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GaP/SiH范德华异质结构的可调谐电子和光学特性的第一性原理研究

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高等学校化学学报 2025年第2期46卷 135-142页

作者：郭鑫马永强鲍爱达邓蕊秦丽张文琦徐厚敦中北大学电子测试技术国家重点实验室太原030051 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室太原030051 武警工程大学密码工程学院西安710086

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑... 详细信息

预测并构建了一种Ⅱ型的GaP/SiH异质结构,并对其结构特性、电子特性和光学特性进行了研究.结果表明,该GaP/SiH异质结构属于典型的Ⅱ型范德华异质结构,展现出卓越的能量稳定性.GaP/SiH异质结构的带隙为2.24 eV,Ⅱ型能带结构的排列有效抑制了光生载流子的复合.通过施加不同的双轴应变和垂直应变,可以对异质结的电子结构进行一定范围内的精确调控.GaP/SiH异质结构在可见光和紫外光区也表现出优异的光吸收性能,吸收率可达2.34×10^(6)cm^(−1).GaP/SiH异质结构表现出的优异性能为光电子器件的设计提供了参考.

关键词：第一性原理 GaP/SiH范德华异质结构光吸收

基于双帧探测信号的被动测距与重聚焦方法研究

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光学学报 2025年

作者：许春淼龚文林苏州大学光电科学与工程学院江苏省先进光学制造技术重点实验室空基信息感知与融合全国重点实验室

基于传统光学成像系统的被动单目离焦测距法存在测距精度低、离焦状态下所获得的目标图像模糊等问题，结合压缩感知图像重建算法和梯度差分图像质量评价函数，本文提出了一种基于传统光学成像系统和双帧探测信号的高精度被动测距与重聚... 详细信息

基于传统光学成像系统的被动单目离焦测距法存在测距精度低、离焦状态下所获得的目标图像模糊等问题，结合压缩感知图像重建算法和梯度差分图像质量评价函数，本文提出了一种基于传统光学成像系统和双帧探测信号的高精度被动测距与重聚焦方法。实验结果表明，所提方法在目标离焦的情况下不但可以恢复出目标的清晰图像，而且可以解决传统单目离焦测距法距离信息解析不唯一的问题，同时其测距精度比传统单目离焦测距法要高1个数量级以上。该方法对于空中目标精准识别和三维显微成像等应用方向具有重要的借鉴意义。

关键词：双帧探测压缩感知粗测距精测距

低公差敏感度的大变倍比极短总长中波红外变焦光学系统设计

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中国光学(中英文) 2025年第1期18卷 70-77页

作者：李雨哲胡源霍家琦张又予高天元长春理工大学光电工程学院光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室吉林长春130022

目前中波红外变焦系统在大变倍比,长焦距变焦条件下,难以在极短总长的条件下具备较低敏感度。针对这一问题,本文通过合理分配非球面和衍射面,采用独立组元低敏感度设计方法,设计出一套无需折叠光路,总长仅有337 mm的低敏感度中波红外变... 详细信息

目前中波红外变焦系统在大变倍比,长焦距变焦条件下,难以在极短总长的条件下具备较低敏感度。针对这一问题,本文通过合理分配非球面和衍射面,采用独立组元低敏感度设计方法,设计出一套无需折叠光路,总长仅有337 mm的低敏感度中波红外变焦光学系统。通过降低各个组元的像差从而降低系统公差敏感度。该系统具有30倍大变倍比,可实现30~900 mm的长焦距连续变焦。该系统具有变倍比大、长焦距变焦、极短总长以及低敏感度并且全焦距范围内像质良好等优点,在狭小空间目标识别、跟踪、探测等方面,具有较大的应用优势。

关键词：红外系统长焦距变焦大变倍比极短总长低敏感度

基于人体呼吸力学的柔性可穿戴呼吸监测技术研究进展

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纺织学报 2025年第1期46卷 217-226页

作者：许君鹿楠李婷成玲牛丽郝天煦张诚天津工业大学纺织科学与工程学院天津300387 苏州大学纺织行业智能纺织服装柔性器件重点实验室江苏苏州215123 天津工业大学先进纺织复合材料教育部重点实验室天津300387 天津工业大学天津市光电检测技术与系统重点实验室天津300387 天津工业大学电子与信息工程学院天津300387

为促进呼吸监测技术在可穿戴纺织品领域的应用,以人体呼吸力学的相关理论为研究基础,分析了呼吸监测在不同年龄段、不同健康状况等人群下的重要作用,从基底形式和信号调制形式2个角度出发,重点总结归纳了以导电纤维和光导纤维为敏感元... 详细信息

为促进呼吸监测技术在可穿戴纺织品领域的应用,以人体呼吸力学的相关理论为研究基础,分析了呼吸监测在不同年龄段、不同健康状况等人群下的重要作用,从基底形式和信号调制形式2个角度出发,重点总结归纳了以导电纤维和光导纤维为敏感元件的柔性可穿戴呼吸监测传感器的研究进展,并分析对比了各种类型的优缺点,综述了柔性可穿戴呼吸监测技术在医疗保健、运动健身和工作生活领域的应用。总结认为:柔性可穿戴光电式呼吸监测传感器相较于电学式传感器有抗电磁干扰、测量电气安全等优势;基于强度调制原理的光纤传感器较基于波长调制原理的光电式传感器具有制作简单、信号处理硬件小、受环境干扰小等优势;提出了智能可穿戴呼吸监测设备目前存在的局限性问题。指出未来研究方向为:传感器性能需要在保证精确度的基础上实现耐用性、耐水洗性且有效地消除运动伪像;需要优化传感器的结构设计且在满足检测灵敏度和数据采集连贯性的基础上提高穿戴者佩戴舒适度;传感器需要实现在服装上的可逆性拆卸、可重复性使用和可穿戴呼吸监测一体化。

关键词：呼吸力学可穿戴电学式呼吸监测传感器光电式呼吸监测传感器呼吸监测技术

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光学相干层析成像在肾病诊疗中的应用研究

中国激光 2025年

作者：吴淑莲方玉宏林晖汪涵陈郁福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室福建师范大学光电与信息工程学院福建省光子技术重点实验室闽南师范大学物理与信息工程学院

肾脏作为人体的关键器官之一，承担着血液净化与电解质平衡调节的重要职责。面对各类急慢性损害，肾脏组织可能发生结构性改变，从而导致其功能受损。现有的临床评估手段在检测肾脏状况时存在包括无法实现实时监测、操作侵入性强、费用... 详细信息

肾脏作为人体的关键器官之一，承担着血液净化与电解质平衡调节的重要职责。面对各类急慢性损害，肾脏组织可能发生结构性改变，从而导致其功能受损。现有的临床评估手段在检测肾脏状况时存在包括无法实现实时监测、操作侵入性强、费用高昂以及图像分辨率较低等问题。光学相干层析成像技术（OCT）凭借其高分辨率、快速成像及无创性等优势，在肾脏健康状况评估及相关疾病的诊断中展现出广阔的研究前景。本文从应用OCT成像评估移植肾脏活性的研究出发，综述了目前OCT在肾脏诊疗中的技术发展，介绍了OCT技术在肾脏微观结构成像、血流动力学监测，以及在识别肾脏病理性变化（包括肿瘤发生和慢性肾病）中的应用情况及潜在价值。

关键词：肾脏多功能OCT 大视场OCT 微创OCT

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组织内异物声光成像的COMSOL仿真模拟

福建师范大学学报(自然科学版) 2025年

作者：覃诗译张畅刘遥邓辉煌陈艳朱莉莉福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室福建省光子技术重点实验室

采用COMSOL Multiphysics软件对内含异物组织进行声光成像仿真模拟,仿真结果表明:(1)声光信号的峰峰值和调制深度都能对生物组织中的异物进行声光成像,能较准确地再现异物的大小和位置,而声光信号的平均值不能对异物成像;(2)异物的光学... 详细信息

采用COMSOL Multiphysics软件对内含异物组织进行声光成像仿真模拟,仿真结果表明:(1)声光信号的峰峰值和调制深度都能对生物组织中的异物进行声光成像,能较准确地再现异物的大小和位置,而声光信号的平均值不能对异物成像;(2)异物的光学参数与周围组织差异越大,成像效果越好;(3)超声焦区越小,声光成像空间分辨率越高,但产生的声光信号较弱,不利于检测,实际应用中需要折中考虑。

关键词：体内声光成像 COMSOL Multiphysics 声光信号异物成像

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太阳能反应器内废盐有机杂质热解特性研究

西安交通大学学报 2025年第2期59卷 115-126页

作者：董镇鲛陶于兵叶豪何源贾浩洋西安交通大学未来技术学院西安710049 西安交通大学热流科学与工程教育部重点实验室西安710049

为了解决有机杂质阻碍废盐回收利用的问题,基于槽式太阳能聚光器和管式反应炉,建立有机物热解反应器模型,采用光热耦合方法研究了反射镜深度、焦距和反应器外部直径对系统能量分布及有机物热解特性的影响。研究结果表明:随着反射镜深度... 详细信息

为了解决有机杂质阻碍废盐回收利用的问题,基于槽式太阳能聚光器和管式反应炉,建立有机物热解反应器模型,采用光热耦合方法研究了反射镜深度、焦距和反应器外部直径对系统能量分布及有机物热解特性的影响。研究结果表明:随着反射镜深度从100 mm增加到1000 mm,聚光器平均聚光比增加7.34,但光学效率降低0.52%,反应器最高温度和最低温度均呈上升趋势,温差在100 K左右,热解反应时间缩短,系统热效率提高约10.71%;随着反射镜焦距从100 mm增加到1000 mm,热流密度更加集中,最大聚光比增大21.03,光学效率降低0.53%,反应器最低温度变化不大,但最高温度和温差呈线性增长,温差从31.45 K增大到222.56 K,系统反应速率和热效率升高;随着反应器外部直径从14 mm增加到104 mm,热流密度降低,平均聚光比从34.75减小到4.71,光学效率提高0.53%,温差从52.13 K升高到114.32 K,反应速率和热效率均降低,单位体积废盐的热解时间从5.26 s·cm^(-3)减小到1.29 s·cm^(-3)。研究结果对废盐热解反应器的参数设计和优化具有重要意义。

关键词：太阳能反应器能量分布光热耦合有机物热解

计算电大尺寸目标的新型多层快速物理光学高效算法

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电波科学学报 2025年第01期 96-103页

作者：李潜龙吴语茂窦玉莹复旦大学信息科学与工程学院电磁波信息科学教育部重点实验室

为了快速准确地计算电大尺寸目标高频散射场，降低计算代价，本文提出了一种基于八叉树多层结构与二次曲面离散技术的多层快速物理光学(multilevel fast physical optics, MLFPO)算法。八叉树多层结构的引入能够充分利用并行技术对计算... 详细信息

为了快速准确地计算电大尺寸目标高频散射场，降低计算代价，本文提出了一种基于八叉树多层结构与二次曲面离散技术的多层快速物理光学(multilevel fast physical optics, MLFPO)算法。八叉树多层结构的引入能够充分利用并行技术对计算加速；二次曲面离散技术可以更好地拟合凸散射体的表面，相较于平面三角形面片能有效降低未知量数目。在此基础上,本文将MLFPO算法应用目标拓展到复杂的多层涂覆目标。数值算例表明，与商业软件FEKO中的PO算法相比，MLFPO算法在S、C、X、Ku四个波段的双站散射场误差在1.54dB以内，且计算速度随着频率增加可以提升8倍以上，而计算存储度降低98%。说明MLFPO算法在确保物理光学散射场计算精度的同时能够降低计算代价，是分析电大尺寸目标高频电磁散射问题的有效方法。

关键词：物理光学(PO) 多层加速技术八叉树结构二次曲面多层涂覆反射系数电大尺寸散射体

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椭偏数据智能化处理算法研究进展

激光与光电子学进展 2025年

作者：杜王一心韩雅婷魏铭洋王月明周翔安连洁山东大学光学高等研究中心激光与红外系统集成技术教育部重点实验室山东大学信息科学与工程学院山东省激光技术与应用重点实验室

椭偏测量技术是一种利用偏振光在材料表面反射时偏振态变化来测定材料厚度、折射率和吸收特性的光学分析技术。其以非接触、高精度、非破坏性的特点，广泛应用于物理、化学、材料科学、微电子技术、薄膜技术、表面和界面技术等领域。作... 详细信息

椭偏测量技术是一种利用偏振光在材料表面反射时偏振态变化来测定材料厚度、折射率和吸收特性的光学分析技术。其以非接触、高精度、非破坏性的特点，广泛应用于物理、化学、材料科学、微电子技术、薄膜技术、表面和界面技术等领域。作为一种间接测量技术，椭偏测量需要对椭偏参数进行拟合进一步获得样品的光学性质。国内外学者在椭偏数据处理领域提出了多种方法，其中机器学习和深度学习等人工智能方法凭借更加高效、便利和精确的优势，为椭偏测量技术的发展开辟了新的可能。本文首先介绍了椭偏数据处理的基本原理，并系统回顾了过去三十年的椭偏数据处理拟合最优解的相关算法，进行了分析比较。随后，着重对机器学习及深度学习在椭偏数据处理方面的应用展开详细综述。最后，探讨了椭偏数据处理走向智能化的未来发展趋势，为该领域的研究方向提供了清晰的脉络与前瞻性的展望。

关键词：椭偏测量技术最优化算法机器学习深度学习