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基于相关性局域化迭代集合平滑反演渗透系数场

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水文地质工程地质 2024年第1期51卷 12-21页

作者：夏传安王浩简文彬福州大学紫金地质与矿业学院岩土与地质工程系福建福州350108

在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子... 详细信息

在地下水流和溶质运移问题中,有较多研究基于物理距离局域化集合同化方法反演水文地质参数。当反演参数与观测信息之间不存在物理距离时,这种方法不适用。为了克服这个局限,通过渗透系数与水头信息之间的相关性计算局域化方法的阻滞因子,构建基于相关性的局域化迭代集合平滑方法。为了方便比较,将该方法和一种基于物理距离的局域化迭代集合平滑一同用于同化水头信息反演二维孔隙承压含水层的渗透系数场。算例中考虑了不同集合大小、观测误差及观测数量等因子的组合,便于分析其对渗透系数反演精度的影响。研究结果显示:(1)在所有算例中新方法得到的渗透系数均方根误差范围为[0.8307,0.9590],都小于基于物理距离方法的均方根误差,范围为[0.8394,1.0000];(2)基于物理距离方法得到的渗透系数场空间上存在不连续性,而新方法的结果不存在此现象。文章提出了一种新的基于相关性局域化迭代平滑方法,该方法不需要依赖参数与观测信息之间的物理距离且参数反演精度高于基于物理距离的方法,可作为参数反演的科学工具。

关键词：数据同化相关性局域化迭代集合平滑物理距离局域化渗透系数场

纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中光孤子的存储与读取

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物理学报 2024年第16期73卷 64-71页

作者：曾莹佘彦超张蔚曦杨红铜仁学院物理与电子工程系铜仁554300 吉首大学物理与机电工程学院吉首416000

本文解析研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取.结果表明,由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应,系统中的光吸收被大大抑制.同时,纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用,增强的系统非线性... 详细信息

本文解析研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取.结果表明,由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应,系统中的光吸收被大大抑制.同时,纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用,增强的系统非线性响应能平衡色散效应得到稳定的时间光孤子.进一步研究表明,通过关闭和打开点间隧穿耦合,系统中可实现光孤子的高效率和高保真度的存储与读取.上述结果对于固体量子材料中全光信息处理的实际应用具有一定的指导意义和潜在的应用价值.

关键词：隧穿诱导透明光孤子的存储和读取量子点纳米光纤

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基于多特征融合的人像HDR图像处理算法

液晶与显示 2024年第8期39卷 1024-1036页

作者：吴春林张永爱林志贤郭太良林鹏飞林坚普福州大学先进制造学院福建泉州362200 福州大学物理与信息工程学院福建福州350108 东京大学信息科学技术学院日本东京113-8657

基于深度学习的高动态范围(High Dynamic Range,HDR)图像处理算法在处理含有人像的图片时存在皮肤偏色问题。针对此问题,本文提出了一种基于多特征融合的人像HDR图像处理算法U2HDRnet。该算法由皮肤特征提取模块、三边特征提取模块、色... 详细信息

基于深度学习的高动态范围(High Dynamic Range,HDR)图像处理算法在处理含有人像的图片时存在皮肤偏色问题。针对此问题,本文提出了一种基于多特征融合的人像HDR图像处理算法U2HDRnet。该算法由皮肤特征提取模块、三边特征提取模块、色彩重建模块3部分构成。首先,皮肤特征提取模块分离出皮肤区域的颜色和位置信息;其次,三边特征提取模块分别提取图片的局部特征、全局特征和语义特征,并与皮肤特征融合;最后,色彩重建模块对网格做空间和颜色深度上的插值。此外,本文引入改进的自注意力与卷积融合模块以提升HDR的处理效果;同时本文还制作了人像HDR数据集PortraitHDR,填补了该领域内数据集的空白。实验结果显示,U2HDRnet的PSNR达31.42 dB,SSIM达0.985,均优于目前常见的HDR算法,在获得高质量人像HDR图像的同时避免了皮肤的失真。

关键词：深度学习高动态范围皮肤特征提取注意力机制色彩重建

带空气狭缝倒置结构的脊型硫系光波导后向受激布里渊散射研究

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物理学报 2024年第1期73卷 201-210页

作者：杨熙飞尚磊邹林儿沈云南昌大学物理与材料学院南昌330031

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^... 详细信息

受激布里渊散射效应具有光谱线宽窄、频率稳定和增益方向敏感等优点,常用于激光器,慢光产生和微波光子滤波器等.本文基于As_(2)S_(3)硫系玻璃、以SiO_(2)为衬底设计了一种亚微米尺寸的带空气狭缝倒置结构脊型波导结构,具有高达8.22×10^(4)W^(–1)·m^(–1)的后向受激布里渊散射增益系数.研究显示在该结构的同种光学和声学模式下,更小的声光场有效模场面积具有更高的后向受激布里渊散射增益系数.还分析了硫系玻璃的光学损耗对后向受激布里渊散射的影响,发现当波导长度超过最优值后,斯托克斯光波功率开始下降,而增大泵浦光功率不仅可以提高斯托克斯光波功率的极大值,同时还会增大波导长度的最优值.当所输入的泵浦光功率为20 mW时,受激布里渊散射增益达到100 d B波导长度仅需要2 cm,这非常有利于光子器件的片上集成.

关键词：受激布里渊散射硫系光波导有效模场面积光学损耗

磁场诱导的TmFeO_(3)单晶自旋重取向

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物理学报 2024年第1期73卷 306-312页

作者：王宁黄峰陈盈朱国锋苏浩斌郭翠霞王向峰福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 莆田351100 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108

TmFeO_(3)具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性,在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值.本文利用时域太赫兹低温磁光谱,研究TmFeO_(3)单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律,并表征其内部复杂的相... 详细信息

TmFeO_(3)具有磁光效应、多铁性和自旋重取向等丰富的物理特性,在凝聚态物理和材料物理领域具有重要的研究价值.本文利用时域太赫兹低温磁光谱,研究TmFeO_(3)单晶在1.6 K温度下自旋共振频率随外加磁场的变化规律,并表征其内部复杂的相互作用.结果表明,随磁场增加TmFeO_(3)单晶的准铁磁共振向高频移动,而准反铁磁共振在临界磁场(2.2—3.6 T)转变为准铁磁共振,通过磁结构分析和理论拟合,证实单晶磁矩发生了磁场诱导的自旋重取向.本研究有助于深入理解稀土正铁氧体在外磁场、温度场综合作用下,内部磁结构的调控机制,开发相关的自旋电子学器件.

关键词：太赫兹稀土正铁氧体铁磁共振自旋重取向

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融合多种语音特征参数的阈下抑郁风险预测

复旦学报（自然科学版） 2024年第3期63卷 344-350页

作者：何婉婷林琴韵杨旭东严洪立徐攀杨朝阳高跃明福州大学先进制造学院福建泉州362251 福州大学健康信息智能感知国际联合实验室福建福州350108 福建中医药大学中医学院福建福州350122 福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

声纹识别为阈下抑郁辨识诊断和干预评价提供客观的参考依据。本研究采用不同言语方式(读/a/音、文本朗读、图片描述、自由访谈)和情绪刺激(正性、中性、负性),融合韵律、音色、频谱、共振峰等4类语音特征,提取出Mel频率倒谱系数、音速... 详细信息

声纹识别为阈下抑郁辨识诊断和干预评价提供客观的参考依据。本研究采用不同言语方式(读/a/音、文本朗读、图片描述、自由访谈)和情绪刺激(正性、中性、负性),融合韵律、音色、频谱、共振峰等4类语音特征,提取出Mel频率倒谱系数、音速、基频、共振峰等16种特征参数,利用随机森林分类算法建立阈下抑郁风险预测模型,并与其他分类器对比。结果表明:未融合特征前图片描述和自由访谈的识别率高于其他言语方式,其中正性刺激的预测结果更好,准确率达72.50%和67.39%;融合特征后读/a/音和自由访谈分别获得了93.00%和85.00%的高准确率。由此可知,融合特征后模型学习到的语音信息不仅仅包含被试者的情感状态,也包含特征类型间的相互关系;读/a/音和自由访谈保留更多的声道信息,其中读/a/音发声持久、音强持续,自由访谈语量和特征全面,接近自然言语。本文结果对阈下抑郁早期风险预测有一定的参考意义。

关键词：阈下抑郁语音特征分类器声纹识别

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磁子自旋转移力矩驱动的畴壁纳米振荡器

科学通报 2024年第21期69卷 3185-3190页

作者：范明明颜明上海大学物理系上海200444

自旋纳米振荡器是一种新型的自旋电子学器件,与传统的半导体振荡器相比,具有尺寸小、调频范围宽、易集成等优点.以往的自旋纳米振荡器通常是由自旋极化电流通过自旋转移力矩效应进行驱动.本文提出一种可能的由自旋波驱动的纳米振荡器的... 详细信息

自旋纳米振荡器是一种新型的自旋电子学器件,与传统的半导体振荡器相比,具有尺寸小、调频范围宽、易集成等优点.以往的自旋纳米振荡器通常是由自旋极化电流通过自旋转移力矩效应进行驱动.本文提出一种可能的由自旋波驱动的纳米振荡器的设计方案.我们的微磁学模拟结果表明,圆柱形铁磁纳米线中的钉扎畴壁在自旋波的驱动下可以发生持续进动.畴壁进动频率在GHz量级,与透射自旋波振幅呈正相关,与材料的阻尼系数呈负相关.畴壁的进动方向由自旋波的传播方向及畴壁类型决定.基于磁子自旋转移力矩效应建立的理论模型可以定量解释圆柱形纳米线中自旋波驱动的钉扎畴壁的动力学性质.这一发现原则上为铁磁纳米结构中自旋波的输出提供了一条新的途径,对于发展未来自旋电子学器件具有潜在的应用价值.

关键词：自旋波畴壁微磁学模拟磁子自旋传递力矩纳米振荡器

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数字型太赫兹带通滤波器的逆向设计及优化

物理学报 2024年第6期73卷 151-158页

作者：居学尉张林烽黄峰朱国锋李淑锦陈燕青王嘉勋钟舜聪陈盈王向峰福州大学机械工程及自动化学院福建省太赫兹功能器件与智能传感重点实验室福州350108 CAD/CAM福建省高校工程研究中心(莆田学院) 莆田351100 智能配电网装备福建省高校工程研究中心福州350108 福州大学物理与信息工程学院福州350108

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结... 详细信息

针对高性能太赫兹功能器件的规范化设计需求,本文将智能逆向设计方法应用于太赫兹带通滤波器的设计与优化中.建立与数字空间映射的亚波长超表面等效模型,从设定器件的目标功能和约束条件出发,利用智能算法探索整个解空间中的全部可能结构,迭代寻优至最优结构图案.本文利用搭建的逆向设计框架设计了中心频率为0.51 THz、带宽为41.5 GHz、插入损耗为–0.1071 dB的太赫兹带通滤波器.与传统的人工正向设计相比,逆向设计方法可解构出窄带、低插入损耗、带外抑制强、极化稳定性强的带通滤波器.

关键词：逆向设计太赫兹超表面数字编码映射建模

基于最优觅食算法的增材制造中多种类零件分批排样研究

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计算机集成制造系统 2024年第7期30卷 2340-2349页

作者：朱光宇蒋起爽林晓斌福州大学机械工程及自动化学院福建福州350108

增材制造中多种类零件分批排样存在打印时间成本高和工作台空间利用率低等问题,且需考虑零件高度的影响。分批排样问题包括零件在工作台上放置策略和成型批次分配两个子问题。放置策略涉及成型方向选择、零件碰撞检测和定位策略。基于... 详细信息

增材制造中多种类零件分批排样存在打印时间成本高和工作台空间利用率低等问题,且需考虑零件高度的影响。分批排样问题包括零件在工作台上放置策略和成型批次分配两个子问题。放置策略涉及成型方向选择、零件碰撞检测和定位策略。基于建立的成型方向准则,利用多边形表示零件投影轮廓,提出基于临界多边形的改进移动碰撞法以确定3种不同形态多边形零件的免碰撞排放范围,提出新的左下定位策略放置零件,新定位策略融合了改进的建设性方法和契合度;提出单机台面积占用最大化策略实现零件成型批次分配。基于上述研究,提出基于最优觅食算法的分批排样算法,算法采用双重编码表达零件放置顺序和旋转角度,以最小化完工时间为目标实现优化分批排样。以案例库零件为对象,与3种对比算法比较,表明所提方法的方案能有效提高增材制造的空间利用率和缩短完工时间。

关键词：增材制造分批排样最优觅食算法三维排样