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第 11763 卷 - SPIE 会议记录
本卷中的论文是封面和标题页上引用的技术会议的一部分。论文经过编辑和会议计划委员会的筛选和审查。一些会议演讲可能无法发表。其他论文和演讲录音可在 SPIE 数字图书馆 SPIEDigitalLibrary.org 上在线获取。这些论文反映了作者的工作和思想，并按提交内容在此处发布。出版商对信息的有效性或依赖该信息而导致的任何结果概不负责。请使用以下格式引用这些会议论文集的材料：作者，“论文标题”，第七届新型光电检测技术与应用研讨会，由 Junhong Su、Junhao Chu、Qifeng Yu、Huilin Jiang 编辑，SPIE 论文集第 11763 卷（SPIE，华盛顿州贝灵汉，2021 年）七位数文章 CID 编号。 ISSN：0277-786X ISSN：1996-756X（电子版） ISBN：9781510643611 ISBN：9781510643628（电子版） 由 SPIE 出版 P.O. Box 10, Bellingham, Washington 98227-0010 USA 电话 +1 360 676 3290（太平洋时间）·传真 +1 360 647 1445 SPIE.org 版权所有 © 2021，光学仪器工程师协会。 除美国版权法授予的合理使用条款外，为内部或个人用途或为特定客户的内部或个人用途复制本书中的材料已获得 SPIE 授权，但须支付复印费。 译文
用于空间碎片研究的运动追踪器的开发
太空垃圾是围绕地球运行的人造物体，功能失调。太空技术的小型化和进步促进了小型卫星群数量的增加。多年来，在轨灾难性事件导致太空污染呈指数级增长，太空垃圾的覆盖范围不断扩大。一个由私人机构和太空机构组成的国际联盟共同努力，通过与主动碎片跟踪和清除方法相关的广泛研究和开发来解决这一问题。基于同样的理由，德国航空航天中心技术物理研究所正在开发地面高能激光设施和光学仪器，以跟踪和清除低地球轨道上的太空垃圾。实习项目旨在开发一种运动跟踪器软件，以跟踪通过激光与物质相互作用产生脉冲的技术演示实验中的样本。为了实现这一目标，我们审查并分析了计算机视觉中的几种物体检测和运动跟踪算法。对于物体检测，Harris 角点检测器和尺度不变特征变换算法表现出不错的成功率。基于光流点的跟踪最有希望获得三维样本轨迹，特别是在多视角相机配置中。用于软件开发的参考数据文件是整个项目期间激光与物质相互作用实验中最初获得的高速视频。
商业 CT 重建算法简史
摘要。计算机断层扫描是第一种需要计算机化解决逆问题的成像方式，以便从传感器硬件获取的数据中生成有用的图像。因此，计算机化解决方案（称为图像重建算法）已成为每台售出的 CT 扫描仪的重要组成部分。我们回顾了商业部署的 CT 重建算法的历史，并考虑了在不同时间点导致创新和围绕某些广泛有用的算法融合的力量。这些力量包括新硬件功能的出现、竞争压力、计算能力的可用性以及监管考虑。我们考虑了四个主要的历史时期和转折点。最初的 EMI 扫描仪是使用迭代重建算法开发的，但创新的爆发加上对旧文献的重新发现导致了整个 20 世纪 70 年代早期替代算法的开发。大多数 CT 供应商很快转向使用滤波反投影 (FBP) 算法，尽管该算法在投影数据和图像域中都分层了各种专有校正以提高图像质量。螺旋扫描和多行探测器等创新都得益于 FBP 在 20 世纪 90 年代和 21 世纪的其他应用的发展。最后，在过去的二十年里，迭代重建又重新兴起，人工智能方法也开始引入，这些方法受益于计算能力的提高，可以减少辐射剂量并提高图像质量。© 2021 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI：10.1117/1.JMI.8.5.052111]
COVID-19 医学成像向 AI 过渡的经验教训
摘要。2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 大流行在世界各地造成了严重破坏。这也使得人们迫切需要开发有效的预测诊断方法，特别是应用于医学成像的人工智能 (AI) 方法。这促使来自多个学科的专家齐聚一堂，共同应对这场全球大流行，包括临床医生、医学物理学家、成像科学家、计算机科学家和信息学专家，以发挥这些领域的最佳水平来解决 COVID-19 大流行带来的挑战。然而，这种在极短时间内的融合产生了意想不到的后果，并带来了自身的挑战。作为医学影像数据和资源中心计划的一部分，我们讨论了三个相关学科（放射学、医学影像物理学和计算机科学）职业转型中吸取的教训，并通过分析与三种相关转型类型相关的挑战，根据这些经验提出建议：（1）非影像数据的人工智能到医学影像数据的人工智能，（2）医学影像临床医生到医学影像的人工智能，以及（3）医学影像的人工智能到 COVID-19 影像的人工智能。通过认识到这些职业转型之间的复杂性，可以更有效地从这些职业转型中吸取教训并实现知识的传播。在 COVID-19 医学影像向人工智能转型的过程中吸取的这些教训可以为未来的人工智能应用提供参考和增强，使整个转型大于每个学科的总和，以应对像 COVID-19 大流行这样的紧急情况或解决生物医学中的新问题。 © 2021 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI: 10.1117/1.JMI.8.S1.010902]
高速测试轨道运营
摘要：本 PEA 是根据美国空军的环境影响分析程序制定的，旨在支持新墨西哥州霍洛曼空军基地高速测试轨道的持续运行、维护和改造。霍洛曼高速测试轨道 (HHSTT) 是一条一流的火箭滑橇测试轨道，是世界上同类设施中最长、校准最精确、仪表最齐全的设施。HHSTT 可用于州或联邦机构、盟国、教育研究组织和商业实体所需的地面测试和评估活动。HHSTT 由第 846 测试中队 (TS) 运营，支持其计划和执行世界级火箭滑橇测试的任务，这些测试可为作战人员提供关键武器系统的开发支持。HHSTT 通过提供安全、高效且经济实惠的地面测试替代方案来取代昂贵的开发飞行测试，为实验室调查和全尺寸飞行测试提供了关键的联系。此外，HHSTT 综合设施还提供人工降雨模拟、弹射试验区、俘获和自由飞行爆炸试验场、撞击试验场和退役的水平火箭试验台等辅助设施。支持设施包括电子和光学仪器建筑、遥测地面站以及用于设计和制造测试硬件的工程和车间设施。HHSTT 还支持国防部 (DOD) 主要靶场和试验设施基地，该基地开展开发和操作测试和评估活动，以支持国防部指令 (DODI) 5000.1 和 DODI 5000.2 的武器系统采购计划。PEA 评估在 HHSTT 进行的所有地面测试和操作活动，但磁悬浮 (MAGLEV) 雪橇轨道操作除外，该操作属于另一项环境评估。
通过热电发生器（OE 20200825）
摘要。检测高能激光罢工是军事资产在未来战争中生存的关键。引入激光武器系统要求能够快速检测到这些罢工，而不会通过主动传感技术破坏军装的隐身能力。我们探索了热电发生器（TEG）用作自动的被动传感器来检测此类罢工的使用。使用各种功率等级，波长和光束尺寸的激光器进行实验，以击中2×2 cm 2以不同构型排列的市售TEG。在8.5至509.3 w∕cm 2之间，用808-，1070-和1980 nm激光击中TEG的开路电压和短路电流反应，比较了2至8 mm之间的斑点。teg表面温度表明传感器可以在接近400°C的温度下存活。teg开路电压幅度与净入射激光功率相比，与特定的辐照度水平更加密切，并且线性受到温度变化的限制。开路电压响应以10％至90％的升高时间为〜2至10 s，尽管表面温度未达到等级。以开路电压为传感参数，检测阈值高于标准偏差噪声水平，可以在激光罢工开始后的300毫秒内超过辐照度的辐射水平约为200 w∕cm 2。根据测得的电响应估算了估计高达16 MW的潜在收获功率水平。开发了与实验相对应的多物理有限元模型，以进一步优化轻质，低剖面TEG传感器，以检测高能激光罢工。©2020光学仪器工程师协会（SPIE）[doi：10.1117/1.oe.59.11.117105]
德国的光子学
德国光子学的历史历史可追溯到19世纪初期，当时物理学家约瑟夫·冯·弗劳恩霍夫（Joseph von Fraunhofer）（物理学家和眼镜师）奠定了现代光学技术的基础。fraunhofer在光谱和精度光学方面的进步，包括衍射式的发明，以光学研究的领导者为领导者。在19世纪末和20世纪初，Carl Zeiss等德国公司成立于1846年，彻底改变了光学仪器，部分地用于科学和医疗应用。蔡司与恩斯特·阿贝（Ernst Abbe）和奥托·肖特（Otto Schott）的合作，在镜头设计和玻璃生产方面开创了突破性的创新。第二次世界大战后，德国的光学和光子部门经历了快速增长，这是在工业申请和科学研究中的进步所带来的。像Max Planck Institutes和Fraunhofer Society这样的研究机构成为世界领导人，促进了Acade-MIC研究与工业发展之间的强大合作。重点是激光技术，它成为该国的工业和科学进步不可或缺的一部分。德国公司，例如Atlas Laser，Lambda Physics，Tui Laser，Rofin-Sinar-这些以及Cooherent收购的其他公司以及家族拥有的机器制造商Trumpf成为激光技术的先驱，开发了用于精确的制造，医疗设备和科学仪器的最先进的解决方案。特朗普（Trumpf）的高性能工业激光器占据了革命性的制造工艺的高性能工业激光器。激光创新的这种兴趣将德国推向了全球光子学业的最前沿。
生物学和生物光子学中的量子效应和测量技术 Clarice Aiello Sergey V. Polyakov Paige Derr 编辑 2024 年 1 月 27–30 日
本卷中的论文是封面和标题页上引用的技术会议的一部分。论文经过编辑和会议计划委员会的筛选和审查。一些会议演讲可能无法发表。其他论文和演讲录音可在 SPIE 数字图书馆 SPIEDigitalLibrary.org 上在线获取。这些论文反映了作者的工作和思想，并按提交时的形式在此发布。出版商对信息的有效性或因依赖该信息而导致的任何结果概不负责。请使用以下格式引用这些会议记录中的材料：作者，“论文标题”，载于《生物学和生物光子学中的量子效应和测量技术》，由 Clarice Aiello、Sergey V. Polyakov、Paige Derr 编辑，SPIE 12863 的 Proc.，七位文章 CID 编号 (DD/MM/YYYY)；(DOI URL)。 ISSN：1605-7422 ISSN：2410-9045（电子版） ISBN：9781510669857 ISBN：9781510669864（电子版） 由 SPIE 出版 PO Box 10, Bellingham, Washington 98227-0010 USA 电话 +1 360 676 3290（太平洋时间） SPIE.org 版权所有 © 2024 美国光学仪器工程师协会 (SPIE)。 SPIE 允许在支付费用后将本书中的材料复制用于内部或个人用途，或用于特定客户的内部或个人用途，但美国版权法授予的合理使用条款除外。 要获得使用和分享本卷中文章的许可，请访问 copyright.com 的版权许可中心。 除非获得出版商的书面许可，否则禁止以再版、转售、广告或促销为目的，或以任何形式系统或多次复制本书中的任何材料。由 Curran Associates, Inc. 在美国印刷，获得 SPIE 许可。
激光，光学， - 年度会议
2019年，罗伯特·阿尔法诺（Robert Alfano）获得了SPIE（光学仪器工程师协会）金牌奖，这是该协会授予的最高荣誉。罗伯特·阿尔法诺（Robert Alfano）是一位意大利裔美国人实验物理学家。他是纽约市城市学院和纽约大学研究生院的杰出科学与工程学教授，他还是Ultrafast Spectroscoscopy and Lasers研究所的创始主任（1982）。他是生物医学成像和光谱，超快激光器和光学元件，可调激光器，半导体材料和设备，光学材料，生物物理学，非线性光学和光子学的先驱；他还从事纳米技术和连贯的反向散射工作。他发现白光超脑激光器是光学相干断层扫描的根源，它正在打破眼科，心脏病学和口腔癌检测的障碍（请参阅“与多键OCT的更好分辨率，第28页”），以及其他应用。他发起了现在被称为光学活检的领域。他最近计算得的，他在职业生涯中为CUNY带来了价值6200万美元的资金，平均每年170万美元。他说，他已经通过“撞到人行道”来实现这一壮举。他养成了积极接触资金并使他们对他的工作感兴趣的习惯。alfano除了诸如光学通信，固态物理学和计量学之类的领域外，还发现了进一步生物医学光学的发现。Alfano在生物医学仪器开发方面取得了出色的记录。在700多种研究文章，102份专利，几本编辑的卷和会议记录中，他对光子学的贡献记录在案中，并引用了10,000多个引用。他拥有45份专利，仅在生物医学光学区域发表了230多种文章。他发现白光超脑激光器是光学连贯性层析成像的根源，它正在打破眼科，心脏病学和
罗切斯特大学光学研究所拥有 15 年的量子光学、量子信息和纳米光学教育设施
摘要。罗彻斯特大学 (UR) 的量子光学/量子信息和纳米光学教育实验室设施 (QNOL) 位于光学研究所的三个房间内，总面积为 587 平方英尺。15 年来，它每年用于教授 4 学分的 QNOL 课程。准备了四个教学实验室，用于产生和表征纠缠和单个（反聚束）光子，展示量子力学定律：(1) 纠缠和贝尔不等式，(2) 单光子干涉（杨氏双缝实验和马赫-曾德干涉仪），(3) 单光子源 I：单个纳米发射器的共焦荧光显微镜，以及 (4) 单光子源 II：汉伯里布朗和特威斯装置，荧光反聚束。此外，基于 QNOL，开发了 1.5 到 3 小时的坚固量子“迷你实验室”，并引入必修课程，以便 UR 的所有光学专业学生都拥有使用量子实验室的经验。门罗社区学院 (MCC) 的学生参加了 UR 的两个迷你实验室。自 2006 年到 2022 年春季，共有约 850 名学生使用实验室提交实验报告（包括 144 名 MCC 学生），超过 250 名学生使用它们进行实验室演示。此外，UR 新生研究项目已成为该设施中一项非常重要的教育活动。所有开发的材料和学生报告均可在 http://www.optics.rochester.edu/workgroups/lukishova/QuantumOpticsLab/ 获得。我们介绍了坚固耐用、普遍可及的实验，这些实验可以引入单独的高级课程或有大量学生的课程。讨论了评估方法、学生知识评估以及他们对量子信息职业的态度。© 2022 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI: 10.1117/1.OE.61.8.081811]