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大孔径太赫兹波成像光学系统设计

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 374-381页

作者：曹一青沈志娟莆田学院机电与信息工程学院福建莆田351100 福建省激光精密加工工程技术研究中心福建莆田351100

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出... 详细信息

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出了系统初始结构参数求解函数和方法,再结合光学设计软件进一步校正系统像差,最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径光学成像系统。该光学系统由4块同轴折射透镜构成,焦距为70 mm,F数为1.4,全视场角为8°,在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数(MTF)值均大于0.32,各视场内的弥散斑均方根(RMS)半径均小于艾里斑半径。最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明,本文设计的太赫兹波探测光学成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点,满足设计要求,它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。

关键词：光学系统设计太赫兹波大孔径像差平衡公差分析

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福建省数字经济效率与生态环境耦合协调研究

海峡科学 2024年第3期 167-175页

作者：沈惠柔肖扬岚许一涵尤添革吴爱迪陈中柱谢候展郑艺婧宁静福建农林大学计算机与信息学院福建福州350002 福建省统计信息研究中心福建福州350002

当前,我国数字经济正处于蓬勃发展的阶段,在不断做强数字经济的同时还需注重科技同生态的深入协同发展。该文结合中立型交叉效率模型和Malmquist指数测算福建省数字经济生产效率,采用DPSIR和熵权-TOPSIS模型测算生态环境承载力,在此基... 详细信息

当前,我国数字经济正处于蓬勃发展的阶段,在不断做强数字经济的同时还需注重科技同生态的深入协同发展。该文结合中立型交叉效率模型和Malmquist指数测算福建省数字经济生产效率,采用DPSIR和熵权-TOPSIS模型测算生态环境承载力,在此基础上构建耦合协调模型,并对其时序变化和空间特征进行分析。结果表明,福建省数字经济和生态环境承载力的耦合协调度逐渐向好发展,但仍旧存在发展空间,应该积极促进绿色发展和数字产业深度融合。

关键词：数字经济生态环境承载力中立型交叉效率DEA模型耦合协调

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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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

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长波红外大孔径长焦距无热化光学系统设计

光子学报 2024年第3期53卷 114-122页

作者：曹一青沈志娟莆田学院机电与信息工程学院莆田351100 福建省激光精密加工工程技术研究中心莆田351100

对于长波红外长焦距光学系统,大孔径能使系统具有更好的成像亮度,但也带来了孔径边缘像差较大且难以校正的问题。利用折反射式结构减少光学系统总长,采用两块反射镜结构作为基础,在其后搭配一组校正折射透镜构成光学系统,并应用光焦度... 详细信息

对于长波红外长焦距光学系统,大孔径能使系统具有更好的成像亮度,但也带来了孔径边缘像差较大且难以校正的问题。利用折反射式结构减少光学系统总长,采用两块反射镜结构作为基础,在其后搭配一组校正折射透镜构成光学系统,并应用光焦度分配、消热差及消色差条件,设计出大孔径、长焦距的长波红外无热化光学系统。该光学系统工作波段为8~12μm,焦距为800 mm,全视场角为0.6°,F数为2.5,遮拦比为0.2,光学系统总长为344.62 mm;在-40~60℃工作温度范围内,全视场角的调制传递函数值在奈奎斯特频率20 lp/mm处均大于0.25。设计的长波红外大孔径长焦距光学系统由2块反射镜和4块折射透镜组成,系统结构紧凑,成像性能稳定,可为类似此类光学系统设计提供参考。

关键词：光学系统设计长波红外大孔径长焦距无热化

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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

基于Petri网和人工势场的柔性制造启发式优化方法

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控制与决策 2024年第6期39卷 1977-1985页

作者：伊思嘉罗继亮李旭航李浚章宏彬华侨大学信息科学与工程学院福建厦门361021 福建省电机控制与系统优化调度工程技术研究中心福建厦门361021

制造系统优化调度是NP难组合优化问题,而自动导引车(AGV)路径规划与任务分配紧密耦合,又极大加剧了问题的复杂性.基于此,提出一种基于Petri网和人工势场的启发式优化方法.首先,将制造系统的工艺工序描述为一个任务Petri网,将AGV系统描... 详细信息

制造系统优化调度是NP难组合优化问题,而自动导引车(AGV)路径规划与任务分配紧密耦合,又极大加剧了问题的复杂性.基于此,提出一种基于Petri网和人工势场的启发式优化方法.首先,将制造系统的工艺工序描述为一个任务Petri网,将AGV系统描述为一个路径Petri网,将两个网合成在一起;然后,利用Petri网的拓扑结构,为网络结点设计势能参数,从而为Petri网赋予一个人工势场;接着,利用人工势场设计制造系统加工时间的启发式函数,并构建Petri网人工势场启发式A*算法,其中包括最大势差启发式函数和总体势差启发式函数,并验证最大势差启发式函数是可采纳的;最后,进行两组数值实验,实验结果表明,最大势差A*算法能够得到最优解,且平均计算效率比Dijkstra算法提高57%,但是无法满足大任务量的调度需求,而总体势差A*算法比最大势差A*算法平均计算效率提高至少1个数量级,能够在有限时间内求解AGV任务分配和路径规划的联合问题.

关键词： Petri网人工势场 A*算法优化调度柔性制造系统

石斛兰杂交后代SRAP鉴定与遗传多样性分析

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北方园艺 2024年第15期 46-52页

作者：林榕燕陈艺荃孔兰钟淮钦林兵叶秀仙福建省农业科学院作物研究所(福建省种质资源中心) 福建省特色花卉工程技术研究中心福建福州350013

以麝香石斛、檀香石斛及麝香石斛×檀香石斛的100个杂交后代株系为试材,采用SRAP分子标记的方法,研究了杂交后代的真实性及亲本与杂交后代群体的遗传多样性,以期为加速石斛兰新品种的选育提供参考依据。结果表明:综合6对SRAP引物组合的... 详细信息

以麝香石斛、檀香石斛及麝香石斛×檀香石斛的100个杂交后代株系为试材,采用SRAP分子标记的方法,研究了杂交后代的真实性及亲本与杂交后代群体的遗传多样性,以期为加速石斛兰新品种的选育提供参考依据。结果表明:综合6对SRAP引物组合的扩增情况,共鉴定出100个杂交后代为真杂种,鉴定效率达100%;6对SRAP引物组合的多态性比例达97.26%,多态性信息含量均值为0.85;由聚类分析可知,92%的杂交后代在亲缘关系上与父本聚为一类;由遗传相似系数分析可知,杂交后代与父本间的遗传相似系数平均值大于母本。综上所述,供试的麝香石斛×檀香石斛杂交后代均为真杂种,且表现为偏父本遗传,SRAP分子标记可作为石斛兰杂交后代早期鉴定的有效手段。

关键词：石斛兰 SRAP标记杂交后代鉴定遗传多样性

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异烟酸甲酯/α-环糊精微胶囊制备及其对蓟马的引诱效果分析

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植物保护学报 2024年第1期51卷 193-202页

作者：陈艺欣林硕田厚军林凌鸿李恒陈勇魏辉福建省农业科学院植物保护研究所国家农业生物安全科学中心华东分中心福建省作物有害生物监测与治理重点实验室福建省作物有害生物绿色防控工程研究中心福州350013

为研制环境友好型和可控释放的蓟马信息化合物新剂型,通过饱和溶液搅拌法制备异烟酸甲酯/α-环糊精微胶囊,采用L_(9)(3^(4))正交试验确定最佳包埋条件,通过红外光谱、X-衍射和扫描电镜对微胶囊结构进行分析,探讨微胶囊的释放动力学,并... 详细信息

为研制环境友好型和可控释放的蓟马信息化合物新剂型,通过饱和溶液搅拌法制备异烟酸甲酯/α-环糊精微胶囊,采用L_(9)(3^(4))正交试验确定最佳包埋条件,通过红外光谱、X-衍射和扫描电镜对微胶囊结构进行分析,探讨微胶囊的释放动力学,并应用于田间大棚诱集蓟马明确其引诱效果。结果显示,微胶囊最佳包埋条件是温度为40℃、搅拌速率为800 r/min、芯壁质量比为0.3∶1.0、反应时间为3 h,该条件下的包埋率为53.16%;制备的微胶囊呈球状结构,分散均匀;微胶囊释放动力学符合Korsmeyer-Peppas模型,其释放机制由Fickian扩散控制。微胶囊诱集瓜蓟马Thrips palmi的平均数量达到475.5只/板,分别是对照和异烟酸甲酯原药诱集数量的2.58倍和1.96倍,,说明微胶囊具有良好的缓释性能、持效期和引诱效果。表明蓟马引诱剂微胶囊化可提高其稳定性和持久性,可用于昆虫信息素缓释载体产品研发。

关键词： α-环糊精异烟酸甲酯微胶囊释放动力学蓟马引诱效果