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用于长波红外成像的宽带轻质平面透镜
摘要： 我们通过基于多级衍射光学的单块聚合物平板透镜，在长波红外（LWIR）光谱波段（8微米至12微米）实现了成像实验验证。该器件厚度仅10微米，仅需单表面即可在整个LWIR波段校正色差。得益于器件厚度的显著降低，我们得以采用具有LWIR吸收特性的聚合物材料，通过压印光刻实现低成本制造。本透镜重量不足同类折射透镜的百分之一。我们制备并表征了两种不同的平板透镜。即使存在约25%的吸收损耗，实验表明该聚合物平板透镜仍能获得视场角35°、角分辨率小于0.013°的优质成像效果。该平板透镜已通过两种商用LWIR图像传感器进行特性测试。最后我们证明，采用硅等无损耗高折射率材料时，可在整个LWIR波段实现超过70%的聚焦效率。本研究结果确证了轻量化、超薄型、宽带宽透镜在LWIR波段实现高质量成像的可行性。
关键词： 衍射透镜、红外成像、色差
更新于2025-09-16 10:30:52
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便携式红外成像用于淋巴丝虫病患者肢体体积的纵向监测
摘要： 背景 全球消除淋巴丝虫病规划强调通过卫生措施、运动锻炼等方式减轻丝虫病相关淋巴水肿的致残危害。我们近期研究表明，便携式三维红外成像系统(3DIS)能准确测量丝虫性淋巴水肿患者的肢体体积。为评估重复3DIS测量在纵向淋巴水肿管理中的实用价值，本研究检测了斯里兰卡南部成年丝虫性淋巴水肿患者日内及日间的下肢体积变化。 方法与主要发现 我们在一周内三个连续日的早晨(6:00-9:00)和下午(14:00-18:00)，入户检测了41例下肢淋巴水肿患者(1-6期)。每次访视由两名检测者独立进行3DIS体积测量。左腿测量变异系数中位数为1.7%(四分位距1.1%-2.3%)，右腿为2.2%(IQR 1.6%-2.8%)。日内体积平均增幅为3.0%。下午测量的日间体积波动范围(中位数2.25%，IQR 1.4%-5.4%)通常小于早晨测量(中位数3.0%，IQR 1.4%-8.4%)。 结论与意义 3DIS肢体体积测量准确可靠且适合家庭使用。我们制定了优化检测效果的操作建议：应进行重复测量并尽量保持每日检测时段一致以减少偏差；当重复测量差异超过8%时需复核扫描技术并复测。通过规范培训和操作注意，3DIS可成为淋巴水肿医护人员的有效工具。
关键词： 淋巴丝虫病、肢体体积监测、三维成像、淋巴水肿管理、红外成像
更新于2025-09-16 10:30:52
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界面和电流扩展对kA/cm2级电流注入下微LED热传输的影响
摘要： 采用正向电压法、热瞬态测量和红外成像技术，研究了氮化镓（GaN）与蓝宝石衬底上微发光二极管（mLEDs）的三维热特性。在4 kA cm?2电流注入水平下，GaN衬底上的mLEDs结温比蓝宝石衬底低约10°C，且K因子幅值更小。热瞬态测量表明：由于高质量GaN晶体及界面结构，GaN衬底mLEDs的台面热阻、GaN外延层热阻以及GaN/衬底界面热阻均显著降低。红外热像显示GaN衬底mLEDs具有更低的总平均结温和更均匀的温度分布，该结果通过APSYS软件模拟得到验证。研究还探讨了mLEDs中横向与纵向的热传输机制。
关键词： 蓝宝石衬底、微型发光二极管、氮化镓衬底、结温、热传输、红外成像、APSYS模拟
更新于2025-09-11 14:15:04
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单像素成像的原理与前景
摘要： 现代数码相机采用硅焦平面阵列（FPA）图像传感器，拥有数百万像素。但也可以制造仅需一个像素的相机。这类相机通过在成像对象前后放置空间光调制器施加时变图案，并用单像素探测器进行同步强度测量。压缩感知原理随后能生成图像。由于该方法适用于多种探测器技术，因此可在FPA技术无法实现的波长下、以高帧率或三维形式采集图像。有前景的应用包括危险气体泄漏可视化和自动驾驶汽车的三维态势感知。
关键词： 3D成像、计算成像、空间光调制器、压缩感知、红外成像、单像素成像、太赫兹成像
更新于2025-09-10 09:29:36
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健康人群自主神经活动变化监测中泪阜红外热成像的效用
摘要： 目的 用于评估交感神经激活的生理指标可帮助推断人类的疼痛与应激状态。目前有效的可重复方法均具有侵入性，会给受试者带来不必要的风险。先前动物模型研究采用红外热成像技术测量泪阜区域温度，可能成为无创测量应激与疼痛的有前景方法。本研究旨在验证该方法对人类是否适用。 方法 招募16名健康年轻受试者（年龄18-35岁），通过冷加压测试（CPT）和肌肉化学反射（MCR）诱发交感神经激活，并设置对照试验。所有试验过程中同步测量泪阜红外热成像、心率、心率变异性、平均动脉血压及脉搏传导时间。 结果 两种交感神经激活干预均导致心率（MCR：4±3次/分，CPT：17±4次/分，p<0.01）和平均动脉压升高（MCR：6±2，CPT：5±2毫米汞柱，p<0.01），脉搏传导时间缩短（p=0.03）。但泪阜温度在所有条件下均未变化，始终维持在35.2±0.2°C的基线水平。 结论 研究表明人体眼部温度的红外热成像监测与交感神经激活无可靠关联。这可能是由于泪阜的血流动力学反应比既往假设更为复杂。相比之下，脉搏传导时间或可作为评估人类交感神经激活变化的无创检测指标。
关键词： 交感神经系统激活、肌肉化学反射、热成像、肌肉代谢反射、红外成像
更新于2025-09-09 09:28:46
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[IEEE NAECON 2018 - 美国电气和电子工程师协会国家航空航天与电子会议 - 美国俄亥俄州代顿市 (2018年7月23日-2018年7月26日)] NAECON 2018 - IEEE国家航空航天与电子会议 - 通过微球阵列集成实现中红外焦平面阵列的灵敏度增强与暗电流降低制备研究
摘要： 先前已证明，通过使用介电微球可提升中波红外（MWIR）焦平面阵列（FPA）单个像素的光收集效率——这种方案能实现大视角下的光强汇聚。该方法支持缩小光电探测器台面尺寸以降低其热电流，进而有助于提高FPA的工作温度。本研究开发了微球与像素并行集成的千量级集成技术，我们制备了微孔阵列并将其用作微球的吸附夹具。结果表明：由直径仅零点几微米的微球构成的大规模阵列，可获得低于~1%的制备误差；而采用更大尺寸（>100微米）微球形成的阵列，其制备误差可显著降低。
关键词： 热（非制冷）红外探测器、成像、红外成像、焦平面阵列、光电探测器
更新于2025-09-09 09:28:46
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基于总变分的神经网络回归用于红外图像非均匀性校正
摘要： 许多现有的场景自适应非均匀性校正（NUC）方法存在收敛速度慢和鬼影效应的问题。本文提出一种基于总变分惩罚神经网络回归的改进NUC算法。我们的研究主要聚焦于解决传统神经网络NUC方法中最小均方（LMS）回归的过拟合问题，通过采用总变分惩罚项并重新设计处理架构来实现。此外，还提出了一种自适应门控学习率以进一步抑制鬼影伪影并保证快速收敛。分别采用人工加噪测试序列和真实红外图像序列对所提算法的性能进行了全面评估。实验结果表明，该算法能有效加速收敛速度、抑制鬼影伪影并提高校正精度。
关键词： 总变分、神经网络、红外成像、非均匀性校正
更新于2025-09-04 15:30:14