基于准连续域束缚态的全介质超构表面双参数传感器

本文设计了由不对称半圆柱对阵列组成的全介质超构表面,获得了两个高品质因子的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum,QBIC).通过选择不同形式的对称破缺,在近红外频段均可产生两个稳健的QBIC,并且二者的谐振波长、品质因子、偏振依赖等表现出不同的特性.模拟计算表明,通过测量两个QBIC的谐振波长,能够实现折射率和温度的双参数传感;通过调节不对称参数,利用QBIC的品质因子依赖于不对称参数的二次方反比关系,理论上能够提高品质因子到任意的数值,从而实现传感性能的提升和调节.该超构表面的折射率传感灵敏度、品质因子和优值分别达到194.7 nm/RIU,45829和8197,其温度传感灵敏度达到24 pm/℃.

温度和气压对InSb薄膜中Sb/In摩尔比的影响

锑化铟(InSb)作为Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体材料广泛应用于红外探测器、霍尔元件等领域。InSb薄膜中Sb/In摩尔比直接影响薄膜的电学、光学等性能。采用真空镀膜方法难以精确控制薄膜中Sb/In摩尔比。采用真空热阻共蒸发的方法制备InSb薄膜,获得不同薄膜温度下InSb薄膜中Sb/In摩尔比与蒸发舟内Sb与In颗粒摩尔比之间的经验公式,真空镀膜的薄膜温度不宜超过200℃。同时,采用高压氮气保护可以有效抑制高温退火后InSb薄膜中Sb的逃逸现象。这为InSb薄膜的真空制备提供了有益的借鉴。

基于Matlab的暗场图像处理算法研究

为了克服传统暗场图像处理误差较大、重复性较差等问题,文章提出一种暗场光谱分析算法.此算法以Matlab为平台,在暗场环境下通过图像膨胀等方法对金纳米粒子进行精确识别并计算亮度,同时考虑光谱标准化、除去污染物杂质等问题,然后重建单粒子散射峰并记录其光谱特性.金纳米棒检测实验结果表明,此算法相较于根据粒子亮度进行二值化处理的传统方法在识别粒子上更加灵活精确,粒子识别率可达91.33%,粒子拟合的准确率提升了15.59%.此算法还可以批量检测粒子在结合前后的光谱特性,数据结果与理论值相符,数据处理效果良好,为暗场图像处理领域提供了更灵活、快速、准确性高的新型算法.

金属-介质-金属多层结构可调谐Fabry-Perot共振及高灵敏折射率传感

顶层透光、底层不透光的金属-介质-金属多层结构可以产生窄带完美吸收共振,用于测量介质层待测液体的折射率变化.本文通过构建Fabry-Perot共振解析模型,准确复现了该结构的响应光谱,给出了其共振波长、品质因子、半高全宽和灵敏度的解析表达式,并分析了介质层厚度对光谱的谐振波长和线宽的调谐机制,明确了其物理机理.基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构,用于折射率传感时的品质因子及优值分别达到2162.8和1648.1 RIU-1.针对极小的折射率扰动,通过在奇异点状态叠加Fabry-Perot共振的调谐机制,提出了通过测量奇异点波长处反射系数的增加量或散射矩阵本征值的分裂量,实现对待测液体折射率的可调谐式传感的方案.Fabry-Perot模型解析结果显示,当待测液体的折射率变化为10-4 RIU时,基于8阶Fabry-Perot共振的金属-介质-金属多层结构的前向反射系数增加量和本征值分裂量分别达到0.319和1.1279.

基于改进的Faster R-CNN的古建筑地砖缺陷检测

缺陷检测对于古建筑的保护和修缮具有重要的意义,传统的地砖缺陷检测通过目视检查,存在受人力影响大、耗时长等限制。基于深度学习的良好应用前景,建立故宫地砖缺陷的数据集,提出改进型Faster R-CNN的网络。首先,构建可变形卷积,通过网络学习并提取地砖中的缺陷特征;然后,将特征图输入区域生成网络中生成候选区域框,将生成的特征图和候选区域框进行池化操作;最后,输出缺陷检测结果。在故宫地砖图片数据集的测试下,改进后的模型平均准确率均值到达92.49%,与Faster R-CNN模型相比提高了2.99%,更适用于地砖缺陷检测。

适用于暗场生化传感系统的微流控芯片的研制与验证

为了提高暗场检测的效率、获取高质量的传感信息,基于实验设备的物理尺寸以及实验环境,通过COMSOL Multiphysics仿真,并采取键合工艺,研制了一种适用于暗场生化传感系统的微流控芯片。该芯片可在同一暗场视野下观察到四个反应区域,实现对多种样品的并行检测。同时由于该设计的连通性,四个反应区域可以两两进行精确对照,对样本检测结果进行定性定量对比。实验中,在暗场显微成像系统下捕获到微流控芯片通入各反应区域的传感单元纳米粒子,测出散射光谱,验证其可行性。暗场显微成像系统和微流控芯片的结合,实现了自动化、集成化的实时原位并行检测,极大地提高了实验效率。

中医四诊信息采集应用软件设计与开发

基于Android移动终端和自行研制的脉搏信息采集器构建的硬件平台,采用Java编程语言和SQLite数据库,设计开发了中医四诊信息采集应用软件,采集四诊信息并添加诊断标签,以特定格式存储,构建临床样本数据库,用于智能中医诊疗算法的训练与验证.