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自适应光学在超分辨显微成像技术中的应用(内封面文章·特邀)

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红外与激光工程 2024年第5期53卷 11-25页

作者：王韵澎燕静郝翔浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心浙江嘉兴314000

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往... 详细信息

荧光显微镜是研究细胞结构和动态过程的最有力的工具之一,近年来发展的超分辨显微成像技术更是突破了传统衍射极限,能够在观测活体生物样本中达到纳米级的分辨率。但由于生物样品内部折射率变化的复杂性,进行超分辨观测时成像性能往往会因样品引起的像差而降低。自适应光学是一种矫正波前误差的技术,在超分辨显微成像技术中引入自适应光学技术可以显著提高超分辨系统的成像分辨率、成像深度、成像速度。为了进一步提高超分辨显微成像系统的成像性能,研究者不断创新自适应光学在超分辨技术的应用方法。介绍了自适应光学技术,阐述了其在显微成像中的应用;详细分析了近年来自适应光学在超分辨显微成像技术的应用,最终进行了总结,并对未来技术发展方向进行了展望。

关键词：超分辨显微成像自适应光学机器学习波前探测

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基于相变材料的蒸汽卡诺电池热力学循环设计

浙江大学学报（工学版） 2024年第1期58卷 161-168页

作者：林小杰徐家豪孙鹏钟崴胡亚才浙江大学能源工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院浙江嘉兴314024 浙江大学工程师学院浙江杭州310015

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.... 详细信息

为了研究工业园区综合能源系统的多能互补新路线,提出基于高低温相变材料的新型蒸汽卡诺电池.建立计及设备性能与质量流量的热力学循环计算模型,分析设计参数、多级压缩结构对系统热泵系数、循环效率、储电损失与供热(火用)效率的影响.通过探究发现,低温相变材料的相变温度和高温相变材料的相变温度是影响蒸汽卡诺电池性能的主要因素,得到蒸汽卡诺电池的高循环性能区.优化蒸汽卡诺电池的参数与结构,结果表明,循环效率可达56.96%,热泵系数可达2.55,供热(火用)效率可达68.74%.

关键词：卡诺电池储能热力学分析蒸汽生产余热利用

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一种光纤陀螺全温启动漂移补偿方法

光电工程 2024年第5期51卷 34-41页

作者：姚磊善周一览赵帅黄腾超车双良浙江大学光电科学与工程学院浙江杭州310027 浙江大学嘉兴研究院浙江嘉兴314000

本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀... 详细信息

本文提出了一种光纤陀螺全温启动温度漂移补偿方法。首先,采用三个惯性传感器内置的温度计信息组成的多维温度变量构建寻北仪内部的温度场,然后使用支持向量回归(SVR)来构建多维温度变量与光纤陀螺温度漂移误差的补偿模型,最后应用麻雀搜索算法(SSA)来调优SVR模型核参数来提高温度误差补偿模型的精度和泛化能力。寻北实验验证了所提方法的有效性:将寻北仪启动阶段的精度从0.0209°提高到0.0101°,使其启动阶段的性能与稳定阶段的性能接近,并提升了其在不同初始温度下的快速响应能力。

关键词：光纤陀螺寻北仪启动漂移支持向量机回归麻雀优化算法

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超构表面:设计原理与应用挑战(特邀)

中国激光 2024年第1期51卷 259-279页

作者：马耀光高宇斌浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室光电科学与工程学院先进光子学研究中心嘉兴研究院智能光子研究中心浙江大学杭州国际科创中心浙江杭州310027

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚... 详细信息

作为一种二维形式的超构材料,超构表面允许以前所未有的自由度对光的振幅、相位、偏振等维度进行灵活高效的调控,有望突破传统光学的限制,实现低成本、高性能、超轻超薄、功能新颖的新型光学元件,近年来引起了学术界和产业界越来越浓厚的研究兴趣。从物理机理、相位调控到正向设计方法,系统回顾了超构表面的设计原理。介绍了这些机理如何用于实现丰富的应用,包括功能复用、宽带宽、大视场、多层级联、非局域超构表面等,涵盖了最主要和最新的发展方向。最后,讨论了超构表面在走向实用化的道路上所面临的器件设计和加工制造上的挑战,并对领域未来的发展进行展望。

关键词：材料超构表面超构透镜成像光学全息复用消色差成像

考虑不同失效模式的索杆结构构件面积缺损限值研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2024年第1期52卷 52-61页

作者：邓满宇袁行飞董永灿浙江大学空间结构研究中心浙江杭州310058 浙江大学平衡建筑研究中心浙江杭州310058 浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江杭州310058

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的... 详细信息

索杆结构长期服役过程中的锈蚀会造成构件截面损失,导致结构内力的重新分配,影响结构的安全性能。文中基于可靠度理论与结构极限状态分别建立了构件强度失效、钢索松弛失效及节点变形失效3种失效模式,并得到了不同失效模式临界状态下的可靠度限值控制不等式;通过力学推导,给出了以缺损面积为变量的杆件内力与节点位移变化公式,依据该公式可计算出可靠度限值控制不等式中的影响系数矩阵;引入钢材的锈蚀模型并结合非线性规划,提出了一种确定索杆结构构件面积缺损限值的方法。对一Levy型索穹顶的构件面积缺损限值进行了算例分析,并与规范限值进行对比。结果表明:索杆结构中的多数构件在强度失效与变形失效模式下的面积缺损限值高于耐久性限值,但松弛失效模式下的构件面积缺损限值小于耐久性限值,如按该限值要求对结构进行设计及维护将有可能发生钢索松弛失效;而安全性限值对于钢索构件较为严格,对于钢杆构件则与耐久性限值相同。因此,需综合考虑3种失效模式与规范限值,并按最严格的结果进行控制。

关键词：索杆结构可靠度理论非线性规划失效模式面积缺损限值

基于GPU高速并行计算实现逆信噪比-复值退相关OCTA实时成像

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中国激光 2024年第9期 178-188页

作者：郭大佑刘开元章慧英林腾翔丁志华李鹏浙江大学光电科学与工程学院浙江大学嘉兴研究院智能光电创新中心

在光学相干层析血流造影（OCTA）系统的实际应用中，高质量数据的采集受到多种因素的干扰，如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元（GPU）的OCTA数据实时处理框架，使用C++... 详细信息

在光学相干层析血流造影（OCTA）系统的实际应用中，高质量数据的采集受到多种因素的干扰，如屈光调节、扫描区域移动、动态成像过程中受试对象眼睛状态波动等。笔者构建了一种基于图像处理单元（GPU）的OCTA数据实时处理框架，使用C++和CUDA开发系统软件，实现了逆信噪比-复值退相关光学相干层析血流造影（ID-OCTA）的实时信号处理与图像显示，线处理速度达到了365 kHz。同时，通过闪烁光刺激诱发小鼠视网膜功能性充血实验，证明了本研究实现的OCTA投影图像实时显示功能有助于操作人员调节系统，监测受试对象的状态，从而提高数据采集成功率。

关键词：生物医学成像光学相干层析血流造影实时成像功能性充血

离子液体强化不饱和键差异化合物分离的研究进展

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化工进展 2024年第1期43卷 198-214页

作者：容凡丁丁泽相曹义风陈俐吭杨柳申福星杨启炜鲍宗必浙江大学化学工程与生物工程学院浙江杭州310058 浙江大学衢州研究院浙江衢州324000

结构相似物的分离是物耗和能耗最集中的化工过程之一。对于具有不饱和键差异的化合物而言,它们的物化性质极为相近,高效分离极具挑战。离子液体因其特殊的理化性质、结构可设计以及多重分子间相互作用位点等特点而广泛应用于不饱和键差... 详细信息

结构相似物的分离是物耗和能耗最集中的化工过程之一。对于具有不饱和键差异的化合物而言,它们的物化性质极为相近,高效分离极具挑战。离子液体因其特殊的理化性质、结构可设计以及多重分子间相互作用位点等特点而广泛应用于不饱和键差异化合物的分子辨识分离。本文综述了离子液体强化不饱和键差异化合物分离的研究进展,重点介绍了常温常压下为气态的低碳烃、液态的中等碳链烃及固态的天然活性同系物等代表性体系的分离,突出了离子液体分离不饱和键差异化合物的构效关系、分离机理及分离工艺流程评价,并展望了离子液体强化不饱和键差异化合物分离的未来方向。

关键词：离子液体分子辨识分离萃取选择性不饱和键

酸敏性弱胶结人工砂岩制备方法及酸蚀渗流试验初探

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岩石力学与工程学报 2024年第6期43卷 1480-1491页

作者：杨昕洪义王立忠国振郑嘉男颜梦秋浙江大学建筑工程学院浙江杭州310058 浙江大学海南研究院海南三亚572025

碳封存是CO_(2)减排、缓解全球变暖等环境问题行之有效的方法。储层孔渗特性是决定CO_(2)封存效率的关键因素,其中,方解石型胶结酸蚀弱化是一种重要的影响机制,因而需要开展酸敏性弱胶结砂岩研究。开发酸敏性弱胶结人工砂岩制作方法,开... 详细信息

碳封存是CO_(2)减排、缓解全球变暖等环境问题行之有效的方法。储层孔渗特性是决定CO_(2)封存效率的关键因素,其中,方解石型胶结酸蚀弱化是一种重要的影响机制,因而需要开展酸敏性弱胶结砂岩研究。开发酸敏性弱胶结人工砂岩制作方法,开展酸蚀过程酸敏性弱胶结砂岩变形分析,并探明酸蚀前后岩芯渗透率变化规律。首先,基于响应面法设计试验,研究不同脲酶活性、胶结液浓度、脱脂奶粉浓度对酸敏性弱胶结人工砂岩强度影响规律,建立考虑多因素的酸敏性弱胶结人工砂岩回归模型。其次,开展不同应力下酸敏性弱胶结人工砂岩酸蚀渗流试验,分析酸蚀过程岩芯变形规律:酸蚀过程中,岩芯体应变随酸蚀渗流量呈线性增长趋势,酸蚀渗流诱发的胶结弱化可使岩芯体缩应变超4%。最后,研究酸蚀前后岩芯渗透率变化:在高围压状态下,渗透率可降低70%。研究初步揭示了弱胶结砂岩酸蚀特性,对CO_(2)地质封存有一定的指导作用。

关键词：岩石力学 CO_(2)地质封存酸敏性弱胶结砂岩响应面法酸蚀渗流

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肿瘤电场治疗的模型仿真研究

生物医学工程学杂志 2024年第2期41卷 360-367页

作者：秦丽平谢旭王敏敏马明伟潘赟陈光弟张韶岷浙江省医疗器械检验研究院杭州310018 浙江大学求是高等研究院、浙江大学生物医学工程教育部重点实验室杭州310027 浙江大学信息与电子工程学院杭州310027 浙江大学公共卫生学院杭州310027

肿瘤电场治疗是一种新的治疗恶性实体肿瘤的疗法,多采用电场仿真分析不同参数的肿瘤电场治疗在瘤体上产生的电场分布。但目前,由于仿真模型构建技术路线较难复现或实现成本较高,因此本研究采用常用的软件工具建立了易实现的高精度肿瘤... 详细信息

肿瘤电场治疗是一种新的治疗恶性实体肿瘤的疗法,多采用电场仿真分析不同参数的肿瘤电场治疗在瘤体上产生的电场分布。但目前,由于仿真模型构建技术路线较难复现或实现成本较高,因此本研究采用常用的软件工具建立了易实现的高精度肿瘤电场治疗有限元仿真模型,模型精度在1 mm^(3)水平。本研究利用该仿真模型开展了不同组织电学参数、电极配置等因素分析,研究结果显示,对肿瘤内电场分布存在影响的因素包括:头皮、头骨电导率的变化(瘤体治疗场最高变化21.0%)、肿瘤电导率的变化(瘤体治疗场最高变化157.8%)和不同的电极位置及组合(瘤体治疗场最高变化74.2%)。综上,本文研究结果验证了所提建模方法的可行性与有效性,或可为今后的肿瘤电场治疗仿真分析和临床应用提供重要参考。

关键词：肿瘤电场治疗仿真模型有限元胶质母细胞瘤