信息光学实验课程教学模式探索

根据当前高校实验类课程的教学状况,并结合信息光学理论难度大、公式繁杂的特点,以提高学生的独立实验能力和创新性思维模式为目的,讨论了信息光学实验课程的改革思路,提出了逆序-引导式授课模式和3步走的分层次教学内容体系的改革措施,同时强调考核方式的合理化改进,对有效提升实践类课程的教学效果进行了有益探索。     

颅底及面侧深区穿刺诊疗机器人系统及实验研究

针对颅底及面侧深区穿刺诊疗手术在活检、放射性粒子植入、射频热凝等介入过程中的多样化需求,研发了一套多功能外科手术机器人系统.该系统可辅助医生完成放针、植入粒子等手术操作.根据不同的手术需求,设计了三款末端执行器,利用通用接口可实现末端执行器与机器人之间的快速安装与拆卸.提出基于光学导航的混合运动控制方法保证机器人系统的定位精度.通过实验验证了机器人的定位精度,并通过尸体实验验证了整个机器人系统在三种手术中的性能.结果表明,该机器人系统具有较高的定位精度,并可灵活应用于多种手术中,具有一定的可行性.     

有机分子内电荷转移化合物的应用进展

由于有机分子内电荷转移(ICT)化合物具有独特的光电性质,例如精细调控分子能级,光诱导能量转移等.该体系的设计合成以及应用研究已经成为当前材料科学的热点.本文从分子内电荷转移化合物的概念和性质出发,讨论了它们在非线性光学、有机太阳能电池、有机分子传感器、有机发光二极管、生物成像方面的应用.     

基于帧选择和极大似然估计的自适应光学图像多帧联合去卷积算法

为提高自适应光学(AO)图像的空间分辨率,提出一种基于帧选择和极大似然估计的AO图像多帧联合去卷积算法.该算法基于极大似然估计,根据图像的高斯噪声模型建立多帧AO图像的联合对数似然函数.首先对观测的多帧AO图像进行帧选择,遴选高质量的降质图像;然后结合观测条件和AO系统特性,推导点扩散函数估计模型;最后建立迭代求解公式,得到多帧AO图像联合去卷积方法.实验结果表明,与基于期望值最大化的Richardson-Lucy算法(Richardson-Lucy EM算法)和基于合并惩罚函数的自适应应图像复原算法(CPF-Adaptive算法)相比,该算法的峰值信噪比分别提高9%和5%,Laplace梯度模分别提高11%和8%,且得到了较清晰的目标图像.     

钨酸钠与天然土状石墨在高温氩气氛围中的转化过程

以Na_2WO_4为钨源,天然土状石墨为碳源,研究二者在高温氩气气氛下的转化过程及规律,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及电子能谱(EDS)对产物进行分析。结果表明,Na_2WO_4与石墨的混合样品在氩气气氛下经高温处理,可以生成不同的碳钨化合物。首先,石墨与Na_2WO_4在接触界面发生还原反应,将Na_2WO_4还原为α-W2C和β-W2C;然后,随着石墨增多,当Na_2WO_4与石墨的质量比小于1:1时,石墨开始将α-W2C还原为α-WC,直至Na_2WO_4与石墨的质量比为1:5时,石墨可以将α-W2C完全转化为α-WC。     

同主族C-Si共掺杂TiO2可见光区光催化性能的第一性原理计算

本文利用密度泛函理论（DFT）第一性原理平面波超软赝方法对C-Si共掺杂TiO2电子结构、差分电荷密度和光学特性进行了研究,计算结果表明,共掺杂能明显降低体系的带隙(约为1.7eV)。能有效增加其光催化活性;从总态密度图可以得到,费米能级附近的杂质态降低了载波跃迁能。C-Si的共掺杂能有效提高其在可见光区域的吸收系数,特别是在三种不同的构型中,第三构型在可见光区域具有最大吸收系数。     

掺杂对ZnO半导体薄膜光学性能的影响

以掺杂氧化锌(ZnO)陶瓷靶为溅射源材料,采用射频磁控溅射技术在石英玻璃衬底上制备了掺杂ZnO系列半导体薄膜样品.利用紫外-可见分光光度计测量了薄膜的透射光谱,通过Swanepoel法确定了薄膜的折射率和消光系数,利用外推法获得了薄膜的光学带隙,研究了不同掺杂对ZnO薄膜光学性能的影响.结果表明,钛掺杂和镓镁合掺后,ZnO薄膜的透过率和光学带隙增加而折射率减小;所有薄膜的折射率均随波长增加而单调减小,呈现出正常的色散特性.     

纳米α-Fe_2O_3的制备及其正电子湮没谱学研究

对氧化铁颗粒进行了X射线衍射谱(XRD)测量和正电子湮没寿命谱(PALS)测量,分别运用Jade和Lifetime软件拟合数据,研究了纳米氧化铁颗粒的结构、缺陷以及自由电子密度.XRD测量结果表明了氧化铁是简单六方晶系,空间群是R-3c(167),其相应的点阵常数分别是三个基矢的长度a=b=0.530 42 nm,c=1.374 60 nm.PALS测量结果表明了正电子在氧化铁材料中的寿命成分有三种,值分别约是τ_1=150.7 ps,τ_2=333.0 ps,τ_3=725.0 ps,主要寿命成分是短寿命τ_1和中等寿命τ_2两种,分别对应的缺陷种类是近似单空位大小的自由体积缺陷和微孔洞缺陷,且其对应的强度比I_1/I_2值为1.52,表明实验试样的界面缺陷以单空位为主,验证了正电子的寿命越短,湮没率越大,则自由电子密度越大.     

陕北洛川黄土中两种不同类型的伊利石

利用黏土矿物X射线衍射峰(XRD)拟合与分解的方法, 结合透射电子显微镜(TEM)和X射线能谱(EDX)分析, 发现在洛川黑木沟剖面黄土-古土壤序列(S₀-L₁₀)的黏土矿物中存在两种不同类型的伊利石, 一种是结晶度差、衍射峰宽且钝的伊利石, 其在<2µm的黏土矿物中的最高含量为55%; 另一种为结晶度好、衍射峰窄且锐的伊利石, 这两种伊利石的含量在剖面上呈明显的互补变化关系. X射线能谱分析表明, 与结晶度好的伊利石相比, 结晶度差的伊利石较富含K⁺, Si⁴⁺, 贫Al³⁺.     

珠江口悬浮颗粒物的吸收光谱及其区域模式

用定量滤膜技术测定了珠江口及临近海区总颗粒物光谱吸收系数a_p(λ)、非藻类颗粒物光谱吸收系数a_d(λ)和浮游植物光谱吸收系数a_ph(λ). 总颗粒物的吸收系数a_p(443)在0.04~1.82 m^-1间变化, 相应的a_ph(443))的变化范围为0.016~0.484 m^-1. 总颗粒物的吸收光谱有两种类型. 对于第1种类型, 总颗粒物吸收光谱与非藻类颗粒物吸收光谱相似, 吸收系数值随波长减小; 相反, 对于第2种类型, 总颗粒物吸收光谱与浮游植物色素吸收光谱相似. 非藻类颗粒物吸收光谱随波长增大而减小, 其波长变化规律可用指数率描述, 光谱斜率S的平均值为0.012±0.002. 非藻类颗粒物吸收占总颗粒物吸收的比例明显地随表层海水盐度增加而减小. 浮游植物色素的吸收明显地随叶绿素a浓度呈非线性增加, 其关系可用幂函数描述. 但是, 总颗粒物的吸收与叶绿素a浓度之间的相关性很弱. a_p(443)-chl a关系的离散性主要是由非藻类颗粒物的影响而引起的, 经非藻类颗粒物吸收校正后的a_ph(443)-chl a关系并不离散, 因此可以沿用类似于一类水体的模式, 但需要做参数调整. 浮游植物色素的比吸收系数不是常数, 它随叶绿素浓度的减小而增加, 浮游植物色素比吸收变化是目前生物-光学算法的一个噪声源.