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基于迭代算法的不同状态散射光场聚焦

物理学报 2024年第12期73卷 190-197页

作者：段美刚赵映左浩毅太原科技大学应用科学学院太原030024 四川大学物理学院成都610065

透过散射介质传递光学信息在生物医学、航空航天等领域具有广阔的应用前景.但是,当光通过散射介质后会引起波前畸变,导致光学信息失真.基于波前振幅调制技术是利用优化算法不断对入射光波前振幅进行调整,找到可使目标区域光强最大对应... 详细信息

透过散射介质传递光学信息在生物医学、航空航天等领域具有广阔的应用前景.但是,当光通过散射介质后会引起波前畸变,导致光学信息失真.基于波前振幅调制技术是利用优化算法不断对入射光波前振幅进行调整,找到可使目标区域光强最大对应的波前振幅分布.实验主要研究通过波前振幅调制使透过散射介质的空间光实现光聚焦,讨论在不同持续时间的散射光场中控球后卫算法与遗传算法对散射光场的调控能力.实验结果表明,在散射介质持续时间相同的情况下,控球后卫算法可以实现比遗传算法更高增强因子的聚焦点以及更均匀的多点聚焦.

关键词：散射介质波前整形聚焦振幅调制

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教育、科技、人才一体推进背景下高等教育对基础研究资助的新需求

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中国科学基金 2024年第2期38卷 248-253页

作者：陆延青南京大学现代工程与应用科学学院

基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关，目前正在由快速增长转为高质量发展。在这个关键转折点上，国家自然科学基金作为我国基础研究主要的资助渠道，如何在教育、科技、人才的统一战略布局下优化资助，成为了首要关... 详细信息

基础研究是整个科学体系的源头，是所有技术问题的总机关，目前正在由快速增长转为高质量发展。在这个关键转折点上，国家自然科学基金作为我国基础研究主要的资助渠道，如何在教育、科技、人才的统一战略布局下优化资助，成为了首要关注的问题。在此背景下，本文依据党的二十大报告中“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”的战略部署，深入阐述了新形势下基础研究资助面临的挑战，分析了国内外基础研究的发展动态和需求。通过调研，发现了我国在人才、学科教育、科研组织模式等方面的不足，总结了高等教育对于基础研究资助在学科建设、产学研一体化、人才培养等方面的新需求，并以南京大学为例进行了阐述说明，以期为国家自然科学基金的全面深化改革提供具体的建议和决策参考。

关键词：教育、科技、人才一体推进基础研究资助高等教育

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多措并举强基础研究协同发力促技术创新

中国科学基金 2024年第3期 549-550页

作者：陆延青南京大学现代工程与应用科学学院

2023年2月21日，习近平总书记在二十届中央政治局第三次集体学习时强调，“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，是建设世界科技强国的必由之路”。习近平总书记的重要讲话，统揽基础研究发展全局，深刻阐明了基础研究...

2023年2月21日，习近平总书记在二十届中央政治局第三次集体学习时强调，“加强基础研究，是实现高水平科技自立自强的迫切要求，是建设世界科技强国的必由之路”。习近平总书记的重要讲话，统揽基础研究发展全局，深刻阐明了基础研究对实现高水平科技自立自强和建设世界科技强国的重大意义，深入分析了当前我国科技创新和基础研究面临的新形势和新挑战，对基础研究工作提出了新要求和新任务，非常具有前瞻性和针对性。

关键词：

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红外与可见光图像交互自注意力融合方法

光子学报 2024年第6期53卷 214-225页

作者：杨帆王志社孙婧余朝发太原科技大学应用科学学院太原030024 陆军工程大学军械士官学校武汉430075

针对现有红外与可见光图像融合方法仅仅依靠局部或全局特征表示,缺乏跨模态特征交互而造成融合性能低的问题,提出一种交互自注意力融合方法,利用Transformer对卷积神经网络提取的局部特征进行全局依赖关系建模,达到结合局部与全局关系... 详细信息

针对现有红外与可见光图像融合方法仅仅依靠局部或全局特征表示,缺乏跨模态特征交互而造成融合性能低的问题,提出一种交互自注意力融合方法,利用Transformer对卷积神经网络提取的局部特征进行全局依赖关系建模,达到结合局部与全局关系的目的,提高特征表征能力。同时,构建了跨模态注意力交互模型,允许不同空间和独立通道之间以交互方式进行特征传递,以实现特征局部到全局的映射,从而增强两类图像的补充特性。在TNO、M3FD和Roadscene数据集上进行主客观实验,结果表明,与其他7种先进的融合方法相比,该方法在融合性能、模型泛化和计算效率方面都具有明显的优势,验证了方法的有效性和优越性。

关键词：图像融合自注意力机制特征交互深度学习多模态图像

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高斯涡旋光束在斜程大气湍流中的轨道角动量特性

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光电子．激光 2024年第1期35卷 84-90页

作者：郝鹏琪尹晓金李晋红杨旭东太原科技大学应用科学学院山西太原030024

本文基于广义惠更斯-菲涅尔原理和大气湍流理论模型,推导了高斯涡旋光束在non-Kolmogorov大气湍流中斜程传输的螺旋谱解析表达式和光强表达式,并数值模拟了涡旋光束传输后螺旋谱和光强的分布规律,分析了各光束参数和大气湍流对螺旋谱弥... 详细信息

本文基于广义惠更斯-菲涅尔原理和大气湍流理论模型,推导了高斯涡旋光束在non-Kolmogorov大气湍流中斜程传输的螺旋谱解析表达式和光强表达式,并数值模拟了涡旋光束传输后螺旋谱和光强的分布规律,分析了各光束参数和大气湍流对螺旋谱弥散的影响。研究结果表明:随着传输距离增大,螺旋谱弥散越强烈,在增大到一定距离时,各螺旋谱分量逐渐趋于均匀分布,光强逐渐呈高斯分布。增大光束的初始拓扑荷数和波长可有效减小传输后螺旋谱的弥散程度;当天顶角逐渐增大到π/2时,传输方式为水平传输,螺旋谱弥散程度显著增大;近地面折射率结构常数越大、湍流内尺度越小,螺旋谱弥散越严重,而湍流外尺度对螺旋谱的影响程度很小。

关键词：高斯涡旋光束大气湍流斜程传输螺旋谱光强分布

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粘弹形状记忆合金系统的随机响应分析

山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：郭蓉李俊林刘健康太原科技大学应用科学学院

本文研究了窄带噪声激励下粘弹形状记忆合金（SMA）弹簧振子系统的动力学响应。根据SMA多项式本构关系，引入粘弹性介质描述弹簧阻尼，建立了随机SMA动力学方程。采用Lindstedt-Poincaré和多尺度相结合方法，得到系统的幅频响应和稳态... 详细信息

本文研究了窄带噪声激励下粘弹形状记忆合金（SMA）弹簧振子系统的动力学响应。根据SMA多项式本构关系，引入粘弹性介质描述弹簧阻尼，建立了随机SMA动力学方程。采用Lindstedt-Poincaré和多尺度相结合方法，得到系统的幅频响应和稳态矩方程，并探讨了幅频响应与稳态矩随粘弹参数、噪声强度等变化的规律。研究结果表明，粘弹项能够影响系统的非线性刚度和结构阻尼；噪声强度和粘弹参数都能够诱导系统发生随机跃迁现象。这些都为粘弹SMA复合结构的稳定性提供了理论参考。

关键词：窄带噪声形状记忆合金多尺度法随机跃迁

随机限制回归模型的自适应最小绝对收缩和选择算子方法

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山西大学学报(自然科学版) 2024年

作者：靳琴琴彭伟廖天自孙宝太原科技大学应用科学学院

随机限制最小绝对收缩和选择算子（M-Lasso）方法可以在变量选择的同时使用随机的先验信息，但是该方法基于的最小绝对收缩和选择算子（Lasso）对每一个系数的惩罚是等权重的，这可能会导致某些重要的信息被过度压缩。为此，本文提出随... 详细信息

随机限制最小绝对收缩和选择算子（M-Lasso）方法可以在变量选择的同时使用随机的先验信息，但是该方法基于的最小绝对收缩和选择算子（Lasso）对每一个系数的惩罚是等权重的，这可能会导致某些重要的信息被过度压缩。为此，本文提出随机限制自适应Lasso(Ma-Lasso)方法。该方法赋予系数不同的权重，并且在变量选择的同时使用了随机先验信息，可提高估计的精度。通过数值实验结果分析发现，该方法在稀疏模型上表现出比其他方法更小的均方误差，并且在发现率、真实发现率以及真实模型选择次数比例方面也具有一定的优势。最后，通过将该方法应用于贵州茅台各季度财报数据和股票价格数据中，发现该方法所构建的模型的BIC值相较于M-Lasso方法下降了约5%，进一步验证了它的优越性。

关键词：稀疏模型变量选择均方误差随机先验信息

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光控取向引导的液晶序演变

液晶与显示 2024年第5期39卷 569-592页

作者：罗道兴吴金兵郭政昊胡伟南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210023

液晶独特的取向序和位置序为其带来奇特的物理性质,使其在凝聚态软物质中占据了重要的地位。由于液晶有序结构中连续对称性的破缺,引入了拓扑缺陷。而拓扑缺陷在相变过程中的转变机制及其在外场作用下的有序控制生成一直广受关注。通过... 详细信息

液晶独特的取向序和位置序为其带来奇特的物理性质,使其在凝聚态软物质中占据了重要的地位。由于液晶有序结构中连续对称性的破缺,引入了拓扑缺陷。而拓扑缺陷在相变过程中的转变机制及其在外场作用下的有序控制生成一直广受关注。通过控制液晶系统的空间尺度、边界条件和外场刺激,以及引入不同的热力学过程,液晶分子将呈现截然不同的组装行为,伴随各种拓扑缺陷的出现,以实现系统自由能的最小化。然而目前对液晶相变过程中拓扑缺陷的有序控制和动力学演变、外场作用下的受控转变行为和机制,以及拓扑缺陷应用探索等方面仍有待进一步研究。本文综述了本课题组利用光控取向技术实现高精度任意可编程的二维平面锚定设计,通过二维光取向层引导了液晶分子的三维排列,从而实现了不同相态下拓扑缺陷的可控有序大面积生成。进一步借助Landau-deGennes理论,揭示了拓扑缺陷在相变过程中的演化机制,并挖掘了其背后的演化规律。本研究丰富了人们对有序系统自组装行为的理解,为探索拓扑缺陷的可控生成及应用探索铺平了道路。

关键词：液晶向列相近晶相 Landau-deGennes理论相变拓扑缺陷

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近晶相液晶超结构的多元外场调控

液晶与显示 2024年第3期39卷 289-298页

作者：张涵王龙洋朱柏翰王泽宇魏阳马玲玲陆延青南京大学现代工程与应用科学学院江苏南京210093

利用液晶的自组装和刺激响应特性,实现近晶相液晶多层级超结构的灵活构筑、动态操控和多功能应用对于激发更多前沿的创新性功能器件并推动液晶超结构的实用化进程具有重要意义。本文从近晶相液晶超结构的生长制备、多元外界刺激对缺陷... 详细信息

利用液晶的自组装和刺激响应特性,实现近晶相液晶多层级超结构的灵活构筑、动态操控和多功能应用对于激发更多前沿的创新性功能器件并推动液晶超结构的实用化进程具有重要意义。本文从近晶相液晶超结构的生长制备、多元外界刺激对缺陷结构的调制方法和动态调控规律等方面进行系统研究。首先,探究了图案化取向场和旋涂条件对近晶相液晶拓扑超结构的形态与大小的操控;然后,验证了焦锥畴超结构的微透镜成像功能,并通过材料复合优化和引入聚合物稳定策略,实现了正方焦锥畴阵列在35℃下(向列相)的电刺激动态调控性能;最后,研究了手性、光场和热场对双相态液晶超结构带来的多维度调控。本研究充分利用光取向场、聚合物网络、电场、手性、光场等多元外场刺激,实现了对近晶相液晶多层级超结构的多维度调控。

关键词：液晶近晶相光控取向超结构动态调控手性