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利用人工智能实现了三维矢量全息新技术
上海理工大学庄松林院士和顾敏院士领导下的未来光学国际实验室宣布，首次利用机器学习反求设计（machine-learninginversedesign）实现了三维矢量全息（Three-dimensionalvectorialholography）的新概念。据介绍，这项发明是光学全息技术领域的一次重大突破，其提供的基于机器学习的反求设计可精准且迅速地产生一个或多个任意三维矢量光场，有望应用在超宽带全息显示、超安全信息加密以及超容量光存储、超精确粒子操控等各个领域。相关研究成果于4月18日凌晨发表在国际顶级学术刊物《科学进展》上。该杂志为《科学》（Science）刊物旗下子刊，是一个涵盖所有学术领域的开放性、综合性科学刊物。光是一种电磁波，其在介质中传播的同时伴随着电磁和磁场的振荡，被称为光的矢量特性。基于光波的横波特性，光的振荡通常被限制在与其传播方向垂直的二维平面上。近些年，研究发现光的振荡可打破传统二维平面的束缚，通过干涉产生纵向光振荡，即形成第三维光矢量。在物理学上，通过求解三维麦克斯韦方程可以正向得到一个三维矢量光场分布，但其不可控。一直以来，精确产生任意三维矢量光场是一个世界性难题，因其需要十分复杂的反求设计，超出了人类知识和经验的边界。顾敏院士指导的科研人员利用机器学习反求设计率先实现了三维矢量全息，可精确地控制三维全息图像中每个像素点的任意三维矢量状态。“通过机器学习的人工智能新科技，我们首次实现了三维矢量光的操控，并将机器学习的算法延伸到光学全息中去，”顾敏院士说，“这样的操控是全方位的，包括对每个三维矢量光携带的信息进行编码、传输和解码，因而消除了传统二维偏振光的束缚。”文章第一作者任浩然博士（目前在德国慕尼黑大学从事洪堡博士后研究）说：“机器学习在光学设计中扮演着越来越重要的作用。我们研究证明训练后的人工神经网络可有效地、快速地产生任意三维矢量光场，达到接近百分之百的准确性，极大地提高了光场调控的效率。”这项发明还为光学全息开辟了一条新道路，首次在全息中证明光的三维矢量状态可以作为独立的信息载体，实现信息的编码和复用。顾敏院士说：“这项发明作为光学全息技术领域的一项重大突破，不仅为下一代超宽带、超大容量、超快速并行处理的光学全息系统奠定了基础，同时也为加深理解光与物质的相互作用（例如粒子操控）提供了一个崭新的平台。”该项工作得到了墨尔本皇家理工大学（RMIT）人工智能纳米光子学实验室以及计算机科学系的大力支持。
上海理工大学
2021-04-11
基于深度学习的光伏并网系统电能质量预测及调控策略研究
本成果围绕光伏并网系统电能质量展开。基于深度学习算法，研究谐波等电能质量指标变化规律，运用特征提取技术处理时序数据，实现电能质量预测。研发基于态势感知的电能质量调控装置，总谐波补偿率不小于 90%，补偿次数 2 - 50 次。成果形式包括研究报告、调控装置示范应用，申请发明专利 3 项，发表论文 3 篇。应用场景涵盖光伏电站、配电网等，可提升电网可靠性与经济性，减少设备损耗、优化调控策略、降低弃光率，为新能源消纳提供支撑。
沈阳农业大学
2025-05-21
嘉宾观点抢先看 | 李玉：通过系统性机制创新 为学科交叉融合提供保障
在第63届高等教育博览会 建设教育强国·高等教育改革发展论坛即将举办之际，中国高等教育学会联合人民网教育频道推出“建设教育强国”系列访谈栏目，重点邀请东北地区高校领导、专家学者，围绕活动主题：融合·创新·引领：服务高等教育强国建设，畅谈思考体会、凝聚发展共识。
人民网-教育频道
2025-05-16
制备隐藏二维码图像全息防伪标签的方法及其识别装置
制备隐藏二维码图像全息防伪标签的方法及其识别装置，属于 防伪标签制备及识别领域，解决现有裸露二维码图像防伪力度不高的 问题。本发明的方法，依次得到数据符号密文、生成二维码图像、得 到傅里叶变换频谱图、绘制信息调制条纹图像、形成方形缩微条纹图 像、将多个方形缩微条纹图像排列成组合图案、将组合图案制成浮雕 图案母板，最后将浮雕图案母板复制到标签材料上。本发明的识别装 置，包括激光光源、全反镜、标签平台、毛玻璃片、图像传感器、信 号采集模块、识别模块、显示屏及语音播报器。本发明将隐藏有经信 息加密的二维码衍射光栅条纹制作在全息防伪标签上，识别需经特殊 处理，同时信息经过加密，将大大提高防伪性能。
华中科技大学
2021-04-11
一种基于光电子全息成像探测原子结构的方法
本发明公开了一种基于光电子全息成像探测原子结构的方法，通过测量强激光作用于原子电离产生的光电子动量谱，分析其中的干涉结构，可以获取原子散射振幅的相位信息。包括：利用高强度的飞秒激光电离原子，测量电离得到的光电子的动量谱。分析测量到的动量谱，从全息干涉图中提取原子散射振幅的相位信息。由于目前还没有探测原子散射振幅相位信息的有效方法，本发明提出的方法将在全面认识原子结构方面有重要的应用价值。
华中科技大学
2021-04-14
将三维数字信息记录在全息底片上的装置及其记录方法
将三维数字信息记录在全息底片上的装置及其记录方法,它涉及的是三维图像存储及立体显示的技术领域.它是为了解决现有技术存在制作物理模型时间较长,费用较高,虚拟现实系统价格昂贵的问题.它的数字微反射镜的光轴上依次设置有四分之一波片,偏振分束镜,第一凸透镜,空间滤波器,第二凸透镜,全息底片,激光器输出的激光通过电动快门,分束镜,二分之一波片,第四凸透镜,第三凸透镜入射到偏振分束镜的输入端;另一部分激光透过分束镜后由反射镜反射到全息底片的背面上.它的步骤为:将三维图像转换成不同视角的二维图像系列;在数字微反射镜上显示;在全息底片上成像.本发明能将计算机中数字式三维图像记录到全息底片上,以实现立体显示.
收起
哈尔滨师范大学
2021-05-04
高温超导电动悬浮列车静悬试验台超导磁体的自由度控制与安全防护系统研究
技术成熟度：技术突破
1.原理：结合磁浮列车极端运行工况，充分考虑运行环境的强磁场，深入研究机-电-磁耦合机制，精确调节磁体悬浮姿态，以实现超导磁体在液氮温区（-196℃）自稳定悬浮。
2.创新点：
（1）研发国产化低功耗悬浮控制模块，能耗较进口设备降低35%；
（2）突破-196℃环境下多系统协同控制技术，填补国内工程化应用空白。
3.应用场景：
（1）高速磁浮列车静悬试验台
（2）精密仪器运输平台
（3）航空航天地面测试装备
4.应用案例：前期开发的自由度控制系统，已被合作团队应用且效果较好。
长春工业大学
2025-05-20
运动系统模型
1、参照典型人体标本及国内外经典权威教材及图谱制作，如人卫出版社丁文龙主编的《系统解剖学》、人卫出版社南京医学院主编的《人体解剖学图谱》、江苏科学技术出版社姜同喻编著的《连续层次解剖图谱》、山东科学技术出版社丁自海主译《格式解剖学》、广东科技出版社胡耀民主编的《人体解剖学标本彩色图谱》等，造型自然准确、颜色自然，满足教学需要；
张家港市华亿科教设备有限公司
2024-12-23
一种反射式铝纳米棒阵列及利用其实现彩色全息的方法
一种反射式铝纳米棒阵列，每个铝纳米棒与其对应的氟化镁层、铝反射层和介质基底层构成单元结 构；所述单元结构包括对红光、绿光、蓝光具有窄带响应的单元结构，记为单元结构 R、单元结构 G 和 单元结构 B；所述三种单元结构在单元结构长度方向上依次交替排列。利用其实现彩色全息的方法为： 确定响应的主波长；寻找单元结构的边长、氟化镁层厚度、纳米棒的宽度、高度和长度；计算排列周期 尺寸、单元数和朝向角；三种单元结构交替排布，进行彩色全息。其优点为：工艺简单
武汉大学
2021-04-14
基于多层空间光调制器的高分辨全息三维显示装置和方法
本发明公开了基于多层空间光调制器的高分辨全息三维显示装置，包括：相干光源、扩束准直系统、空间光调制器组、图像传输模块和计算机，所述的空间光调制器组由平行排布的N个空间光调制器的组成。本发明还公开了基于多层空间光调制器的全息三维显示方法。本发明采用空间光调制器多层前后排列的方式，每一层空间光调制器根据计算机载入的编码图像对入射其上的光束进行全息编码调制，再现出真实空间的高分辨全息三维光场，扩大了全息显示的观察范围，可供多人多视角裸眼同时观看，消除了观察者在观看三维显示过程中的不适应感，自动符合人类在视觉观察及深度感知方面的自然生理和心理习惯。
浙江大学
2021-04-11