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基于多尺度特征增强的合成孔径光学图像复原

物理学报 2024年第6期73卷 209-221页

作者：张银胜童俊毅陈戈单梦姣王硕洋单慧琳无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心无锡214105 南京信息工程大学电子信息工程学院南京210044

受物理孔径大小和光线散射等影响,合成孔径光学系统成像因通光面积不足和相位失真而出现降质模糊.传统合成孔径光学系统成像复原算法对噪声敏感,过于依赖退化模型,自适应性差.对此提出一种基于生成对抗网络的光学图像复原方法,采用U-Ne... 详细信息

受物理孔径大小和光线散射等影响,合成孔径光学系统成像因通光面积不足和相位失真而出现降质模糊.传统合成孔径光学系统成像复原算法对噪声敏感,过于依赖退化模型,自适应性差.对此提出一种基于生成对抗网络的光学图像复原方法,采用U-Net结构获取图像多级尺度特征,利用基于自注意力的混合域注意力提高网络在空间、通道上的特征提取能力,构造多尺度特征融合模块和特征增强模块,融合不同尺度特征间的信息,优化了编解码层的信息交互方式,增强了整体网络对原始图像真实结构的关注力,避免在复原过程中被振铃现象产生的伪影干扰.实验结果表明,与其他现有方法相比,该方法在峰值信噪比、结构相似性和感知相似度评估指标上分别提高了1.51%,4.42%和5.22%,有效解决合成孔径光学系统成像结果模糊退化的问题.

关键词：图像处理合成孔径多尺度特征融合

纤维材质对UHMWPE水润滑轴承复合材料摩擦学性能的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 597-608页

作者：郭智威冯润麒何阳袁成清武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 国家水运安全工程技术研究中心可靠性工程研究所湖北武汉430063

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)在水润滑轴承领域具有巨大的发展潜力,然而单一的UHMWPE难以满足水润滑轴承的耐磨性需求,尤其是在低速重载工况下.通过纤维改性的方法可以提高其摩擦学性能,但是纤... 详细信息

超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)在水润滑轴承领域具有巨大的发展潜力,然而单一的UHMWPE难以满足水润滑轴承的耐磨性需求,尤其是在低速重载工况下.通过纤维改性的方法可以提高其摩擦学性能,但是纤维材质的不同特性对于复合材料摩擦学性能的影响存在差异.通过热压模具分别制备剑麻纤维(Sisal fiber,SF)、碳纤维(Carbon fiber,CF)和聚酯纤维(Polyester fiber,PETF)与UHMWPE混合的定向纤维复合材料,并与纯UHMWPE做对照试验.利用R-tec往复摩擦试验机模拟不同载荷(5和10 N)和不同速度(20、40和60 mm/s)下铜球与不同复合材料的摩擦过程,通过邵氏硬度和极限抗弯强度试验对复合材料力学性能进行表征测试,采用接触角测试复合材料的浸润性,试验结束后用扫描电子显微镜观察表面磨损形貌.结果表明:纤维的力学性能,尤其是硬度和抗弯强度是影响定向纤维复合材料摩擦学性能的关键因素,所添加纤维在复合材料中强有力的支撑作用使摩擦学性能显著提高,纤维的耐磨性和浸润性是次要因素.试验工况下,CF/UHMWPE摩擦系数最低,且在低速重载(载荷10 N,速度20 mm/s)时的摩擦系数与纯UHMWPE相比降低了36.92%;添加耐磨性强的PETF纤维后,复合材料磨损体积与纯UHMWPE相比降低了30.56%.

关键词：水润滑轴承摩擦学性能纤维材质 UHMWPE 复合材料

基于改进哈里斯鹰优化算法的光谱特征波段选择模型研究

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光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 148-157页

作者：鲍浩张艳贵州大学大数据与信息工程学院贵州贵阳550025 贵阳学院农产品无损检测工程研究中心贵州贵阳550005

特征波段选择是近红外光谱分析的关键步骤之一,有效的特征波段选择能提高建模效率与模型性能。传统的特征波段选择算法存在运行时间长、选择特征冗余的缺陷,在实际工程应用中难以达到期望的效果。哈里斯鹰优化(HHO)算法具有原理简单、... 详细信息

特征波段选择是近红外光谱分析的关键步骤之一,有效的特征波段选择能提高建模效率与模型性能。传统的特征波段选择算法存在运行时间长、选择特征冗余的缺陷,在实际工程应用中难以达到期望的效果。哈里斯鹰优化(HHO)算法具有原理简单、参数少的优点,但同时也存在收敛精度低且易陷入局部最优的不足。在HHO算法的基础上提出了一种基于改进哈里斯鹰优化(IHHO)算法的近红外光谱特征波段选择模型。针对HHO算法只能用于求解连续空间的优化问题,采用离散化策略对HHO算法进行修正,使其能求解离散形式的特征波段选择问题;考虑到HHO算法初始种群的质量差,使用混沌映射、反向学习提高初始种群的质量,以增强算法的全局探索能力;由于HHO算法在局部搜索时的收敛精度低,提出了新的猎物能量衰减模型与跳跃策略,以进一步增强算法在局部搜索时的寻优能力;为避免算法在寻优过程中落入局部最优,借鉴了遗传算法的变异方式对HHO算法进行扰动。使用竞争性自适应重加权采样法(CARS)、连续投影算法(SPA)、粒子群优化(PSO)算法、遗传算法(GA)、 HHO算法与IHHO算法进行比较,并以4个定性分析近红外光谱数据集与2个定量分析近红外光谱数据集分别建立了支持向量机(SVM)识别模型和偏最小二乘回归(PLSR)模型。在定性分析实验中,IHHO算法得到的平均准确率相对于全波段时分别提高了0.83%、 9.55%、 17.65%以及0%,平均特征波段数仅占全波段的9.97%、 2.59%、 1.36%以及0.59%。在定量分析实验中,IHHO算法得到的平均决定系数分别较全波段提高了10.57%、 1.47%、 4.41%、 3.66%以及3.06%,平均均方根误差分别较全波段较低了0.162、 1.266 3、 1.868、 1.869 4以及0.408 4,平均特征波段数仅占全波段的9.24%、 10.53%、 6.54%、 6.91%以及7.14%。实验结果表明,IHHO算法在选择特征波段时能够去冗余,针对性选择最重要的特征波段,其性能均优于比较的几种算法。IHHO算法具有良好的应用前景。

关键词：近红外光谱分析特征波段选择哈里斯鹰优化算法支持向量机偏最小二乘回归

高功率1550 nm氧化限制型VCSEL设计与仿真

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光子学报 2024年第1期53卷 23-32页

作者：王伟谭云飞无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心无锡214105 南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044

1550 nm垂直腔面发射激光器具有良好的人眼安全性和透射性,但实现其高效率和高功率输出一直是难以解决的问题。以1550 nm氧化限制型垂直腔面发射激光器为研究目标,对不同结构、不同氧化孔径与输出特性关系进行仿真分析。随着氧化孔径增... 详细信息

1550 nm垂直腔面发射激光器具有良好的人眼安全性和透射性,但实现其高效率和高功率输出一直是难以解决的问题。以1550 nm氧化限制型垂直腔面发射激光器为研究目标,对不同结构、不同氧化孔径与输出特性关系进行仿真分析。随着氧化孔径增加,垂直腔面发射激光器芯片的激射波长发生红移现象,但氧化孔径从14μm继续增大时,激射波长几乎不红移。对两种不同氧化限制结构的芯片进行仿真,输出功率和转换效率对比结果表明单氧化层结构性能更好。在设计多结垂直腔面发射激光器时考虑有源区之间是否增加氧化层,最终发现两种氧化限制结构均在9μm孔径时具有较高的输出功率,单层结构100 mA时的输出功率约为177.55 mW,同时斜率效率也高达1.79 W/A,最大功率转换效率为10μm孔径时的37.7%,多层结构斜率效率更高达2.36 W/A。氧化限制型结构在多结垂直腔面发射激光器基础上进一步提升功率、效率等参数,可为高功率1550 nm垂直腔面发射激光器的输出特性优化提供参考。

关键词：垂直腔面发射激光器红移氧化限制型多结功率转换效率

GaN基Micro-LED反向漏电流失效机理分析

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发光学报 2024年第9期45卷 1539-1546页

作者：王伟张腾飞王绶玙无锡学院江苏省集成电路可靠性技术及检测系统工程研究中心江苏无锡214105 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044

针对GaN基蓝光Micro-LED芯片,采用温度应力和电压应力的实验方法研究了其反向漏电流失效机理。结果表明,在温度应力下,Micro-LED芯片退化前的反向漏电流主要由多步热辅助隧穿电流构成,且受Poole-Frenkel(PF)隧穿机制影响;电压应力(-85V... 详细信息

针对GaN基蓝光Micro-LED芯片,采用温度应力和电压应力的实验方法研究了其反向漏电流失效机理。结果表明,在温度应力下,Micro-LED芯片退化前的反向漏电流主要由多步热辅助隧穿电流构成,且受Poole-Frenkel(PF)隧穿机制影响;电压应力(-85V)退化后,反向漏电流会随着应力时间的延长而增大,此时由多步热辅助隧穿电流转换为空间电荷限制电流机制(SCLC)。通过分析退化前后的能带图得知,长时间的电压应力会发生击穿现象,导致Micro-LED芯片内部电场剧烈变化,电子能够以高能量碰撞到晶格原子,产生大量的载流子,从而增加了非辐射复合率,使得反向漏电流由原来的1.9766×10^(-7)A增大到1.5834×10^(-4)A。

关键词： Micro-LED 失效机制非辐射复合遂穿通道反向漏电流

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城市创新效率对不动产投资结构的影响研究

系统工程理论与实践 2024年第2期44卷 529-545页

作者：王荣赵华平张所地山西财经大学管理工程研究中心太原030006

本文选取2008–2020年中国地级以上城市的面板数据,通过基于数据包络分析的FP(Fare-Primont)指数法测度了城市的创新效率,运用面板双固定效应模型和工具变量法,实证检验了城市的创新效率对不动产投资结构的影响效应;通过构建的住宅-非... 详细信息

本文选取2008–2020年中国地级以上城市的面板数据,通过基于数据包络分析的FP(Fare-Primont)指数法测度了城市的创新效率,运用面板双固定效应模型和工具变量法,实证检验了城市的创新效率对不动产投资结构的影响效应;通过构建的住宅-非住宅不动产投资的非线性动态系统模型,分析了不同创新效率城市不动产投资结构的稳定性.检验结果表明:城市当期与上一期的创新效率均会显著促进非住宅不动产投资比重,并呈非线性作用模式.在不同创新效率城市中,不动产投资结构都存在稳定值,且高创新效率城市的稳定值>中创新效率城市的稳定值>低创新效率城市的稳定值.因此,当地政府应结合城市的创新发展定位,合理运用调控政策,促进不动产市场的健康发展;同时,还应根据城市创新效率水平变化和城市间创新效率差异,因时制宜、因城施策,调整不动产投资结构.

关键词：不动产投资结构创新效率非线性动态系统稳定比重

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多重失效机制下钢筋混凝土剪力墙可靠性分析

建筑结构学报 2024年第2期45卷 205-216页

作者：向东高向玲同济大学土木工程学院上海200092 同济大学工程可靠性与随机力学国际联合研究中心上海200092

在静力推覆荷载作用下,材料非线性和随机性的耦合作用导致钢筋混凝土剪力墙出现不确定的失效模式,如弯曲失效或剪切失效,而采用构件弯曲失效的阈值难以准确度量剪切失效构件的可靠度。为此,采用基于运动学原理的剪力墙受剪计算方法对27... 详细信息

在静力推覆荷载作用下,材料非线性和随机性的耦合作用导致钢筋混凝土剪力墙出现不确定的失效模式,如弯曲失效或剪切失效,而采用构件弯曲失效的阈值难以准确度量剪切失效构件的可靠度。为此,采用基于运动学原理的剪力墙受剪计算方法对27个钢筋混凝土剪力墙的承载力以及8个钢筋混凝土剪力墙的水平荷载-位移曲线进行预测。考虑轴向荷载、结构尺寸及材料参数的不确定性,进行墙体在水平荷载作用下的随机非线性分析;通过定义构件的失效域并作为吸收边界条件,基于概率密度演化方法进行了多重失效模式下剪力墙的可靠度分析。结果表明:该方法能够较好地预测不同破坏模式下剪力墙的非线性响应,剪力墙多重失效的本质是内力重分布不同演化过程的结果;发生多重失效剪力墙的峰值点位移、残余点水平荷载的变异系数均可达到0.3以上。对某一特定的剪力墙考虑混凝土抗压强度、配筋率、配箍率以及高宽比等影响因素,发现提高混凝土强度可显著提高静力推覆荷载作用下钢筋混凝土剪力墙的可靠度。

关键词：钢筋混凝土剪力墙多重失效机制随机非线性分析可靠度

基于响应面法对中国皱木耳菌种液体发酵培养基优化

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菌物学报 2024年第4期43卷 104-117页

作者：许娟徐彦军江苏燕李伟查兴雪贵州大学农学院/贵州大学食用菌研究院、贵州省高等学校设施蔬菜工程研究中心贵州贵阳550025

以野生中国皱木耳菌株为试材,采用单因素试验及响应面法对其液体发酵培养基配方及培养时间等生物发酵过程进行优化,结果表明中国皱木耳液体菌种摇床培养适宜温度为28℃、转数为230 r/min、培养基pH值为6,最佳碳氮源、无机盐及其添加量... 详细信息

以野生中国皱木耳菌株为试材,采用单因素试验及响应面法对其液体发酵培养基配方及培养时间等生物发酵过程进行优化,结果表明中国皱木耳液体菌种摇床培养适宜温度为28℃、转数为230 r/min、培养基pH值为6,最佳碳氮源、无机盐及其添加量分别为果糖30g/L、酵母浸膏2 g/L、氯化钾2.5g/L;进一步以菌丝生物量为响应值,依据Box-Benhnken设计预测最适发酵培养基配方为碳源果糖38.424 g/L、氮源酵母浸膏4 g/L、氯化钾2.736 g/L。在相同培养条件下,7 d时菌丝生物量干重实测值为2.1636 g/100 mL,且为理论值的166.18%,说明本研究方法可行、结论可靠。通过测定纤维素酶活性及菌丝生物量,得到最佳培养时间为8d,此时菌丝生物量最高可达(2.5300±0.2900)g/100 mL,纤维素酶活为82.5866 U/mL。本研究优化了中国皱木耳液体菌种发酵生产条件,以期为中国皱木耳人工栽培时的液体菌种生产提供参考依据。

关键词：菌丝生物量液体发酵纤维素酶活性响应面法

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硅掺杂对不同衬底的氮化铝薄膜的影响研究

原子与分子物理学报 2025年第5期42卷 50-56页

作者：王绪杨发顺熊倩周柳含马奎贵州大学电子科学系贵阳550025 中国教育部半导体器件可靠性工程研究中心贵阳550025 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室贵阳550025

选择硅作为N型杂质源,采用高温热扩散的方式进行实验研究.采用磁控溅射法在硅/蓝宝石衬底上外延的AlN薄膜上沉积纯硅.硅的溅射时间决定了硅层的厚度,从而决定了硅的掺杂剂量.在氮气气氛下高温(1150℃)热扩散4小时后,AlN薄膜表面的硅原... 详细信息

选择硅作为N型杂质源,采用高温热扩散的方式进行实验研究.采用磁控溅射法在硅/蓝宝石衬底上外延的AlN薄膜上沉积纯硅.硅的溅射时间决定了硅层的厚度,从而决定了硅的掺杂剂量.在氮气气氛下高温(1150℃)热扩散4小时后,AlN薄膜表面的硅原子扩散进入AlN晶格,取代铝原子的位置,形成掺杂硅的AlN薄膜.有效的硅掺杂导致AlN(002)衍射峰向一个较大的角度偏移,且偏移的角度随掺杂的浓度升高而增大.且硅衬底上的样品,使用能量色散光谱仪测试结果表明,衬底硅将作为固定的扩散源扩散到薄膜中,增加非故意掺杂浓度,因此可以在整个薄膜截面内测量到硅元素.蓝宝石的衬底的样品在热扩散后出现裂纹.

关键词： N型氮化铝硅掺杂磁控溅射热扩散衬底反扩散