基于黑磷的纳光机电磁矢量传感器设计

基于二维材料的纳机电谐振器具有体积小、频率高、品质因数高等优势,在传感领域具有很大的应用潜力。其中,黑磷由于其波纹状的平面结构和各向异性的机械特性,为平面内矢量传感提供了可能。利用黑磷设计了一种光学激发光学读出的新型纳光机电磁矢量传感器。利用有限元分析法,探究了黑磷层数和长宽比对矢量性的影响,确定了黑磷谐振器的尺寸为0.6μm×0.134μm×0.5 nm;分别探索了高杨氏模量和低杨氏模量方向对磁场响应的各向异性。通过谐振模式的空间分布,解释了角度和长宽比对器件灵敏度和矢量性的影响机理。结果表明,将磁场旋转90°,灵敏度可从-4.048 MHz/mT变化为5.796 MHz/mT。与精度相近的洛伦兹力的微机电磁传感器相比,所设计传感器的频率可提高6个数量级,尺寸可缩小6个数量级。该设计为新型纳光机电矢量传感器的制备提供了一种方法。

单幅图像去雾的多步融合自适应特征注意网络

雾天天气严重影响了人类户外活动的进行,学术界针对图像去雾的计算机视觉任务已经进行了广泛研究,但仍然面临着诸如真实雾图像去雾能力有限等严峻挑战.为此,提出了一种基于多步融合的端到端自适应特征注意网络.其中的自适应特征注意模块可以自适应扩展接收域,获取空间中的关键结构信息,提取更复杂的特征.此外,考虑到网络中获取的低层次和高层次特征之间缺乏连接,还完成了多步融合模块,该模块能使网络中不同层次的特征在图像恢复过程中有效互补.另外,通过减少网络参数,优化后的网络结构使得其所需的计算资源也大幅度减少.对于具有真实雾霾的Dense-Haze和NH-HAZE数据集,该方法得到了较高的峰值信噪比(PSNR)和结构相似度(SSIM),分别为16.23 dB,0.5213和21.38 dB,0.7144;同时,其实际视觉效果也优于其他所选先进技术.

全轴激发提升系综金刚石NV色心磁灵敏度

金刚石中系综氮空位(NV)中心作为高灵敏度磁强计得到了广泛的研究,并且在许多领域得到了应用。为解决传统的测量方式中仅利用了单个轴向的NV色心进行激发与检测使得荧光信号对比度较低以及磁检测灵敏度受限制的问题,本文使用了一种双频微波进行全轴激发的方法,通过特定[111]晶向的偏置磁场使得光探测磁共振谱线呈现出两对共振峰,并将对应的双频微波进行叠加完成同步调控。经过一系列实验验证,得到拉比振荡信号与自旋回波信号的荧光对比度分别比传统方法提高2.83倍和3.81倍,系统的极限磁噪声灵敏度提升了约14.3倍达到了0.76nT√Hz,最终证明全轴激发对提升系统磁灵敏度的可行性。

一种高鲁棒仿生偏振定向方法

面对全球卫星导航系统(GNSS)拒止条件下的自主定向需求,制备了纳米阵列式金属偏振光栅,搭建了仿生偏振定向系统,并开展了高鲁棒偏振定向方法研究。针对多云、阴天等恶劣天气引入偏振成像噪声导致定向精度严重下降的问题,采用DeamNet网络对获取的偏振图像进行降噪处理,随后利用太阳在相机坐标系与导航坐标系中的位置关系,实现对绝对航向角的高鲁棒测量。对所提出的高鲁棒仿生偏振定向方法进行了静态与车载试验验证,结果表明:在复杂天气下对比传统定向方法,本方法定向均方误差降低为原来的12.5%。在动态车载定向试验下,均方误差(RMS)优于0.98°。