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[2017年IEEE核科学研讨会与医学成像会议(NSS/MIC) - 美国佐治亚州亚特兰大(2017.10.21-2017.10.28)] 2017年IEEE核科学研讨会与医学成像会议(NSS/MIC) - 飞行时间PET的轴向傅里叶重排算法
摘要： 全三维飞行时间（TOF）PET扫描仪有望显著提升临床PET成像的图像质量。三维TOF PET成像的主要挑战在于列表模式或分箱格式的数据存储问题，以及迭代算法重建所需的耗时问题。我们此前推导了傅里叶重排与一致性方程（FORCEs），并证明三维TOF数据可通过两个一致性方程完整表征。本研究基于轴向一致性方程提出精确的三维TOF数据傅里叶重排方法，可大幅降低数据存储需求与重建时间。该轴向傅里叶重排算法从预校正的三维TOF数据出发，在无信息损失的前提下为每个横向断层估算二维TOF正弦图。针对三维TOF数据的轴向截断特性，我们提供了估算斜向TOF投影数据缺失部分的解决方案。所提出的TOF数据轴向傅里叶重排算法（axFRT）能充分利用全部三维TOF数据统计量，重排后的二维TOF数据可采用任意二维或2.5维TOF重建算法进行处理。axFRT算法支持轴向数据集独立重排，数万个此类数据集可自然适配大规模并行处理器以实现重排过程的极速加速。数值模拟表明，即使对于具有大轴向接收角的TOF PET，axFRT仍能生成精确无偏的重排正弦图。该算法特别适用于大轴向视野的三维TOF PET，在动态成像、全身或整体成像等PET应用中具有重要价值。
关键词： 图像重建、正电子发射断层扫描（PET）、飞行时间、轴向傅里叶重排
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于SPAD的激光雷达传感器中通过自适应光子符合检测实现背景光抑制
摘要： 基于硅单光子雪崩二极管（SPAD）的光探测与测距（LiDAR）系统具有多重优势：可集成芯片系统实现探测器与专用电路的共集成，依托成熟的CMOS技术带来低成本和高耐用性。然而在高级驾驶辅助系统或自动驾驶等户外应用中，由于红外波段波长范围受限，硅基探测器易受强环境光干扰。本文提出一种通过自适应调节光子符合探测来抑制背景光并同步拓展动态范围的新方法。传统固定参数符合探测的显著缺陷是导致事件率动态范围增大，仅能在特定目标反射率下获得良好测量性能。为突破这一限制，我们研发了自适应光子符合探测技术——该技术根据实测背景光强度动态调整符合探测参数，既降低事件率动态范围，又能感知高动态场景。我们展示了采用该技术的192×2像素CMOS SPAD激光雷达传感器及配套户外实测数据，其中自适应光子符合探测使可测目标反射率的动态范围提升超过40分贝。
关键词： 片上系统（SoC）、单光子雪崩二极管（SPAD）、互补金属氧化物半导体（CMOS）、激光雷达（LiDAR）、飞行时间（TOF）、背景光抑制
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 法国南特(2018.9.24-2018.9.27)] 2018年国际室内定位与室内导航会议(IPIN) - 基于飞行时间与接收信号强度数据融合的蓝牙室内定位技术
摘要： 经过数十年的市场关注与科学研究，室内定位仍是技术持续进步、移动设备广泛普及及新型通信标准推动下尚未完全解决的热门课题。本研究提出一种基于蓝牙低能耗（BLE）的两步式模型化室内定位算法——该协议具有普适性强、能效高的特点。第一步（测距阶段）采用卡尔曼滤波器融合接收信号强度指示（RSSI）与飞行时间（ToF）测量数据，通过对比有无ToF辅助的测距效果，论证了不单纯依赖RSSI的优势。第二步（定位阶段）将多个锚节点的距离估算值整合为二次代价函数，通过最小化该函数确定目标节点在平面参考系中的坐标。本方案专为降低计算负荷设计，可在嵌入式平台实时运行且性能损失有限。论文通过实验装置展示有效结果，证实了该BLE室内定位方案在嵌入式系统中的鲁棒性。
关键词： 飞行时间（ToF）、蓝牙低功耗、室内定位、数据融合、卡尔曼滤波器
更新于2025-09-23 15:21:21
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[IEEE 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议（UWBUSIS）- 乌克兰敖德萨（2018.9.4-2018.9.7）] 2018年第九届超宽带与超短脉冲信号国际会议（UWBUSIS）- 采用"1发4收"天线系统的脉冲超宽带探地雷达探测时目标坐标选择准则
摘要： 一种由一个发射器和四个接收器组成的脉冲超宽带探地雷达天线系统，已设计用于快速检测地表及地下物体。通过测量反射探测信号（从辐射器到物体再返回四个接收器）的双向飞行时间，计算反射物体的(x, y, z)坐标。对于记录到多个反射飞行时间的情况（例如来自车辆或其他噪声的反射），已确定并验证了能够筛选出对应真实目标唯一坐标的标准。
关键词： 物体检测、超宽带雷达、飞行时间、天线系统
更新于2025-09-23 15:21:21
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质谱成像（MALDI MS）的采集速率超过每秒100像素
摘要： 基质辅助激光解吸/电离（MALDI）飞行时间（TOF）质谱（MS）技术在生物组织分子成像中的应用实用性受限于分析速度。通常认为XY载物台的间歇式微动扫描速度较慢是导致新鲜样品材料无法快速供应至激光光斑的关键因素。我们实验室自主研发的高通量成像TOF质谱仪通过采用基于检流计的光学扫描器实现靶板上激光光斑的快速重定位，显著提升了样品扫描速率。该MALDI TOF质谱仪离子源集成的光学系统能通过改良栅格将激光束聚焦为10微米圆形光斑，从而以超过100像素/秒的采集速率获取具有明确像素尺寸的高分辨率质谱图像。本文探讨了关键参数对总质谱成像时间的影响。应用这种新型扫描技术展示了抗肿瘤药物在三维结肠腺癌细胞聚集体中的分布情况：包含100×100像素（横向分辨率10微米）的单幅质谱图像可在约70秒内完成采集。
关键词： MSI（质谱成像）、TOF（飞行时间）、质谱成像、高通量、激光束扫描、结直肠腺癌、三维细胞聚集体、球状体、网格离子源、MALDI（基质辅助激光解吸电离）
更新于2025-09-23 15:21:01
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[IEEE ESSCIRC 2019 - 第45届IEEE欧洲固态电路会议（ESSCIRC） - 波兰克拉科夫（2019年9月23日至26日）] ESSCIRC 2019 - 第45届IEEE欧洲固态电路会议（ESSCIRC） - 一款用于激光测距系统的19GHz脉冲相干ToF接收器，精度达40微米
摘要： 这封信介绍了一种用于激光测距系统的脉冲相干飞行时间（ToF）接收器，该接收器采用28纳米CMOS工艺实现。原型设计工作在19GHz载波频率下，采用6.8纳秒脉冲调制。通过分段粗精ToF测量实现高分辨率和快速捕获：粗ToF通过检测脉冲边沿记录，精ToF则通过相干检测测量。与上升沿检测相比，所提出的带自动增益控制环的边沿后检测能将行走误差从600皮秒抑制至26皮秒。此外，相位不变可变增益放大器在60dB动态范围内提供增益设置间<±1°的低相位误差?；诟枚ㄊ本龋痉桨缚墒迪?MHz采样率下40微米的测量精度。
关键词： 激光雷达、飞行时间（ToF）、脉冲相干、相位不变放大器、步进误差
更新于2025-09-23 15:19:57
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一款80×25像素CMOS单光子传感器，具有40个子阵列的灵活片上时间门控功能，用于固态三维测距成像
摘要： 本文介绍了一种采用短脉冲（约110皮秒）激光和新型灵活时间门控方案的CMOS固态三维测距成像仪，该方案针对单光子雪崩二极管（SPAD）阵列设计。该阵列被划分为40个子阵列，每个子阵列可独立设置并扫描窄时间窗（小于0.8纳秒）。通过子阵列的灵活时间门控，该成像仪能对多个感兴趣区域进行测量。每个子阵列的时间门控由片上延迟锁定环（DLL）?？榈ザ姥≡?，该?？榫哂?40个输出端及约100皮秒的延迟网格。原型机总像素为80×25，包含10×5像素的子阵列，传感器区域填充因子达32%。在约4米范围内、18°×28°视场角条件下，对被动目标实现了约10帧/秒的三维测距成像，精度达厘米级，平均主动照明功率仅需0.1毫瓦。
关键词： 时间门控、三维成像仪、单光子雪崩二极管阵列、单光子雪崩二极管（SPAD）、飞行时间（TOF）
更新于2025-09-23 00:30:33
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一款具备碰撞检测功能与128个动态重分配时间数字转换器的CMOS单光子雪崩二极管成像器，用于单光子计数及三维飞行时间成像
摘要： 单光子雪崩二极管（SPAD）传感器采用像素级时间数字转换器（TDC）架构可实现高光子通量，但会牺牲填充因子、像素间距和读出效率。相比之下，TDC共享架构通常具有小像素间距下的高填充因子和节能的事件驱动读出特性。虽然其光子通量未必低于像素级TDC架构——因为通量不仅取决于TDC数量，还与读出带宽相关。本文展示了一款采用180nm CMOS图像传感器技术制造的32×32像素SPAD传感器，通过动态分配TDC实现了与像素级TDC相当的光子通量。每4个TDC通过碰撞检测总线为32个像素共享，在28.5微米像素间距下实现28%的填充因子。经测试，TDC的峰峰值微分/积分非线性分别为?0.07/+0.08 LSB和?0.38/+0.75 LSB。该传感器在配备超低功耗激光器的扫描式激光雷达系统中进行验证，在50勒克斯环境光下以6帧/秒速率实现64×64分辨率、最大10米深度成像。
关键词： 图像传感器、激光探测与测距、飞行时间、单光子雪崩二极管、时间数字转换器、激光雷达、单光子雪崩二极管、碰撞检测总线、动态重分配
更新于2025-09-23 19:26:22
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通过飞行时间激光传感技术实现体积校准仪所需的简易自动流体排量测量
摘要： 自动测量流体位移是构建精确体积校准仪的关键环节。激光干涉法是最精确的测量手段，但实施难度较大。长度量值的基本标准仍以真空中的光速为基准。因此，采用激光飞行时间技术测量流体位移长度，是实现足够精确结果并最大限度减少人为误差的最简方案。本研究使用波长940纳米的激光发射接收装置完成该任务，旨在通过激光飞行时间法自动测量微小流体位移，从而简单满足体积校准仪的精度需求。测量结果表明：这种简易自动方法成功实现了距离测量精度低于0.5%、位移测量精度低于2%的效果。但需考虑流体折射效应（可能影响0.6%的精度），此外可通过加装限位屏蔽来提升测量精度。
关键词： 体积校准器，测量精度，激光，飞行时间，流体置换，简易自动
更新于2025-09-19 17:13:59
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真空环境下对聚二甲基硅氧烷进行红外纳秒脉冲激光辐照
摘要： 聚二甲基硅氧烷（PDMS）在真空中经纳秒脉冲红外激光辐照后，当相干辐射超过阈值能量密度时，会诱发非平衡等离子体及材料烧蚀等辐射效应。通过将金纳米颗粒（AuNPs）嵌入聚合物可增强激光吸收。研究对激光产生的等离子体进行了表征，并从质量和能量两方面分析了原始PDMS与含AuNPs的PDMS薄膜的离子发射情况，同时开展了形貌观测、光谱分析及成分检测。该激光处理技术能调控PDMS（无论是否含AuNPs）的性能，在两种情况下均能诱导微晶硅的局部富集。
关键词： 激光烧蚀、聚二甲基硅氧烷、飞行时间、激光等离子体、聚二甲基硅氧烷
更新于2025-09-19 17:13:59