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基于U-Net的压缩光场显示图案生成方法

光学学报 2024年第10期44卷 366-384页

作者：高晨谭小地李海峰刘旭福建师范大学光电与信息工程学院福建福州350117 福建省光子技术重点实验室福建福州350117 医学光电科学与技术教育部重点实验室福建福州350117 福建省光电传感应用工程技术研究中心福建福州350117 福建师范大学信息光子学研究中心福建福州350117 浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027

压缩光场显示具有结构简单紧凑、显示空间分辨率高的优点,但求解压缩光场显示图案的迭代算法存在计算量大的问题。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的图像生成算法也被应用到三维显示中。提出一种将计算机视觉中执行图像分割任务的U... 详细信息

压缩光场显示具有结构简单紧凑、显示空间分辨率高的优点,但求解压缩光场显示图案的迭代算法存在计算量大的问题。随着人工智能技术的发展,基于深度学习的图像生成算法也被应用到三维显示中。提出一种将计算机视觉中执行图像分割任务的U-Net作为优化压缩光场显示图案的网络模型。根据给定的观看角度生成几组经过数据增强的目标光场数据集作为U-Net的训练集;在U-Net收敛后,将训练完成的U-Net用于生成重建测试目标光场的显示图案。训练和测试结果表明,相比基于堆叠CNN和迭代算法的方法,所提出的基于U-Net的压缩光场显示图案生成方法具有重建质量更高、计算资源少的优势。

关键词：物理光学成像系统压缩光场显示光场渲染深度学习

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电催化膜技术工艺处理含酚废水的研究进展

膜科学与技术 2024年

作者：王建宇陈榕汶方传杰朱利平浙江大学绍兴研究院大健康材料分中心浙江大学膜与水处理技术教育部工程研究中心浙江大学高分子科学与工程学系

苯酚、双酚A、4-硝基苯酚等酚类化合物是石化和化工废水中常见的高毒性难降解有机污染物。吸附、化学氧化、生化降解等传统技术方法很难将它们高效完全去除。“双碳”背景下，研发高效的难降解污染物治理新方法有助于推进环境污染治理... 详细信息

苯酚、双酚A、4-硝基苯酚等酚类化合物是石化和化工废水中常见的高毒性难降解有机污染物。吸附、化学氧化、生化降解等传统技术方法很难将它们高效完全去除。“双碳”背景下，研发高效的难降解污染物治理新方法有助于推进环境污染治理和实现绿色可持续发展目标。电催化膜技术是将膜过滤与电化学高级氧化相结合的新技术工艺，具有高效、无二次污染等诸多优点，逐渐成为本领域的一个重要发展方向。本文首先简要概述含酚废水的来源、危害及传统处理方法，然后从电催化膜作用机理、膜电极材料、电催化膜工艺处理酚类污染物的主要影响因素、电催化膜与相关技术结合处理含酚废水等方面系统介绍和总结近年来的研究进展，分析了电催化膜工艺的优势和存在的问题，并对其发展趋势和应用前景进行了展望，以期为后续研究和应用技术开发提供参考、启发和借鉴。

关键词：酚类有机化合物含酚废水电催化膜技术膜电极材料

基于参考电压修正的双级矩阵变换器Delta-Sigma调制

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电工技术学报 2024年第10期39卷 3070-3081页

作者：周湛清谢琦坤马朝磊薛凌月史婷娜天津工业大学高效能电机系统智能设计与制造国家地方联合工程研究中心天津300387 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072 浙江大学电气工程学院杭州310027

Delta-Sigma调制(DSM)可在无需随机过程统计特性和复杂谐波理论分析的基础上,依托其过采样特性实现电力电子变换器变频调制。双级矩阵变换器(TSMC)作为一种理想的“全硅”交-交变换器,若能够将DSM引入TSMC,可进一步优化其电磁干扰(EMI)... 详细信息

Delta-Sigma调制(DSM)可在无需随机过程统计特性和复杂谐波理论分析的基础上,依托其过采样特性实现电力电子变换器变频调制。双级矩阵变换器(TSMC)作为一种理想的“全硅”交-交变换器,若能够将DSM引入TSMC,可进一步优化其电磁干扰(EMI)水平和运行效率,但TSMC的直流链电压波动问题导致TSMC-DSM策略难以直接实现。针对TSMC-DSM实现问题,该文提出一种基于参考电压修正的DSM策略。在所提方法中,通过解析TSMC整流级调制过程,将逆变级参考电压按照整流级矢量作用顺序进行修正,并依次获得各扇区参考电压修正系数。最后,在两相坐标系下分别构建两个DSM调制器,并将修正后的逆变级电压参考值引入DSM调制器以实现高性能TSMC-DSM策略。实验结果表明,所提策略能够对输出电压、电流频谱进行合理整形以减少系统对外部的电磁干扰,同时具备优良的电压传输比和动态调制性能。

关键词：双级矩阵变换器 Delta-Sigma调制器电压传输比双空间矢量调制

超96%近红外光隔热率的高性能半透明有机太阳能电池

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高分子学报 2024年

作者：李耀凯关诗陶李水兴左立见陈红征浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室高分子科学与工程学系浙江大学杭州国际科创中心信息与功能材料研究院

半透明光伏是一种广受关注的太阳能光电转换技术，在吸光供能的同时，还可以保留一定的透光性.但半透明有机太阳能电池（semitransparent organic solar cells,STOPV）要想实现应用，必须解决能量转换效率（power conversion efficiency... 详细信息

半透明光伏是一种广受关注的太阳能光电转换技术，在吸光供能的同时，还可以保留一定的透光性.但半透明有机太阳能电池（semitransparent organic solar cells,STOPV）要想实现应用，必须解决能量转换效率（power conversion efficiency,PCE）、可见光透过率（average photopic transmittance,APT）与近红外光隔热率（infrared-light rejection rate,IRR）有机统一的问题.不同于传统的单一优化策略，本文工作通过采用高性能三元策略和多层光学调控层的方法来协同改善STOPV的性能.材料层面，通过结合宽带隙给体和2个吸收相似但对称性不同的近红外受体分子，将单结三元不透明有机太阳能电池的效率优化至18.66%.器件层面，提出三重光学调控方案，同时引入减反射层（anti-reflection layer,ARC），二氧化碲（tellurium dioxide,TeO2）光学层和带通滤光片（bandpass filter,BF），来优化器件的透光性.最终制备的最佳STOPV，其PCE和APT分别达到了12.82%和35.70%，对应的光利用效率（light utilization efficiency,LUE）为4.6%，并且近红外光隔热率达到96.8%，实现了PCE、APT和IRR的均衡提升.本文提出了一种开发设计高性能STOPV的有效方案，有利于进一步推动STOPV的商业化应用进展.

关键词：半透明有机太阳能电池光学调控二氧化碲近红外光阻隔光电建筑集成

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氧化物神经元器件及其神经网络应用

无机材料学报 2024年第4期39卷 345-358页

作者：李宗晓胡令祥王敬蕊诸葛飞中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波315201 宁波工程学院电子与信息工程学院宁波315211 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心上海200031 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100029 浙江大学温州研究院温州325006

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计... 详细信息

目前,人工智能在人类社会发挥着越来越重要的作用,以深度学习为代表的人工智能算法对硬件算力的要求也越来越高。然而随着摩尔定律逼近极限,传统冯·诺依曼计算架构越来越难以满足硬件算力提升的迫切需求。受人脑启发的新型神经形态计算采用数据处理与存储一体架构,有望为开发低能耗、高算力的新型人工智能技术提供重要的硬件基础。人工神经元和人工突触作为神经形态计算系统的核心组成部分,是当前研究的前沿和热点。本文聚焦氧化物人工神经元,从神经元数学模型出发,重点介绍了基于氧化物电子器件的霍奇金–赫胥黎神经元、泄漏–累积–发射神经元和振荡神经元的最新研究进展,系统分析了器件结构、工作机制对神经元功能模拟的影响规律。进一步,根据不同尖峰发射动态行为,阐述了基于氧化物神经元硬件的脉冲神经网络和振荡神经网络的研究进展。最后,讨论了氧化物神经元在器件、阵列、神经网络等层面面临的挑战,并展望了其在神经形态计算等领域的发展前景。

关键词：氧化物神经元器件类脑计算神经形态计算人工神经网络综述

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面向工业5.0的人机协作增材制造

机械工程学报 2024年第3期60卷 238-253页

作者：蒋周明矩熊异王柏村南方科技大学系统设计与智能制造学院深圳518055 浙江大学机械工程学院杭州310058

工业5.0是一种以价值驱动的新兴制造模式,其中人本智造是核心理念之一。然而,目前人本智造研究主要聚焦于系统层级,针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少,因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系,提... 详细信息

工业5.0是一种以价值驱动的新兴制造模式,其中人本智造是核心理念之一。然而,目前人本智造研究主要聚焦于系统层级,针对增材制造等特定工艺应用的研究仍然较少,因此亟需明晰相关科学问题与关键挑战。基于人-信息-物理系统的理论体系,提出了面向工业5.0的人机协作增材制造参考框架,建立产品-经济-生态三层次模型,并结合增材制造技术的内在特点和功能演进阐释了人机协作增材制造的基本概念。围绕产品开发流程,讨论了关键使能技术,包括万物互联、人工智能、数字孪生、扩展现实、智能材料等。最后,探讨了人机协作增材制造在产品层、经济层、生态层中的典型应用,包括个性化产品设计、交互式制造、面向工艺链的人机协作、众创式设计、分布式制造和节能减排等。该框架旨在研究人机协作增材制造,通过发展人-信息-物理系统理论,首次系统地阐述了其核心概念、关键技术和典型场景,以推动增材制造向人机协作的工业5.0范式转变,更好地满足用户个性化需求。

关键词：人机协作增材制造人-信息-物理系统工业5.0 人本智造

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考虑锚胫作用下拖曳锚在成层土中的嵌入机制

岩土力学 2024年第5期45卷 1495-1504页

作者：熊树森黄蕴晗赖莹浙江大学超重力研究中心浙江杭州310058 江苏海洋大学土木与港海工程学院江苏连云港222002 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

深水系泊系统及其系泊基础的开发已成为发展清洁能源“海上风电”项目的关键课题。拖曳锚由于其较大的承载力和易安装等诸多优势而具有较好的发展前景。基于极限塑性上限分析法,建立了考虑锚胫作用的拖曳锚在成层土中的嵌入轨迹、姿态... 详细信息

深水系泊系统及其系泊基础的开发已成为发展清洁能源“海上风电”项目的关键课题。拖曳锚由于其较大的承载力和易安装等诸多优势而具有较好的发展前景。基于极限塑性上限分析法,建立了考虑锚胫作用的拖曳锚在成层土中的嵌入轨迹、姿态以及承载力预测模型。利用已有模型试验对本模型进行验证,结果表明:考虑锚胫作用模型轨迹预测误差控制在13.5%,轨迹和角度预测误差相比于未考虑锚胫作用的模型分别降低了78.32%和36.9%。硬土层的强度、厚度和深度共同制约着拖曳锚的嵌入能力。首先,强度比影响最明显,强度比越大,嵌入深度越小,直至无法穿透硬土层;其次,是深度影响,深度越大,承载力越大。能够穿透硬土层的条件下深度对轨迹和角度影响不明显,不能够穿透硬土层条件下深度越大,嵌入深度越大,最终角度越小;最后,是厚度影响,硬土层厚度越大,嵌入过程中承载力越大。

关键词：拖曳锚预测模型成层土锚胫作用轨迹

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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1100~1700 nm长通滤光片与1300~1700 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

厦门岛轨道交通站点共享单车接驳影响因素研究

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浙江大学学报（理学版） 2024年第1期51卷 90-98页

作者：饶传坤雷思静浙江大学城乡规划理论与技术研究所浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310028 浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058

共享单车凭借其高效便利的优势在全国各大城市快速普及,已成为轨道交通站点重要的接驳方式,但其供需失衡、乱停乱放等问题也给城市交通与环境带来挑战。利用厦门市共享单车及城市空间等多源大数据,通过Python、GIS解析共享单车出行的时... 详细信息

共享单车凭借其高效便利的优势在全国各大城市快速普及,已成为轨道交通站点重要的接驳方式,但其供需失衡、乱停乱放等问题也给城市交通与环境带来挑战。利用厦门市共享单车及城市空间等多源大数据,通过Python、GIS解析共享单车出行的时空特征,探究轨道站域骑行特征及其来自土地利用、城市建成环境等方面的影响效应,结果表明:共享单车具有短时空距离利用的特征,为城市地铁站点的接驳交通提供了重要支撑;站点周边共享单车的接驳利用受城市多种因素影响,同时也反映了站点开发的阶段性和差异性;根据共享单车出行特征,轨道交通站点可归纳为四类,应根据站点的不同类型因站施策,完善城市慢行系统,促进共享单车骑行,加强轨道交通站域开发。

关键词：共享单车轨道交通站点土地利用供需匹配厦门岛