叶斯滤波方法的开放问题和未来研究方向.

关键词：深度学习贝叶斯滤波卡尔曼滤波状态估计状态空间模型

硅外延生长反应腔内外延反应过程的数值仿真建模及实验研究

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机械工程学报 2024年第5期60卷 209-218页

作者：邓世伟沈文杰陈宇宏白天梅德庆汪延成浙江大学流体动力基础件与机电系统全国重点实验室杭州310058 浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室杭州310058 浙江晶盛机电股份有限公司绍兴310023

硅外延片是大规模集成电路、半导体器件等的基础功能材料,是通过外延反应在单晶硅片上生长均匀的外延薄层。外延层的厚度和电阻率的均匀性控制是硅外延生长的关键技术难题,其生长质量受反应腔室的结构与热流场设计影响较大。基于单片式... 详细信息

硅外延片是大规模集成电路、半导体器件等的基础功能材料,是通过外延反应在单晶硅片上生长均匀的外延薄层。外延层的厚度和电阻率的均匀性控制是硅外延生长的关键技术难题,其生长质量受反应腔室的结构与热流场设计影响较大。基于单片式硅外延生长反应腔室的结构,建立了反应腔内气体输运与外延反应的多物理场仿真模型,分析了腔室结构对热场分布均匀性的影响规律。随后通过数值仿真,研究了载气流量、进气梯度、基座转速等工艺参数对硅外延生长反应过程的影响。随后,开展了反应腔内多测点温度的测试实验,结果表明不同工艺条件下数值仿真预测的温度与实测的温度分布及变化规律相较一致,最大温度预测偏差实验,测试结果表明硅外延层的厚度不均匀性所需的外延层高品质生长要求。

关键词：硅外延层外延生长化学气相沉积热流场反应腔室

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二甲苯异构体吸附分离研究进展

化工学报 2024年第4期75卷 1081-1095页

作者：刘莹郑芳杨启炜张治国任其龙鲍宗必浙江大学化学工程与生物工程学院生物质化工教育部重点实验室浙江杭州310027 浙江大学衢州研究院电子化学品研究所浙江衢州324000 浙江大学衢州研究院生物医药研究所浙江衢州324000

二甲苯异构体的分离与纯化是石油化学工业的重要过程之一,但二甲苯异构体的结构和性质极其接近,常规精馏和深冷结晶法分离能耗高、生产效率低。模拟移动床色谱是主流的二甲苯异构体分离技术,但作为吸附剂的分子筛在吸附容量和分离选择... 详细信息

二甲苯异构体的分离与纯化是石油化学工业的重要过程之一,但二甲苯异构体的结构和性质极其接近,常规精馏和深冷结晶法分离能耗高、生产效率低。模拟移动床色谱是主流的二甲苯异构体分离技术,但作为吸附剂的分子筛在吸附容量和分离选择性两方面均存在不足。金属有机框架和超分子材料具有组装自由、结构多样和性质可调等优点,可通过构建极性孔环境或精准设计孔道尺寸与形状实现二甲苯异构体的高效辨识与分离。本文综述了金属有机框架和超分子材料在二甲苯异构体吸附分离中的研究进展,从静电作用、尺寸筛分和形状筛分等方面探讨了二甲苯异构体分离的内在机制,总结了金属有机框架在二甲苯分离领域存在的问题和局限,并对未来发展方向进行了展望。

关键词：吸附分离吸附剂二甲苯异构体对二甲苯金属有机框架

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高速湿式离合器摩擦片表面微织构优化设计

汽车工程 2024年第2期46卷 320-328页

作者：张琳蒙华冯宇赵晓龙魏超严运兵武汉科技大学汽车与交通工程学院武汉430081 浙江大学流体动力基础件与机电系统国家重点实验室杭州310027 特种车辆设计制造集成技术全国重点实验室包头014030 北京理工大学坦克传动国防科技重点实验室北京100081

湿式离合器是车辆传动系统核心元件,在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,影响其传动效率和可靠性。因此,本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标,对摩擦片表面微织构进行了优化设... 详细信息

湿式离合器是车辆传动系统核心元件,在高速分离状态下易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦,由此引起离合器带排转矩的急剧增大,影响其传动效率和可靠性。因此,本文以降低离合器高速段碰摩带排转矩为目标,对摩擦片表面微织构进行了优化设计。首先提出了摩擦片表面任意微织构形线参数化建模方法;然后选取了微织构的数量、深度、周向占比、径向占比和形线参数,构建了微织构优化的设计变量、约束条件和优化目标函数,通过将试验设计、模拟近似模型和搜索寻优相结合,建立了摩擦片表面微织构优化设计模型;最后进行了微织构优化前后的带排转矩对比试验。结果表明优化后的微织构可显著降低高速段碰摩带排转矩,并大幅推迟摩擦副高速碰摩现象出现的线速度。

关键词：湿式离合器流固耦合碰撞摩擦带排转矩优化设计

包覆低共熔溶剂的聚苯乙烯微胶囊吸附Li^(+)的性能研究

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高校化学工程学报 2024年第3期38卷 384-393页

作者：侯晓静王彦旭吴可君何潮洪浙江大学化学工程与生物工程学院浙江省化工高效制造技术重点实验室浙江杭州310058 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000

为实现绿色、低成本从海水中提锂的目标,采用同轴共流微流体技术结合溶剂挥发法制备包覆有低共熔溶剂(甲基三辛基氯化铵/癸酸)的聚苯乙烯微胶囊。所制备的微胶囊颗粒呈均一的球形。将该微胶囊用作萃取Li^(+)吸附剂,系统研究了吸附时间... 详细信息

为实现绿色、低成本从海水中提锂的目标,采用同轴共流微流体技术结合溶剂挥发法制备包覆有低共熔溶剂(甲基三辛基氯化铵/癸酸)的聚苯乙烯微胶囊。所制备的微胶囊颗粒呈均一的球形。将该微胶囊用作萃取Li^(+)吸附剂,系统研究了吸附时间、吸附温度、溶液pH、初始锂浓度和固液比对Li^(+)吸附量和萃取率的影响。结果表明在吸附Li^(+)水溶液时,微胶囊对Li^(+)的最大吸附量为32 mg·g^(-1)。碱性条件时微胶囊对模拟海水中的Li^(+)吸附分配比为10.22 L·g^(-1)。

关键词：微胶囊提锂低共熔溶剂溶剂挥发法吸附

基于微流控的血细胞和干细胞流变学行为研究进展

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力学学报 2024年第5期56卷 1271-1283页

作者：戚晓菁杜亚辉曾为臻李学进浣江实验室浙江诸暨311800 浙江大学工程力学系杭州310027

微流控芯片作为一种微全分析技术平台,具有精确流量控制、少量样本需求和可集成化等诸多优势,已被广泛应用于生物医学和环境科学等领域.利用微流控通道结构设计灵活的特点,可在实验条件下模拟生理和病理条件下的复杂血管微环境,其与超... 详细信息

微流控芯片作为一种微全分析技术平台,具有精确流量控制、少量样本需求和可集成化等诸多优势,已被广泛应用于生物医学和环境科学等领域.利用微流控通道结构设计灵活的特点,可在实验条件下模拟生理和病理条件下的复杂血管微环境,其与超分辨显微成像技术的整合使得研究人员能够实时观察和分析微观尺度下的细胞动态变化过程.因此,在用微流控芯片系统研究细胞形态和力学特性方面也取得了重要进展.文章重点介绍了微流控芯片技术及基于微流控的数值仿真模拟手段在红细胞、白细胞及干细胞变形和流变学行为中的应用及进展.首先,介绍了微流控芯片技术及相关数值仿真手段在红细胞流动变形研究中的应用;接着,总结了微流控芯片系统及相关数值模拟在白细胞边集及迁移行为的研究进展;此外,也概括了微流控芯片系统及相关数值模拟在干细胞迁移和定向分化机制方面的研究进展.最后,总结并展望了微流控芯片技术及其相关的数值模拟在血细胞及干细胞流变学研究中的挑战和未来发展趋势.

关键词：微流控芯片血细胞干细胞流变学行为数值模拟

基于分子感官科学技术鉴定热处理杨梅汁的关键香气组分变化

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中国食品学报 2024年第6期24卷 341-353页

作者：程焕陈颖陈健乐陈士国叶兴乾浙江大学生物系统工程与食品科学学院、智能食品加工技术与装备国家地方联合工程研究中心、浙江省农产品加工技术研究重点实验室、浙江省健康食品制造与品质控制国际合作基地、浙江大学馥莉食品研究院杭州310058 浙江大学宁波研究院浙江宁波315100

采用感官定量描述、香气萃取物稀释分析技术、气味活性值(OAVs)与香气组分重组模型等分子感官技术,结合气相色谱-质谱(GC-MS)、气相色谱-嗅闻(GC-O)、电子鼻等现代仪器分析新鲜杨梅汁热处理前、后风味差异的关键贡献组分。香气萃取物稀... 详细信息

采用感官定量描述、香气萃取物稀释分析技术、气味活性值(OAVs)与香气组分重组模型等分子感官技术,结合气相色谱-质谱(GC-MS)、气相色谱-嗅闻(GC-O)、电子鼻等现代仪器分析新鲜杨梅汁热处理前、后风味差异的关键贡献组分。香气萃取物稀释分析结果表明,经热处理后,杨梅汁中青草和清鲜香气活性组分稀释因子减小,呈现甜香的香气活性组分稀释因子增大,并新生成煮甜瓜、刺激、腐臭和皮革等气味。结合香气活性组分的变量投影重要度(VIP)和香气活性值(OAVs),鉴定得到13种关键香气变化组分,包括正己醛(青草/清鲜)、(Z)-3-己烯醛(青草/清鲜)、(E)-2-辛烯醛(甜香)、(E,Z)-3,6-壬二烯醛(西瓜皮)、(E)-2-壬烯醛(动物油脂)、(E,E)-2,6-壬二烯醛(青瓜/草药)、(E,E)-2,4-壬二烯醛(动物油脂)、2,5-二甲氧基苯甲醛(粪臭)、芳樟醇(青苹果)、丙酸香茅醇(苦味)、2,4-吡咯烷酮(刺鼻)、β-大马烯酮(甜香)和反-2-(2-戊烯基)呋喃(甜瓜味),可作为区分热处理杨梅汁与新鲜杨梅汁风味差异的贡献化合物,其中大马士酮的OAV(100756.95)最高。本研究可为杨梅汁产品开发和品质调控提供理论支撑。

关键词：杨梅汁热处理挥发性组分感官组学技术