摘要：微型头戴式荧光显微镜可以对自由移动活体动物大脑中的神经活动进行实时成像,是近些年兴起的脑科学研究新仪器。然而,目前大多数微型荧光显微镜为了做到更小巧、更轻便,视场都比较小,这使得可用于观测的神经细胞数量受限,虽然有大视场系统的报道,但重量都比较大,对动物的自由行为会产生一定的影响。为了提高微型荧光显微镜成像性能,同时降低其重量,光学系统采用超轻、超薄、成像质量高的超构透镜。本文首先推导了双曲相位超构透镜的像差公式,并以此为指导,完成了一款视场为4 mm×4 mm、NA为0.14的微型荧光显微镜设计,实现了7种初级像差的校正。装配完成的样机重量仅为4.11 g,全视场范围内分辨率为7.8μm,对自由移动小鼠大脑中的神经活动进行成像观测能够达到单细胞分辨率。

摘要：针对基因测序、半导体检测、工业显微镜及生命医疗等领域对显微物镜日益增长的技术需求,成像谱段向着宽谱段深紫外(DUV)方向发展,目前非浸液式显微物镜存在数值孔径(NA)低、视场小、宽谱段内色差严重等问题。基于此,提出一款折反射式物镜。所提折反射式物镜具有宽谱段、高数值孔径、消色差等优点,根据折反射式结构的消色差光学特性,镜片只采用一种材料就可以校正色差。系统由12片镜片组成,数值孔径为0.91,成像谱段为深紫外到可见光(275~600 nm),最大视场为0.3 mm,系统全视场全谱段波像差小于0.033λ,消除了二级光谱,成像质量满足使用要求。

摘要：为了实现用于深空低冷目标探测的长波红外折反射式光学系统的进一步轻小型、低辐射和大视场,对局部制冷光学系统、拓扑优化金属基反射镜设计、增材制造、金属基光学加工与表面改性等进行研究。首先,设计完成了紧凑型局部制冷折反射式光学系统,口径为55 mm,焦距为110 mm,视场达到4°×4°;其次,利用拓扑优化理论,设计完成了主镜组件、次镜组件和连接筒,三阶和四阶模态达到1213.7 Hz;接着,采用增材制造、单点金刚石车削、表面改性、表面镀金等手段完成前组光学元件的研制,利用定心装配工艺完成光机装调;最后,对光机装调后的系统性能进行了测试。测试结果表明:光学系统全视场范围内调制传递函数均达到衍射极限,重量仅为96.04 g。金属基增材制造方法可以作为提升光学系统性能的有效手段。

摘要：针对传统体外凝血动态检测传感器弹性支撑易疲劳而引起传感器精度降低的关键问题,设计一种基于磁悬浮方式的体外凝血检测新型传感器。根据体外凝血检测传感器工作原理及结构特点,建立传感器内部磁悬浮空间状态数学模型,通过不同相位角的排布对传感器内部结构进行电磁结构仿真,采用有限元数值分析法对相位角与磁感应强度的关系进行分析,优化分析结果并搭建实验测试装置。利用本装置对传感器进行参数标定,验证传感器磁悬浮排布结构设计结果,并通过与标准粘度溶液配套测试与进口仪器进行数据比对。结果表明,本文设计的磁悬浮式体外凝血功能动态检测传感器相位角在20°时产生的内部磁感应强度为1.46e·10;Wb/m,与仿真数据基本吻合,此时传感器的振幅为2.03μm,振动频率为150 Hz,测试数据重复性与相关性分别为0.003、0.994,经过计算传感器精度为0.002 MPa·s。本文设计的凝血功能动态检测传感器精度可以满足体外凝血检测的要求,为改善产品性能方面提供核心技术保障,在提升临床凝血快速检测技术中发挥重要的作用。

摘要：针对动力电池的应急热管理需求,对动力电池应急热管理系统喷管结构进行设计研究,分别探究喷孔直径、喷孔夹角、喷管形式对系统的冷却能力的影响。实验结果表明:相比于其他喷孔直径的喷管,喷孔直径2 mm的喷管具有最佳的冷却能力;随着喷孔夹角度数的增加,冷却过程中电池模组的温均性增加,应急热管理系统的冷却能力减弱;相比于等直径喷管和非等直径喷管,歧管具有更强的冷却能力和换热效率,数秒内降温幅度可达50℃,是动力电池应急热管理系统的优选。

摘要：为了实现硅基雪崩光电二极管蓝光波段(400~500 nm)高光响应度,设计了SACM型基本器件结构,探究了倍增层厚度对器件的雪崩击穿电压及光电流增益的影响及倍增层掺杂浓度对光响应度的影响,综合考虑光响应度和击穿电压的因素,结果表明:当表面非耗尽层掺杂浓度为1.0×10^(18) cm^(−3)、厚度为0.03μm;吸收层掺杂浓度为1.0×10^(15) cm^(−3)、厚度为1.3μm;场控层掺杂浓度为8.0×10^(16) cm^(−3)、厚度为0.2μm;倍增层掺杂浓度为1.8×10^(16) cm^(−3)、厚度为0.5μm时,器件具有较低的击穿电压V_(br-apd)=34.2 V。当V_(apd)=0.95 V_(br-apd),该结构在蓝光波段具较高的光响应度(SR=3.72~6.08 A·W^(−1))。上述研究结果对高蓝光探测响应度Si-APD实际器件的制备具有一定的参考价值。

摘要：电子设备的迅速发展和广泛使用产生了大量电磁波,不仅影响其他电子设备的正常运行,还对人类健康造成危害。高性能电磁干扰屏蔽(EMI)和电磁波吸收(EMA)材料对控制电磁污染、保护人体和其他系统在民用或军事应用中至关重要。作为一种新型的二维材料,MXenes因具有特殊的层状结构、高比表面积、丰富的天然缺陷和特殊的金属特征,近年来在电磁屏蔽和微波吸收领域引起了广泛关注。主要介绍了Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene的合成方法和特点,并总结了近年来它在电磁屏蔽和微波吸收性能方面的最新研究和应用。主要创新点在于重点介绍Ti_(3)C_(2)T_(x) MXene的合成工艺、结构设计以及引入不同材料形成不同复合材料对其电磁性能的影响。

摘要：由于可重构机械臂的动力学系统中存在大量的不确定性,导致PID等传统的控制器无法实现精确的位置控制。作者在基于精确模型PD控制的基础上,提出了模糊神经控制算法辨识补偿结构、非结构不确定性。通过模糊神经控制器融合了模糊逻辑和神经网络的各自优势,实现了可重构机械臂轨迹跟踪的有效的补偿控制。基于牛顿-欧拉的几何方法,推导了n连杆可重构机械臂的动力学方程,该方法相对于其他形式的动力学方程,计算量小、通用性强。最后以RRP(Revolute-Revolute-Prismatic)三连杆机械臂为例研究设计了可重构机械臂的控制器,并且通过仿真验证了算法对轨迹跟踪的有效性。

摘要：温室环境信息的快速准确获取是设施农业精准调控的基础。文章对温室环境数据监测技术现状进行了分析,提出了基于ZigBee和NB-IoT的温室低功耗无线传感网络环境数据采集系统,阐明了系统硬件选型、技术指标和软硬件结合的低功耗实现方案,通过优化多传感器的任务调度、动态切换和节点休眠周期的自适应设置,从而实现温室环境数据连续监测,延长节点使用寿命。针对室外开阔区域和温室内2种环境中无线信号接收强度、数据传输丢包率与节点传输距离开展单跳组网对比试验,探究温室内无线传感节点间的有效通信距离。对系统进行了实地数据采集试验,并从服务器软件获取数据进行分析,结果表明:系统长时工作状态下使用稳定可靠,可有效满足温室环境监测管理使用需求。

摘要：明确影响互花米草(Spartina alterniflora)的主导环境因子及其潜在适生区对防控管治互花米草具有重要意义。本文以中国大陆滨海地区为研究区域,综合考虑气候、地形、土壤及海洋环境因子,利用生态位模型(Maxent)预测互花米草潜在适生区。结果表明:互花米草的分布受海拔影响最为显著,其主要分布于-2~5 m范围内。此外,当年平均气温介于14.0℃~23.5℃、土壤可交换钠盐含量介于26.4%~46.0%、气温极差介于14.2℃~26.3℃或海水盐度介于23.0%~28.3%及33.5%~33.8%时,互花米草存在概率均达到60%以上。互花米草高度适生区主要分布于江沪浙闽四省市以及莱州湾地区,该区域内适宜互花米草生长的海拔、年平均气温、气温极差、海水盐度分别为-1~0 m,17.9℃,23.0℃及27.5%。因土壤可交换钠盐含量空间异质性差异较小,故在该区域内对互花米草分布影响不明显。此外,大丰麋鹿、厦门珍稀海洋物种及漳江口红树林国家级自然保护区面临较高的互花米草入侵风险。