纳秒激光微织构TC4表面的抑冰性能研究北大核心CSCD

针对航空发动机进气道前缘唇口位置的结冰问题,利用纳秒激光对TC4进行表面微织构,通过扫描电镜观察不同扫描速度下的钛合金表面形貌以及EDS化学成分组成,结合接触角以及低温冷台水滴冻结的实验数据,分析了纳秒激光扫描速度对钛合金表面抑冰效果的影响。结果表明:在激光扫描速度较低的情况下,随着速度的增大,金属表面的粗糙度先增大,直到形成有序排布的凸起与凹陷后粗糙度开始下降,烧蚀效应逐渐减弱,激光加工时钛合金表面的氧化反应程度减轻;表面接触角随粗糙度的增大而增大,在扫描速度为100 mm/s时接触角最大,钛合金表面的抑冰性能最好。     

微秒激光制备超疏水表面及抑霜性能实验研究北大核心CSCD

为解决航空器在各种运行环境环境中可能出现的霜冰影响问题,利用微秒脉冲激光在钛合金表面制备了超疏水表面,并通过微观形貌、表面元素组成、润湿性和结霜实验等对超疏水效果和抑霜性能进行了分析表征。实验结果表明,微秒激光制备的不同扫描间距的微纳结构表面均达到了超疏水效果,其中扫描间距为0.2 mm的表面接触角可达159°,其表面激光作用形成的大量细小颗粒以及溅落的碎屑等形成的亚微米和纳米级结构,为空气中有机疏水基团提供了丰富的结合位点,二者共同带来了表面优良的超疏水性能,表面生长的霜层薄,霜枝较高,十分有利于外界作用清除。本方法可为航空领域霜冰问题的解决提供一定参考。     

多层ITO椭圆柱中红外手性超材料的多波段圆二向色性北大核心CSCD

中红外手性超材料具有体积小、易集成等优点,在中红外激光偏振态调控方面具有潜在的应用。本文提出了一种多层ITO椭圆柱中红外手性超材料。该结构的每个单元由三层相同的氧化铟锡(ITO)椭圆柱组成。模拟结果表明,椭圆柱之间的距离、椭圆柱的厚度、椭圆柱的短长轴之比、椭圆柱中心的相对位置、椭圆柱的数量和椭圆柱材料对结构的圆二向色性(CD)均产生了影响。结构在三个不同的波段均展示CD特性,在波长为3.52μm、4.12μm和5.28μm附近处展现出三个不同强度的CD极大值。模拟结果也表明,与贵金属金、银椭圆柱构成的结构相比,由ITO椭圆柱构成的结构展现出更宽带和多带的圆二向色性。后者结构在中红外波段的CD主要有一个带,在0.39μm附近带宽为0.5μm,而前者在4.12μm和5.28μm附近处的半高宽分别为0.6μm和1.6μm,这在中红外宽带和多带偏振态调控方面具有潜在的应用。     

基于视点图像与EPI特征融合的光场超分辨率

光场（Light Field, LF）成像能同时捕获场景中光线的空间信息和角度信息,应用广泛。然而,它的分辨率受到成像设备硬件以及空间和角度分辨率之间制衡的限制。过低的空间分辨率严重影响了光场图像的质量及其应用。因此,本文充分利用光场特性增强图像细节,提出一种基于视点图像（Viewpoint Image, VI）和极平面图像（Epipolar Plane Image, EPI）特征融合的端到端光场超分辨率方法,能够同时超分辨率所有视点图像。本方法将低分辨率光场图像按照水平和垂直EPI方向堆叠排列,利用三维视点图像堆栈中包含EPI信息的特点,采用双分支结构的3D递减卷积网络处理输入的四维光场数据。这样能够同时对视点图像和EPI信息进行特征提取和融合,充分探索光场的纹理信息及几何一致性。在真实和合成光场数据集上的实验结果均表明,该方法相比现有主流方法不仅在客观指标上具有更好的表现,主观质量上也能保持更好的几何一致性,同时还具有更少的模型参数和更快的执行速度。      

基于背景先验与中心先验的显著性目标检测北大核心CSCD

针对传统的图流行排序显著性目标检测算法存在先验信息单一,显著目标检测不完整的问题,提出一种新的基于背景先验与中心先验的显著性目标检测算法。首先将图像边界节点作为背景种子进行流行排序获得粗略的前景区域,将其再次流行排序得到初步显著图;然后利用Harris角点检测、聚类实现中心先验显著性检测,捕获中心显著信息;最后在初步显著图上融合图像中心显著性,得到最终显著图。本文对综合指标、精确率-召回率曲线、F-measure值以及平均绝对误差(mean absolute error,MAE)值进行实验评估,在公开数据集MSRA-10K和ECSSD上进行的实验结果表明:对比10种主流算法,本文算法在不同的评估指标上都具有较好的表现,且能准确地突出显著目标,提升背景抑制效果。     

CRISPR/Cas9系统活细胞成像技术进展（特邀）

CRISPR/Cas9系统因其高效、操作简便、物种适应性广等优势被广泛应用于基因编辑领域,该系统是由靶向目标DNA序列的引导RNA （sgRNA）和具有切割酶活性的Cas9蛋白组成。近年来,通过将核酸酶失活的Cas9突变体dCas9 （dead Cas9）或sgRNA与荧光蛋白（FPs）、有机染料、量子点（QDs）结合开发出一系列超分辨活细胞成像技术,该技术有助于在更高分辨率下研究不同基因、染色体以及基因与染色体之间的时空关系,对促进遗传学、细胞生物学和生物医学等领域的快速发展具有重要意义。文中主要总结基于CRISPR/Cas9系统的活细胞成像技术的最新进展,有望进一步扩大活细胞成像技术在生物医学领域的广泛应用。     

超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的应用（特邀）

观察细胞器间动态相互作用,深入分析作用规律,对于揭示生理病理过程现象背后的机制具有十分重要的意义。传统光学显微镜受到由光波波长和孔径造成的衍射极限的限制,无法观测细胞器纳米级精细结构及细胞器间相互作用的动态变化规律。超分辨显微成像技术的出现为细胞器相互作用研究提供了重要手段,在深入揭示细胞器相互作用规律,阐明生理病理现象深层的机制研究中发挥了重要的作用。文中介绍了受激发射损耗（Stimulated emission depletion, STED）显微成像、结构光照明显微成像（Structured illumination microscopy, SIM）、单分子定位显微成像（Single molecule localization microscopy, SMLM）技术,并总结了这三类超分辨显微成像技术在细胞器相互作用中的应用与现状,为超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的应用提供思路拓展。最后,对超分辨显微成像技术在细胞器相互作用研究中的优势与不足进行分析总结,展望了超分辨显微成像技术在活细胞内细胞器相互作用成像中的需求发展趋势,为光学与医学及生物学的交叉融合发展提供一定的参考。     

新品预览

包括首款THX Dominus认证的X15+Miller&Kreisel发布X+系列超低音12月7日,THX于官网发布消息称,丹麦音箱品牌Miller&Kreisel将发布3款THX认证的超低音--X15+、X12+和X10+。3款新品均采取Miller&Kreisel标志性的推挽式(Push-Pull)驱动,以前作X系列为基础,提供较以往更深沉、快速和更高输出声压的低频效果。     

X射线反射镜NiP芯模超精密车削技术研究

以聚焦型X射线反射镜的镍磷合金芯模为研究对象, 研究了单点金刚石超精密车削的切削深度、主轴转速、进给量等工艺参数对表面粗糙度的影响关系。结果表明,进给量对加工表面粗糙度影响相对最大,主轴转速、切削深度的影响呈弱相关关系。开展了NiP合金超精密车削工艺试验,得到切削深度、主轴转速、进给量的优化工艺参数,并初步建立了表面粗糙度预测模型。在此基础上,对Φ110 mm×140 mm的X射线反射镜镍磷合金芯模进行加工验证,获得了PV61.37~83.47 nm、RMS7.952~10.326 nm、Ra6.379~8.332 nm的表面粗糙度,圆度误差0.39 μm、斜率误差均方根值0.42 μm,满足X射线反射镜对芯模超精密车削需求,为后续大规格X射线反射镜超精密制造奠定了技术基础。