摘要。遗传编码钙指示剂和光遗传学通过利用光以单细胞精度检测和调节神经活动,彻底改变了神经科学。为了充分利用这些技术的巨大潜力,需要先进的光学仪器,能够以高水平的空间和时间精度将光照射到定制的神经元集合上。具有塑造光束能力的现代光雕刻技术是首选,因为它们可以同时精确瞄准多个神经元,并以与自然神经元动力学相匹配的速率调节单个神经元大集合的活动。最通用的方法是计算机生成的全息术 (CGH),它依赖于放置在相干激光束路径中的计算机控制光调制器来合成定制的三维 (3D) 照明模式并根据需要照亮神经集合。在这里,我们回顾了快速和时空精确的 CGH 技术的开发和实施的最新进展,该技术以 3D 形式雕刻光以光学方式询问神经回路功能。 © 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 International 许可证出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全注明原始出版物的出处,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.NPh.9.4.041409]
1. 飞掠航天器 2. 轨道器 3. 大气航天器 4. 着陆器 5. 探测车 6. 穿透器 7. 天文台航天器 8. 通信航天器 我们分别阐述这八个类别。 (另请参阅JPL公共网站,其中列出了过去、现在、未来和拟议的JPL机器人航天器任务的最新列表) 1.飞掠航天器 飞掠航天器进行太阳系探索的初始侦察阶段。它们沿着连续的太阳轨道或逃逸轨迹运行,永远不会被进入行星轨道。它们必须能够使用其仪器观察经过的目标。理想情况下,它们可以平移以补偿目标在光学仪器视野内的视运动。它们必须将数据下行链路到地球,并在其天线偏离地球点期间将数据存储在机上。它们必须能够承受长时间的行星际巡航。飞越航天器可能设计为使用推进器或反作用轮在 3 个轴上稳定,或连续旋转以保持稳定。飞越航天器类别的主要示例是旅行者 2 号,它与木星、土星、天王星和海王星系统进行了接触。飞越航天器的其他示例包括:
1:00 PM MSFC UVO-FIR 镜系统技术 ISFM 1:00 PM MSFC UVO-FIR ISFM Phil Stahl MSFC 1:00 PM G 释放特性方法比较 Stephen Cheney MSFC 1:10 PM 低温重力下垂 Tomasz Lis MSFC 1:20 PM 定制刚度镜 Chris Hopkins MSFC 1:30 PM ALLVAR 模型验证和结构优化 Jagan Raganathan MSFC 1:40 PM 成本建模:X 射线 Phil Stahl MSFC 1:45 PM 成本建模:正入射的更新和体积模型 Phil Stahl MSFC 1:50 PM 近角散射 1:50 PM 误差预算 Phil Stahl MSFC 2:00 PM NESC 日冕仪近角散射评估 1 Phil Stahl MSFC 2:20 PM 散射光测量支持光学仪器开发 Georgi Georgiev GSFC 下午 2:40 基于物理的近角散射难题 (FRTS) 解决方法 Simon Tsaoussis KostaCLOUD Inc. 下午 3:00 咖啡休息
全球环境与安全监测 (GMES) 的成立是为了满足欧洲决策者日益增长的需求,即获取准确及时的信息服务,以便更好地管理环境、了解和减轻气候变化的影响并确保公民安全。必须具备适当的欧洲地球观测能力,以确保充满活力和有效的 GMES 服务组合的开发运营和可持续性。Sentinel-3 是一项欧洲地球观测卫星任务,旨在支持 GMES 的海洋环境服务,为陆地、大气紧急情况、安全和冰冻圈服务做出贡献。Sentinel-3 任务需要一系列卫星,承诺持续、长期收集质量均匀的数据,以可操作的方式生成和交付,用于数值海洋预测、海洋状态分析、预报和服务提供。测量要求已确定如下: 在全球海洋上获取海面地形 (SSH)、有效波高 (Hs) 和表面风速,其精度和精确度超过 Envisat RA-2。 增强沿海地区、海冰区域和内陆河流、其支流和湖泊的表面地形测量。 为全球海洋和沿海水域确定的红外和热红外辐射(“海陆表面温度”)的精度和精确度与 ENVISAT AATSR 目前在海洋上实现的精度和精确度相当,即<0.3 K),空间分辨率为 1 公里。 每 1 到 3 天通过光学仪器完成全球覆盖。 海洋和沿海水域的可见辐射(“海洋颜色”),其精度和精确度与 ENVISAT MERIS 和 AATSR 数据相当,可在 2 至 3 天内完全覆盖地球,空间分辨率同时为 ≤0.3 公里,并与 SST 测量值共同记录。 陆地表面(包括海冰和冰盖)的可见光、近红外、短波红外和热红外辐射(“陆地颜色和温度”),可在 1 至 2 天内完全覆盖地球,其产品至少与 ENVISAT MERIS、AATSR 和 SPOT Vegetation 以及它们的组合产品相当。Sentinel-3 任务概念的基本 GMES 操作要求是: 使用高倾角极地轨道,实现近乎完整的全球覆盖。 利用现有卫星高度计系统优化海洋表面地形测量覆盖范围。 光学仪器需要具有下降节点赤道穿越时间的太阳同步轨道,以补充现有平台测量及其长期序列,以减轻下午海洋热分层、太阳反光、早晨雾霾和云层的影响。 优化海面温度和海洋颜色测量的测量时间。 近实时数据处理和及时向运营用户提供所有处理产品的稳健交付 在 20 年的计划期限内,连续传输至少与 Envisat 交付质量相同的数据。 2013 年发射第一颗卫星(配备一系列平台以满足观测要求以及稳健、连续的运行数据提供要求)。
摘要。在数字时代,在社交媒体上共享图片已成为一个共同的隐私问题。为了防止私人图像被窃听并破坏,开发了安全有效的图像密封造影,图像加密和图像身份验证非常困难。深度学习为数字图像安全提供了解决方案。首先,我们就图像隐志中的深度学习应用做出了总体结论,以产生五个方面:封面图像,seego-image,嵌入变化概率,无封面隐肌和Steg-分析。第二,我们还将和比较了六个方面中使用的深度学习方法:图像加密从图像压缩,图像分辨率改进,图像对象检测和分类,钥匙生成,端到端图像加密和图像加密式分析。第三,我们从五个角度收集图像身份验证中的深度学习方法:图像伪造检测,图像产生,图像水印提取和检测,图像水印攻击以及图像水印。最后,我们总结了图像密集术,图像加密和图像身份验证中深度学习利用的未来研究方向。©2021光学仪器工程师协会(SPIE)[doi:10 .1117/1.OE.60.12.120901]
摘要。我们概括了感热通量 (H) 估计的方法,这是基于遥感 (RS) 的蒸散 (ET) 模型中的一个关键参数。我们提出了一种 ET 模型分类方案,考虑到它们在估计 H 的方法上的区别。遵循所提出的分类方案,简要讨论了单源和双源 RS ET 模型中 H 估计的理论背景及其独特特点。我们讨论了影响每个模型下 H 计算的关键参数的作用,并介绍了相关研究进展。在单源和双源模型的背景下,讨论了数据同化技术的重要性,以及无人机在湍流热通量不间断估计中的应用。讨论了尺度对模型验证的影响以及聚合方法的影响。我们利用从同行评审文章中获得的信息,比较了流行的 ET 模型在估计 H 方面的性能。讨论了与 RS 数据集在空间和时间分辨率方面的局限性以及使用未来卫星任务缓解缺点的范围。最后,我们指出了当前的挑战和未来的研究领域,需要在未来认真解决这些问题。© 2020 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI: 10.1117/1.JRS.14.041501]
与目前的平面传感器相比,曲面成像传感器可显著减小成像系统的尺寸、重量和成本,同时减轻离轴光学像差。在过去二十年中,解锁这些关键功能引起了主要参与者的兴趣。SILINA 一直在开发一种可适应各种传感器特性的 CMOS 图像传感器弯曲工艺。该工艺使图像传感器能够变形为各种形状,从而最大限度地提高每个成像系统的性能。事实上,曲面 CMOS 图像传感器 (CIS) 有助于制造紧凑型光学仪器,尤其是成像仪、望远镜和光谱仪。简化光学系统可以将光机约束从设计阶段释放到集成阶段。如今,自由曲面光学元件参与了满足紧凑、快速、广角和高分辨率系统共同需求的解决方案的开发。然而,自由曲面在制造和计量方面仍然极其昂贵。此外,场曲像差仍然难以校正,而曲面 CIS 则为此提供了合适的解决方案。2021 年初,SILINA 展示了球面和非球面 CIS 的制造,为光学系统设计开辟了新领域。光学设计师现在可以考虑各种传感器形状,通过考虑球面、非球面或更复杂的焦面来优化他们的系统。
摘要:激光增材制造(LBAM)是一组用于生产金属部件和功能分级产品的先进制造工艺。LBAM的生产要么局限于通过激光金属沉积在基体上形成薄或厚的涂层,要么局限于通过选择性激光熔化生产具有完整功能的金属产品。在每种情况下,LBAM制造的部件都需要对工艺参数进行优化,以避免出现孔隙、裂纹、热变形和机械强度等缺陷。激光扫描路径规划作为激光增材制造(LAM)过程中的关键环节,是平衡成形件温度场、避免应力集中、防止变形和开裂的有效策略。高效、准确、合理的激光扫描路径规划对于提高工艺数据的处理效率、延长激光扫描系统的寿命、提高试件的成形质量具有重要意义。通过大量研究发现,激光的扫描模式对成形过程中的力学性能和热失配引起的变形有显著的影响。因此,深入了解 LBAM 中的路径规划至关重要。我们的综述主要关注扫描模式对 LBAM 中变形、温度和机械性能的影响。最后,我们的论文讨论了当前研究的局限性以及 LAM 技术的一些未来研究。© 2021 光学仪器工程师协会 (SPIE) [DOI: 10.1117/1 .OE.60.7.070901]
摘要。我们使用低成本,紧凑的拉曼光谱仪报告快速鉴定单个细菌。我们证明了60 s的程序足以在600至3300 cm-1的范围内获取全面的拉曼光谱。这次包括将小细菌聚集体的定位,单个个体的比对以及自发的拉曼散射信号收集。小细菌聚集体的快速定位,通常由小于十二个个体组成,是通过在24 mm 2的大型视野上进行镜头成像来实现的。无镜头图像还允许单个细菌与探测束的精确比对,而无需标准显微镜。在532 nm处的34兆瓦连续激光器的拉曼散射光被喂入定制光谱仪(原型龙卷风光谱系统)。由于该光谱仪的高光吞吐量,可接受的积分时间低至10 s。我们在七个细菌物种上总共记录了1200个光谱。使用此数据库和优化的预处理,获得了约90%的分类速率。我们的拉曼光谱仪的速度和敏感性为高通量和无损的实时细菌鉴定测定法铺平了道路。这种紧凑和低成本的技术可以使生物医学,临床诊断和环境应用受益。©2014光学仪器工程师协会(SPIE)[doi:10.1117/1.jbo.19.11.111610]
随着全球定位系统 (GPS) 的出现,航海者现在可以比以前更加精确地导航。本讨论重点关注航海图在绘制 GPS 接收器位置时的固有局限性。对于海图制作者来说,海图的准确性必须考虑到航海员视力敏锐度、所用的平版印刷工艺和绘图技术以及特征符号化(例如线宽)的局限性。GPS 用户在使用与 GPS 不同的基准在海图上绘制 GPS 得出的位置时,必须确保进行纬度/经度偏移。所有新的 NGA 海图均基于 WGS 基准编制,该基准与 GPS 接收器在默认基准设置中使用的基准相同,但通常可以选择其他基准。在实施 GPS 之前得出的位置是使用各种光学仪器确定的,这些仪器专注于导航辅助设备、海岸特征或天体。由于了解这些方法的局限性,海员们对海图上描绘的危险物避而远之,包括助航设备、浅滩和障碍物。海图制作者用来定位危险物的可用导航信息和制图过程比海图用户可用的导航手段更准确。现在情况发生了逆转;使用 GPS,海员现在可以获得比用于编制海图的数据更准确的位置定位。由于 GPS 提供了这样的精度,海员现在需要