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使用合成训练数据的低复杂度雷达手势识别
摘要：无线电探测和测距（雷达）技术的发展使得手势识别成为可能。在基于热图的手势识别中，特征图像尺寸很大，需要复杂的神经网络来提取信息。机器学习方法通常需要大量数据，而用雷达收集手势非常耗时耗能。因此，提出了一种基于调频连续波（FMCW）雷达和合成手势特征生成器的低计算复杂度手势识别算法。在低计算复杂度算法中，对雷达原始数据实施二维快速傅里叶变换以生成距离-多普勒矩阵。之后，应用背景建模来分离动态物体和静态背景。然后选择距离-多普勒矩阵中幅度最高的箱来定位目标并获得其距离和速度。可以利用天线维度上此位置的箱来使用傅里叶波束控制计算目标的角度。在合成生成器中，使用Blender软件生成不同的手势和轨迹，然后直接从轨迹中提取目标的距离、速度和角度。实验结果表明，当以合成数据作为训练集，以真实数据作为测试集时，模型在测试集上的平均识别准确率可达89.13%。这表明合成数据的生成在预训练阶段可以做出有意义的贡献。
时间分辨 Hanbury Brown–Twiss 干涉测量法...
双光子频率梳 (BFC) 是用于大规模和高维量子信息和网络系统的有前途的量子源。在这种情况下，单个频率箱的光谱纯度对于实现量子网络协议（如隐形传态和纠缠交换）至关重要。测量组成 BFC 的未预告信号或闲置光子的时间自相关函数是表征其光谱纯度并进而验证双光子状态对网络协议的实用性的关键工具。然而，通过实验可获得的测量 BFC 相关函数的精度通常受到探测器抖动的严重限制。结果，相关函数中的精细时间特征（不仅在量子信息中具有实用价值，而且在量子光学研究中也具有根本意义）丢失了。我们提出了一种通过电光相位调制来规避这一挑战的方案，通过实验证明了集成 40.5 GHz Si 3 N 4 微环产生的 BFC 的时间分辨 Hanbury Brown-Twiss 特性，最高可达 3 × 3 维二四分体希尔伯特空间。通过使电光驱动频率从梳状的自由光谱范围略微失谐，我们的方法利用 Vernier 原理来放大时间特征，否则这些特征会被探测器抖动平均掉。我们在连续波和脉冲泵浦模式下展示了我们的方法，发现与理论高度一致。我们的方法不仅揭示了贡献频率箱的集体统计数据，还揭示了它们的时间形状 - 标准全积分自相关测量中丢失的特征。
教学大纲
a) 基础知识：物理基础、磁核、共振、弛豫过程、信号灵敏度。b) 仪器：连续波 (CW) 仪器、脉冲傅里叶变换 (FT) 仪器、功能、与灵敏度的关系、采样。c) 1 H NMR，结构与光谱的相关性：化学环境和屏蔽、化学位移及其概念的起源、参考化合物、局部抗磁屏蔽和磁各向异性、与化学位移的关系、化学和磁非等效性、自旋-自旋分裂及其起源、帕斯卡三角、耦合常数、耦合机制、积分、NMR 溶剂及其残余峰、杂原子上的质子、四极杆增宽和去耦、构象和立体化学对光谱的影响、卡普拉斯关系、非对映质子、与 F 和 P 的异核耦合、虚拟耦合、长距离耦合-epi、peri、bay 效应。位移试剂-作用机理、自旋解耦和双共振。一些化合物和药物的光谱说明。d) 13 C NMR 结构与光谱的相关性：化学环境、屏蔽和碳-13 化学位移、计算、质子耦合 C 光谱、质子解耦 C 光谱、核 Overhauser 增强 (NOE)、积分问题、极化转移无失真增强 (DEFT)、碳与氘、碳与 F、碳与 P 的异核耦合。一些化合物和药物的光谱说明。4. 质谱 (MS)：分子离子和亚稳态峰、碎片
脑血流动力学功能性近红外光谱与正电子发射断层扫描评估轻度认知障碍与阿尔茨海默病的相关性：一项探索性研究
本研究通过对轻度认知障碍 (MCI) 和阿尔茨海默病 (AD) 患者中 fNIRS 与正电子发射断层扫描 (PET) 和磁共振成像 (MRI) 检测到的血流动力学激活进行比较分析，探讨功能性近红外光谱 (fNIRS) 的实用性。参与者被分为四组：主观记忆障碍 (SMI)、遗忘型 MCI (aMCI)、非遗忘型 MCI (naMCI) 和 AD 组。我们使用商用无线连续波 NIRS 系统记录语义言语流畅性任务 (SVFT) 期间的血流动力学反应。分析了各组神经影像学评估参数之间的相关性。基于兴趣区域的比较显示，四组在双侧背外侧前额叶皮质 (DLPFC) 的 SVFT 期间有显著不同的血流动力学反应。线性混合效应模型结果表明，在控制 fNIRS 信号的年龄和组别差异后，双侧 DLPFC 区域的平均 Δ HbO 2 与整体 FDG-PET 呈显著正相关。淀粉样蛋白 PET 信号往往能更好地区分 AD 组与其他组，而 fNIRS 信号往往能更好地区分 SMI 组与其他组。此外，组间比较显示，DLPFC 中的海马体积和血流动力学反应之间存在镜像模式。fNIRS 检测到的血流动力学反应与疾病进展相关的代谢和解剖变化呈显著相关性。因此，fNIRS 可被视为预测 MCI 和 AD 患者大脑血流动力学和代谢状态的筛查工具。
FMCW 激光雷达：扩展到芯片级并改进阶段...
激光雷达（光检测和测距）技术有可能彻底改变自动化系统与其环境和用户的交互方式。当今行业中的大多数激光雷达系统都依赖于脉冲（或“飞行时间”）激光雷达，而这种激光雷达在深度分辨率方面已达到极限。相干激光雷达方案，例如调频连续波 (FMCW) 激光雷达，在实现高深度分辨率方面具有显著优势，但通常过于复杂、昂贵和/或体积太大，无法在消费行业中实施。FMCW 及其近亲扫频源光学相干断层扫描 (SS-OCT) 通常针对计量应用或医疗诊断，这些系统的成本很容易超过 30,000 美元。在本论文中，我介绍了我在芯片级光学和电子元件集成方面的工作，以应用于相干激光雷达技术。首先，我将总结将通常体积庞大的 FMCW 激光雷达控制系统集成到光电芯片堆栈上的工作。芯片堆栈由一个 SOI 硅光子芯片和一个标准 CMOS 芯片组成。该芯片用于成像系统，可在 30 厘米的距离内生成深度精度低至 10 微米的 3D 图像。其次，我将总结我在实施和分析一种新的 FMCW 激光雷达信号后处理方法方面的工作，称为“多同步重采样”（MK 重采样）。这涉及非线性信号处理方案下激光相位噪声的蒙特卡罗研究，因此我将展示随机模拟和实验结果，以证明新重采样方法的优势。QS 重采样有可能提高相干成像系统的采集率、精度、信噪比和动态深度范围。
人机交互中的雷达感应
Soli 是一种用于 HCI 的新型手势感应技术，具有许多潜在用例。与电容式感应或基于视觉的感应相比，它旨在克服遮挡、照明和嵌入式感应问题。它还旨在支持 3D、距离和微动作，以实现新颖的交互形式。Soli 结合了硬件架构、信号处理、软件抽象、UX 范例和手势识别的视图，适用于嵌入式硬件和最终产品。Soli 技术与硬件无关，这意味着传感技术可以与不同的雷达芯片配合使用。事实上，该团队已经开发了两个完全集成的雷达芯片（图 1）、一个调频连续波 (FMCW) SiGe 芯片和一个直接序列扩频 (DSSS) CMOS 芯片。有四个接收 (Rx) 和两个发射 (Tx) 天线。Rx 天线间距设计用于最佳波束形成，而 Rx/Tx 间距设计用于获得隔离。雷达原型是一款定制的 57-64 GHz 雷达，配有多个窄波束喇叭天线。在 60 GHz 频段，FCC 将带宽限制为 7 GHz（40 至 82 dBm EIRP），这导致分辨率比 Microsoft Kinect 传感器分辨率低约 2cm。如今，Soli 雷达的中心频率为 60 GHz，波长为 5mm，探测范围为 0.05 -15m，视野为 180 度。alpha 开发套件（图 2）使用 FMCW 版本，带有集成开发板，允许通过 USB 与主机连接。
高速相干光子随机记忆在持久的声波中
摘要：近年来，光子计算的显着进步突显了需要光子记忆，尤其是高速和连贯的随机记忆。应对实施光子记忆的持续挑战才能充分利用光子计算的潜力。基于刺激的布里鲁因散射的光子传声记忆是一种可能的解决方案，因为它一致地将光学信息传递到高速下的声波中。这样的光声内存具有巨大的潜力，因为它满足了高性能光随机记忆的关键要求，因为它的相干性，芯片兼容性，频率选择性和高带宽。但是，由于声波的纳秒衰减，到目前为止，迄今为止的存储时间仅限于几纳秒。在这项工作中，我们通过实验增强光声内存的固有存储时间超过1个数量级，并在存储时间为123 ns后连贯地检索光学信息。这是通过在4.2 K处高度非线性纤维中使用光声记忆来实现的，从而使内在的声子寿命增加了6倍。我们通过使用直接和双同性恋检测方案测量初始和读数光学数据脉冲来证明我们的方案能力。最后，我们分析了4.2 - 20 K范围内不同低温温度下光声记忆的动力学，并将发现与连续波测量值进行了比较。关键字：布里渊散射，光子神经形态计算，光学记忆，非线性光学，低温■简介延长的存储时间不仅对光子计算，而且对需要长声子寿命的Brillouin应用程序，例如光声过滤器，真实时延迟网络和微波光子学中的合成器。
利用螺旋等离子体开发直流加速器离子源
由于连续功率 (cw)、大电流加速器在各种应用中都是必需的，例如散裂中子源和加速器驱动的嬗变技术[1]，因此稳定、高密度等离子体源作为离子源变得越来越重要。开发能够以大电流、低发射率束流连续工作的离子源对这些高强度加速器来说是一个巨大的挑战。最近，通过满足这些要求，已经为大电流加速器开发了使用电子回旋共振 (ECR) 的微波离子源[2]。然而，这种源需要相对较强的磁场，这可能会增加发射率、尺寸和成本，以便为未来的应用开发更高电流密度和更大束流的源。螺旋模式产生了稳定的高密度等离子体，主要用于微电子等离子体处理[3]。注意到螺旋波可以在低频、低场、高密度范围内传播，螺旋等离子体源被提议作为连续波大电流、低发射率加速器的离子源[4]。为了证实螺旋等离子体的这些优良特性，构建了一个紧凑的高密度螺旋等离子体源，并研究了其特性。第二部分描述了螺旋等离子体源的实验装置和等离子体的特性。第三部分研究了螺旋等离子体的束流提取特性。通过实验和模拟，研究了在低于 5 kV 的低提取电压下，采用简单提取几何结构的束流特性。最后一节给出了结论。还提出了一种使用螺旋波的新型强流离子源设计。
脑和功能性近红外光谱的频域技术
本文回顾了频域近红外光谱 (FD-NIRS) 的基本原理，该技术依赖于强度调制光源和相位敏感光学检测，以及它在大脑中的非侵入性应用。连续波 NIRS (CW-NIRS) 的仪器更简单，数据分析更直接，几乎所有当前用于大脑 NIRS 的商用仪器都采用了 CW 技术。然而，FD-NIRS 提供的数据具有更丰富的信息内容，可以补充或超越 CW-NIRS 的功能。一个例子是 FD-NIRS 能够测量组织的绝对光学特性（吸收系数和散射系数），从而测量脑组织中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的绝对浓度。本文回顾了文献中报道的动物模型和新生儿、婴儿、儿童和成人人脑的此类光学特性和血红蛋白浓度的测量值。我们还回顾了 FD-NIRS 在功能性脑研究中的应用，这些研究侧重于脑活动的较慢血流动力学反应（时间尺度为秒）和与神经元激活相关的较快光学信号（时间尺度为 100 毫秒）。FD-NIRS 数据功能的另一个例子与强度和相位数据所具有的不同敏感度区域有关。我们报告了利用此功能来最大限度地提高非侵入性光学信号对脑组织相对于更浅表的脑外组织（头皮、颅骨等）的灵敏度的最新进展。我们认为，后一种能力是 FD-NIRS 极具吸引力的品质，它补充了绝对光学测量，并可能导致非侵入性光学传感脑领域取得重大进展。
一项关于氩离子激光的研究
Muhammad Arif bin Jalil物理系，马来西亚Teknologi Universia，81310 Johor Bahru，Johor，Malaysia，马来西亚摘要：创建的第一个连续波（CW）激光是He-ne Laser。Ali Javan和他的同事W. R. Bennet和D. R. Herriott在Maiman宣布发明了脉冲红宝石激光器后几个月透露了CW He-Ne Laser的生产。霓虹灯原子在此四级气体激光器中被氦原子激发。激光灯是由霓虹灯的原子变化产生的。波长为632.8 nm的红光。除了产生各种紫外线和IR波长外，这些激光器还可能在可见光谱中产生绿色和黄光（Javan的第一个HE-NE在IR在1152.3 nm的IR操作）。可以通过利用用于这些可能的众多可能的激光跃迁之一的高反射镜来在单个波长下以单个波长进行单个波长的输出工作。它们不是具有高功率激光的发电机。在输出光强度（功率水平上的最小抖动）和波长（模式稳定性）方面，这些激光器的极端稳定性可能是其最著名的特征之一。He-Ne激光经常用于稳定其他激光器。它们也用于应用中，例如全息图，其中模式稳定性至关重要。He-Ne激光器一直在市场上占据主导地位，直到1990年代中期为低功率用途制造，例如射程发现，扫描，光学传输，激光指针等。但是，由于成本较低，其他类型的激光器最著名的是半导体激光器似乎在最近的竞争中取得了胜利。[30]关键字：He-ne激光器，能源，增益培养基，吸收，自发发射，刺激发射。