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万深PhenoGA植物表型分析测量仪
产品详细介绍一、概述:基因型、表型和环境是遗传学研究的铁三角。表型(性状)是基因型和环境共同作用结果,而基因型与表型之间有着多重关系。研究者用测序和基因组重测序来评估等位基因差异定位数量性状等已变得很普遍,但其需大量性状数据来佐证。然而这类分析测量的结果受人员、工具和环境等的干扰很大,还会损伤到植物。故迫切需要高效、准确的万深PhenoGA植物表型分析测量仪来做可视化的精确数据分析和表型测试,如测试对压力和环境因素的表型反应、生态毒理学测试或萌发测定、遗传育种研究、突变株筛选、植物形态建模、生长研究等。二、主要性能指标:1、万深PhenoGA植物表型分析测量仪是顶视+侧视版本,由顶视+侧视的超大变焦镜头自动对焦1500万像素以上的佳能EOS单反相机直联电脑获取植物顶视和侧视的RGB彩色图,并做自动分析;由顶部的主动红外双目3D相机(点云密度512*424像素)来获取植物冠层的3D景深伪彩色图和可转换视角的3D重建伪彩色图。2、可获得植物在不同生长阶段的表型数据主要有:植株高(测量误差≤±1.5mm)、投影叶面积及其差异值、投影叶片长和卷曲度、叶片数量(自动计数+鼠标个别修正)、叶冠层的3D构型数据(叶冠直径、叶冠层面积、叶冠层占空比、叶片分布和密度、叶冠层对称性等,冠层尺寸的测量误差≤±2mm)、植物株形、精准的茎叶夹角(真实夹角重复测量误差≤±1.0°)、节间长度及其空间体积估算值、植株高和叶冠层随时间改变的相对生长速率、叶色平均值(具有叶片颜色自动矫正特性,可按英国皇家园林协会RHS比色卡2015版来自动比色)及其对表征的贡献评估等。具有分析特性表述如下:1)常规分析:投影叶面积及其动态变化,外周长,外接圆直径及面积,拟合椭圆主副轴及偏角,凸包内径、面积及周长,植株高、宽,最小外接矩形长、宽,植株紧实度。2)颜色分析:RGB、LAB颜色值,具有叶片颜色自动矫正特性,可按英国皇家园林协会RHS比色卡2015版来自动比色。3)骨架分析:骨架长度,端点数(叶片数),分叉数(分枝数、分节数),茎叶夹角等。4)玉米株形分析:叶片数,叶片长、宽,叶片弯曲度,叶片投影面积,茎秆分节数,分节长、粗,叶片颜色等。5)生长分析:植株绝对生长、相对生长曲线,相对生长趋势。6)根系分析:根长,根粗,根尖数等(根粗>1mm)。7)考种分析:种粒数,种粒面积,种粒长、宽(种粒直径>5mm,不粘连)。8)其它:不同生长时期自动批量化处理分析,多植株网格分析,直线、角度等几何测量,各测量结果可编辑修正。3、可接入条码枪来自动刷入样品编号,具有按条码标识跟踪分析的特性。图像分析方式和耗时:自动分析(约1个样品 /分钟)+鼠标指示测量或修正。标配成像分析的植株高可达100cm(茎秆基部距顶部3D相机约135cm,植株距侧面拍摄仪约100cm)、叶冠幅可达100cm*80cm(拍摄箱外尺寸160cm高*120cm长*80cm宽)。各项分析数据和标记图片可导出。三、标配供货清单:1、超大变焦镜头自动对焦1500万像素以上的佳能EOS单反相机  2套2、主动红外双目3D相机及适配器  1套3、单反相机拍摄支架 1套4、含光源的拍摄箱(标配尺寸160cm高*120cm长*80cm宽)  1套5、万深PhenoGA植物表型分析测量仪软件及软件锁  1套6、叶色色彩矫正板和尺寸自动标定板1付7、手持式条形码阅读器 1付8、超薄背光灯板  1付注:可定制到250cm高*120cm长*120cm宽的拍摄箱或定制便携式的野外田间顶视版的分析检测仪。若加配万深SC-G自动考种仪、RootGA根系动态生长监测分析仪等,还可分析种子形态、果实外观品质、花形和花色、植株根系的胁迫响应等。推荐选配电脑:酷睿i5 CPU / 8G内存/ 256G硬盘 / 23”彩显/无线网卡,2个USB3.0和3个USB2.0口,Windows 完整专业版或旗舰版
杭州万深检测科技有限公司 2021-08-23
植物表型成像分析系统(植物自动传送版)
产品详细介绍 PlantScreen植物表型成像分析系统(植物自动传送版)   PlantScreen植物表型成像系统由捷克PSI公司研制生产,整合了LED植物智能培养、自动化控制系统、叶绿素荧光成像测量分析、植物热成像分析、植物近红外成像分析、植物高光谱分析、自动条码识别管理、RGB真彩3D成像、自动称重与浇灌系统等多项先进技术,以最优化的方式实现大量植物样品——从拟南芥、玉米到各种其它植物的全方位生理生态与形态结构成像分析,用于高通量植物表型成像分析测量、植物胁迫响应成像分析测量、植物生长分析测量、生态毒理学研究、性状识别及植物生理生态分析研究等。作为全球第一家研制生产植物叶绿素荧光成像系统的厂家,PSI公司在植物表型成像分析领域处于全球的技术前列,大面积叶绿素荧光成像分析功能使PlantScreen成为植物表型分析与功能成像分析的最为先进的仪器设备,使植物生长、胁迫响应等测量参数达100多个。 左图为整套PlantScreen系统,中图为成像室,右图为成像室中的玉米 PlantScreen系统包括如下成像分析功能:   1. 叶绿素荧光成像分析:单幅成像面积35x35cm,成像测量参数包括Fo, Fm, Fv, Fo’, Fm’, Fv’, Ft, Fv/Fm, Fv’/Fm’, Phi_PSII, NPQ, qN, qP, Rfd等几十个叶绿素荧光参数 2. RGB成像分析:成像测量参数包括: 1) 叶面积(Leaf Area: Useful for monitoring growth rate) 2) 植物紧实度/紧密度(Solidity/Compactness. Ratio between the area covered by the plant’s convex hull and the area covered by the actual plant)   3) 叶片周长(Leaf Perimeter: Particularly useful for the basic leaf shape and width evaluation (combined with leaf area)) 4) 偏心率(Eccentricity: Plant shape estimation, scalar number, eccentricity of the ellipse with same second moments as the plant (0...circle, 1...line segment)) 5) 叶圆度(Roundness: Based on evaluating the ratio between leaf area and perimeter. Gives information about leaf roundness) 6) 叶宽指数(Medium Leaf Width Index: Leaf area proportional to the plant skeleton (i.e. reduction of the leaf to line segment)) 7) 叶片细长度SOL (Slenderness of Leaves) 8) 植物圆直径(Circle Diameter. Diameter of a circle with the same area as the plant) 9) 凸包面积(Convex Hull Area. Useful for compactness evaluation)   10) 植物质心(Centroid. Center of the plant mass position (particularly useful for the eccentricity evaluation)) 11) 节间距(Internodal Distances) 12) 生长高度(Growth Height) 13) 植物三维最大高度和宽度(Maximum Height and Width of Plant in 3 Dimensions) 14) 相对生长速率(Relative growth rate) 15) 叶倾角(Leaf Angle) 16) 节叶片数量(Leaf Number at Nodes) 17) 其它参数如用于植物适合度估算的颜色定量分级、绿度指数(Other parameters such as color segmentation for plant fitness evaluation, greening index and others) 3. 高光谱成像分析(选配),可成像并分析如下参数: 1) 归一化指数(Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)) 2) 简单比值指数(Simple Ratio Index, Equation: SR = RNIR / RRED) 3) 改进的叶绿素吸收反射指数(Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI1), ?Equation: MCARI1 = 1.2 * [2.5 * (R790- R670) - 1.3 * (R790- R550)]) 4) 最优化土壤调整植被指数(Optimized Soil-Adjusted Vegetation Index (OSAVI)?, Equation: OSAVI = (1 + 0.16) * (R790- R670) / (R790- R670 + 0.16)) 5) 绿度指数(Greenness Index (G), Equation: G = R554 / R677) 6) 改进的叶绿素吸收反射指数(Modified Chlorophyll Absorption in Reflectance Index (MCARI), ?Equation: MCARI = [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550)] * (R700/ R670)) 7) 转换类胡罗卜素指数(Transformed CAR Index (TCARI)?, Equation: TSARI = 3 * [(R700- R670) - 0.2 * (R700- R550) * (R700/ R670)]) 8) 三角植被指数(Triangular Vegetation Index (TVI)?, ?Equation: TVI = 0.5 * [120 * (R750- R550) - 200 * (R670- R550)]) 9) ZMI指数(Zarco-Tejada & Miller Index (ZMI), Equation: ZMI = R750 / R710) 10) 简单比值色素指数(Simple Ratio Pigment Index (SRPI), Equation: SRPI = R430 / R680) 11) 归一化脱镁作用指数(Normalized Phaeophytinization Index (NPQI), Equation: NPQI = (R415- R435) / (R415+ R435)) 12) 光化学植被反射指数(Photochemical Reflectance Index (PRI), Equation: PRI = (R531- R570) / (R531+ R570)) 13) 归一化叶绿素指数(Normalized Pigment Chlorophyll Index (NPCI), NPCI = (R680- R430) / (R680+ R430)) 14) Carter指数(Carter Indices?, Equation: Ctr1 = R695 / R420; Ctr2 = R695 / R760) 15) Lichtenthaler指数(Lichtenthaler Indices?, Equation: Lic1 = (R790 - R680) / (R790 + R680); Lic2 = R440 / R690) 16) SIPI指数(Structure Intensive Pigment Index (SIPI), Equation: SIPI = (R790- R450) / (R790+ R650)) 17) Gitelson-Merzlyak指数(Gitelson and Merzlyak Indices?, ?Equation: GM1 = R750/ R550; GM2 = R750/ R700)   4. 热成像分析(选配):用于成像分析植物在光辐射情况下的二维发热分布,良好的散热可以使植物耐受较长时间的高光辐射或低水条件(干旱) 5. 近红外成像分析(选配):用于观测分析植物的水分状态及其在不同组织间的分布变异,处于良好浇灌状态的植物表现出对近红外光谱的高吸收性,而处于干旱状态的植物则表现出对近红外光谱的高反射性,通过分析软件可以监测分析从干旱胁迫到再浇灌过程中的整个过程动态及植物对干旱胁迫的响应和水分利用效率,并形成假彩图像,可以与植物的形态指数及叶绿素荧光指数进行相关分析研究。   系统配置与工作原理:   整套系统由自动化植物传送系统、光适应室、RGB成像、FluorCam叶绿素荧光成像、高光谱成像、植物热成像、植物近红外成像、自动浇灌施肥与称重系统、植物标识系统等组成,光适应室内的植物可由传送带传送到成像室进行成像分析等。   技术指标:   1. 自动装载与卸载植物样品,通过条形码或RFID标签识别跟踪样品 2. 光适应室:用于光照适应或植物培养,LED光源光照强度达1000μmol/m2.s,无热效应,强度0-100%可调,可通过实验程序预设光照周期变化,可选配通用型或专用型如水稻生长观测室等,还可选配三维扫瞄成像分析功能(包括XYZ三维扫瞄成像系统和软件) 3. 标配托盘架30x30cm,用于安放盆栽植物或可以盛放多个小花盆的托盘 4. 自动传送系统由光适应室到成像室形成一个环形传送通道,传送带采用具变速器的三相异步马达,200-1000W,传送带宽320mm,负载力130kg,速度9m/min 5. 移动控制系统中央处理单元:CJ2M-CPU33;数字I/O:最大2560点;PLC通讯:通过以太网100Mb/s高端PC;OMRON MECHATROLINK-II 最大16轴精确定位 6. 植物成像测量室:150cm(长)x150cm(宽)x220cm(高),与环境光隔离(light-isolated),快速自动开启关闭门,开启关闭周期小于3秒,传送带入口具光幕传感系统、条码识别器和RFID读取器 7. RFID读取器辨识距离:2-20cm;通讯:RS485;条码识别器可读取1维、2维和QR码,具LED光源便于弱光下辨识,RS485通讯 8. F3EM2光幕系统,精确测量植物高度和宽度以便进入成像测量室后摄像头自动精确定位,测量范围150cm,分辨率5mm 9. 叶绿素荧光成像:包括光隔离成像室、自动开启与关闭门、传送带、PLC控制自动上下移动聚焦系统、4个LED光源板、8位绿波轮等,单幅成像面积35x35cm,测量光橙色620nm,橙色和白色双波长光化学光,饱和光闪为白色或蓝色 10. 自动灌溉与称重,可同时对5个植物种植盆进行浇灌和称重,精确度±1g;称重后精确浇灌,可通过实验程序(protocol)预设浇灌过程(regime)或干旱胁迫状态,还可选配营养供给系统随浇灌定量供给植物营养(如氮肥等);称重前自动零校准,还可通过已知重量(如砝码)物品自动进行再校准;防护级别:IP66 11. 称重系统由4个称重单元组成,安全承载限:150% Ln;温度补偿:-10-40°C,标配测量范围7kg,可选配10kg、15kg或20kg 12. RGB成像:顶部和侧面三维成像(3个摄像头),每个摄像头各自拥有独立的控制面盘以设置曝光时间、增益、白平衡等,通过控制面盘的快照键可即时拍照并显示分辨率等信息,还可通过自动模式自动成像并存储至数据库,每次扫瞄成像时间小于10秒 13. RGB成像系统包括成像室(光隔离)、传送带及位置传感器、3个摄像头、光源及成像分析软件,标配成像范围150cm(长)x150cm(宽)x150cm(高),LED冷白光源(不对植物产生热效应) 14. 标配USB以太网摄像头,有效像素4008x2672,像素大小9.0μm,比特分辨率12比特,光量子效率:蓝光峰值465nm,绿色峰值540nm,红色峰值610nm;28mm光学镜头,口径43.2mm,光圈范围2.8-F16 15. NIR近红外成像单元:可成像采集1450-1600nm水吸收波段,以反映植物水分状况,在供水充沛情况下表现出高NIR吸收值,干旱胁迫情况下则表现出高NIR反射,NIR假彩色成像可以通过软件反映和分析植物水分状况 16. 高光谱成像单元包括光隔离成像测量室、自动开启关闭门、传送带、PLC控制自动移动聚焦镜头包括SWIR和VNIR镜头、光源、成像分析系统等,VNIR镜头波段380nm-1000nm,光圈F/0.2,缝隙宽度25μm,缝隙长度18mm,帧速12-236 fps;SWIR镜头波段900-2500nm,光圈F/0.2,缝隙宽度25μm,缝隙长度18mm,帧速60或100 fps,视野150x100cm 17. 用户可通过实验程序选择SWIR成像、VNIR成像或两个镜头全波段成像,每个镜头成像时间分别为15秒 18. 热成像单元:分辨率640x480像素,温度范围20-120°C,灵敏度NETD<0.05°C@30°C/50mK,成像面积可达150x150cm 19. 可选配人工气候室,植物生长面积9.5m2,生长高度2.0m,温度稳定性±1°C,430nm-730nm白色和IR LED 光源,1000μmol/m2/s(距离植物100cm高度的光强),可预设自动光照周期动态, 20. 系统控制与数据采集分析系统: Ø 用户友好的图形界面 Ø 用户定义、可编辑自动测量程序(protocols) Ø MySQL数据库管理系统,可以处理拥有上千万条记录的大型数据库,支持多种存储引擎,相关数据自动存储于数据库中的不同表中 Ø 植物编码注册功能:包括植物识别码、所在托盘的识别码等存储在数据库中,测量时自动提取自动读取条形码或RFID标签 Ø 触摸屏操作界面,在线显示植物托盘数量、光线强度、分析测量状态及结果等,轻松通过软件完全控制所有的机械部件和成像工作站 Ø 可用默认程序进行所有测量,也可通过开发工具创建自定义的工作过程,或者手动操作LED光源开启或关闭、RGB扫面成像、叶绿素荧光成像、称重及浇灌等 Ø 实验程序(Protocols)具备起始键、终止键、暂停键 Ø 可根据实验需求自动控制植物样品的移动和单一成像站的激活 Ø 可提供3个相机视角的RGB数字生长分析,包含阈值分析和颜色分析 Ø 对于叶绿素荧光成像图片,软件可批量进行淬灭参数分析,包含了在背景去除图像上用户感兴趣区域和像素值的平均。分析数据以原始图像和分析数据的形式存储在数据库中。 Ø 对FIR热成像图,16位图可直接导出到MATLAB或通过软件生成温度分布的假彩图像。   部分用户:   1. 国际水稻研究所(菲律宾)The International Rice Research Institute, Los Banos Philippines  2. 澳大利亚联邦科学与工业研究组织植物表型组学中心The CSIRO Plant Phenomics Center, Canberra, Australia  3. 澳大利亚国立大学The Australian National University, Canberra. Australia  4. 孟山都公司(美国)Monsanto Corporation, St. Louis, USA.  5. 杜邦先锋国际良种公司Pioneer-Dupont, Des Moines, Iowa  6. 巴斯夫公司Metanomics(柏林)Metanomics (BASF), Berlin, GDR  7. 巴斯夫公司CropDesign(比利时)CropDesign (BASF), Nevele, Belgium  8. 美国合成基因公司Synthetic Genomics, La Jolla, USA  9. Palacky 大学Palacky University Olomouc, Czech Republic 10. Masaryk 大学Masaryk University Brno, Czech Republic   产地:欧洲    
北京易科泰生态技术有限公司 2021-08-23
智能型心理仪器数据分析软件
产品详细介绍
华东师范大学科教仪器厂 2021-08-23
经济型原装进口分析天平
产品详细介绍    快速2秒稳定 可拆装大型防静电弧形防风罩 精巧外型设计:198 mm × 294 mm  旋转滑动门设计,宽敞的称量空间  内置校准砝码,自动自校准(HR-AZ)  高清晰背光源液晶显示  14种称重单位,内含一用户自编程的称量单位  GLP/GMP/GCP/ISO格式  ACAI自动计数精度提高功能  百分比功能  自动环境调节功能&保持功能  统计计数功能  带蜂鸣器比较输出  自动开关机功能  下挂钩功能  密度测量功能  内置可充电电池(选配) 外部输入/输出RS-232C接口USB接口(选配)带Win-Plus的以太网接口(选配) 选配件HRA-02 USB接口HRA-08 带Win-Plus的以太网接口HRA-09 可充电电池* 注意:HRA-02,HRA-08以及HRA-09三者不能同时使用。 规格说明  
广州艾安得仪器有限公司 2021-08-23
机械手自动制样及在线分析
优势 1、为了实现取制样工艺要求,多台机械手可不分地点、不分场合进行自由组合; 2、功能强、解决了制约传统取制样系统的弊端; 3、设备布置简单、灵活性高; 4、安全性好、工作效率高,节省人员; 5、软件编制灵活性好、多样性强,实现友善的人机对话; 6、一次性投入成本低,投入产出比高; 7、减少人为因素的影响,提高样品质量; 8、具有发展潜力,系统改进性强,可随时对应系统的改造。 工艺设备布置 任何工艺中所要求的设备都可以布置在机械手系统中,最大限度的发挥设备潜能,实现设备的最有效利用。可完成粉矿、块矿、球团矿等多种矿种的粒度组成分析,不受粒度组成及水分含量的影响。可制备所需要的各种水分样品及化学分析样品并进行在线分析。可进行在线水分分析、热失重分析、各种化学元素含量分析并及时统计分析检验结果。 简单可靠的熔样系统及原料添加系统是样品制备的必要保证,我们提供的设备充分体现了样品制备过程中所需要的可靠、快捷、安全及正确性。 系统运行与设备维护 由于我们的设备经历了充分的实践检验,通过实际运用,使系统、设备更加适合多种工况的要求,设备布局合理、紧凑,以及集成化、标准化、模块化结构使设备维护维修更加简捷、方便。
青岛海亿特机电科技发展有限公司 2021-09-13
ES系列分析天平/半微量天平
天津市德安特传感技术有限公司 2022-08-05
实验动物成像仪 小鼠核磁共振成像仪
产品详细介绍产品简介:   纽迈科技推出的小鼠核磁共振成像仪能提供给您独特对比信息,准确而直观的反映活体动物内部情况,现MRI设备已广泛应用于生命科学领域。活体小动物磁共振成像仪是一款功能强大,无损伤性的成像分析仪,帮助您了解实验对象体内结构及各组织对比信息。该设备使用永磁体,维护成本低,性能优越,适合于生命科学相关领域科研应用。技术指标:1、磁体类型:永磁体;2、磁场强度:0.5±0.08T,仪器主频率:21.3MHz;3、探头线圈直径:40mm;应用解决方案:1、头部肿瘤类动物模型研究2、头部血栓、脑梗等动物模型研究 3、肝部肿瘤、脂肪肝、其它肝部疾病研究 4、皮下肿瘤研究5、靶向药物(纳米生物材料、MRI造影剂)研究6、肿瘤研究7、心血管疾病研究8、基于磁共振造影剂的靶向研究9、病理研究,肥胖研究10、胚胎发育研究11、肾脏研12、磁共振造影剂研究应用案例一:小鼠皮下肿瘤造影成像应用案例二:小鼠多层成像应用案例二:磁共振造影剂研究注:仪器外观如有变动,以产品技术资料为准。
上海纽迈电子科技有限公司 2021-08-23
供应光纤光谱仪/微型光谱仪//长春博盛量子
产品详细介绍 光纤光谱仪产品名称: Maya2000-Pro产品名称: S1024 高井深光谱仪产品名称: QE65000科研级的光谱仪 产品名称: NIR-256 温度可调的近红外(NIR)光谱仪 产品名称: NIR-512 温度可调的近红外(NIR)光谱仪 产品名称: HR4000高分辨率光谱仪 产品名称: HR2000+高分辨率光谱仪 产品名称: USB4000微型光谱仪特点• 5种触发方式• 响应波长200-1100nm• 10µs积分时间• 光学分辨率(FWHM可达0.02nm) • 电子快门可以防止饱和 • 量子效率高达90% • 更高的系统灵敏度 • 优异的紫外光响应能力 • 满足低亮度级别应用的条件• 板载微控器 • 即插即用USB • 光学平台 • 安装和使用手册 • 采用附件 • 规格应用范围:适用于激光及环境检测、成分分析等各种测量,而且小巧方便,价格较国内的许多光学仪器都非常的低廉,可以看做是一款近民用的光学仪器,非常适用于科学研究已经广泛的应用在全国的各大院校当中
长春博盛量子科技有限公司 2021-08-23
基于相变材料的片上光电存算一体化器件的研发
现阶段所设计的存算一体器件单元结构如图 1 所示: 器件的基本结构由波导和功能层(由下到上分为加热层、电极层、保护层、相变材料(硫系化合物)层)所构成。拟通过在当前流行的绝缘层上硅(SOI)光子平台上集成四氮化三硅光波导的方式实现器件的光学读取功能,即在非常厚的硅衬底层上生长一层绝缘层二氧化硅和波导层,然后在基片上通过光刻、显影、刻蚀等工艺制备四氮化三硅波导。功能层主要用于实现器件的电学写入功能。加热器层的主要用途是与相变材料层形成电接触,通过较小的接触面积使接触处的热量集中,从而可以在较小的电压或电流下使相变材料发生相变。因此需要加热器层具备较好的导热和导电性能,同时在近 C 波段具有较低的光损耗,可采用石墨烯。电极层可用于提供相变材料器件单元所需要的编程电脉冲。当前拟采用硒掺杂的相变材料合金(如 GSST)作为器件的核心功能层的相变材料。该材料在通信/非通信波段显示了极低的光损耗和更高的品质因数,且相变前后在通信 C 波段具有足够大的光学常数反差,可在更恶劣的高温环境下进行操作,适用于硅基光子器件应用。 采用的主要技术手段包括: ① 依托于相变材料的电致和光致相变特性,通过电学编程、光学读取的方法实现器件的存储、算术运算和逻辑运算功能:  存储功能的实现:拟利用相变材料晶态低透过率和非晶态高透过率分别代表二进制中的‘1’和‘0’,实现数据存储(编程)功能。例如在电极两端施加合适的电脉冲,所产生电流流经加热层时,生成的热量主要集中在加热层和相变材料层接触处,使得接触处的相变材料发生相变,实现存储功能。在完成上述编程操作后,从器件波导输入端输入读取连续光。由于相变材料功能层对光强的吸收能力在编程和非编程区域间存在着显著的差异,因此当输入光经过波导后,其能量会因为相变材料编程区域的吸收而发生改变,进而显著改变输出光强能量。所以通过测量输入输出光强的能量之比(即透过率),可实现对先前编程区域的读取。  算术和逻辑功能的实现:通过调整编程电脉冲的幅度和宽度可以动态调控相变材料的相变程度,使得器件的中间透过率值可用于代表不同的数值,实现多级存储功能。所以拟采用输入脉冲数量对应加数的方法实现标量加法计算。同时由于所设计器件的读取连续光输出功率可视为读取连续光输入功率和器件透过率的乘积,因此可采用将输入功率和透过率作为被乘数和乘数的方法实现基本乘法运算。除此之外还可以将器件功能层的初始状态设置为非晶相,把晶化脉冲幅值和不足以产生晶化的脉冲幅值分别作为输入逻辑‘1’和‘0’;同时设定一个判定阈值并与编程后器件透过率的变化率进行对比,把高于和低于阈值的透过率变化率分别作为输出逻辑 ‘1’和‘0’;通过合理选择编程脉冲有望实现各种逻辑功能输出。 ② 基于器件透射率可调特性验证其实现神经突触的可行性。并依托所设计人工突触构建人工神经网络芯片,实现图像、语音和文本识别功能:  突触可塑性是大脑记忆和学习的神经生物学基础,也是人工类脑器件需要实现的首要功能。为实现突触可塑性,拟把相变材料和波导之间的耦合区域视为仿生神经突触,左右两端电极分别代表突触前和突触后,分别施加在两端电极上的电脉冲则作为突触前和突触后刺激。通过调节从左右两端电极输入耦合区域的电脉冲时间差对耦合区域的光透过率进行连续调控,进而依托于上述存算理论模型和实物器件仿真和实验实现仿生神经突触的脉冲时序依赖可塑性(Spike-Timing-Dependent-Plasticity, STDP)。  将不同波长的光脉冲序列输入所设计的突触单元, 经过相变材料的作用,脉冲强度发生变化,对应于乘法器。进而借助于微环结构,将不同波长的脉冲导入进同一波导中,该功能类似加法器。相加后的脉冲光强较小时,读取光与微环发生共振,在输出端口没有光强输出。当光强达到一定的阈值后,读取信号不再和微环发生共振,而是传播到输出端口。这一过程类似神经元脉冲信号的激发,实现了非线性激活函数的功能。利用上述的单个神经元结构,验证其监督式机器学习和非监督式机器学习。对于监督式机器学习,权重的数值通过外部管理器设置;对于非监督式机器学习,不再需要外部管理器来设置权重值,而是通过输出光脉冲进行反馈控制,调整权重值。在单个神经元结构的基础上,更复杂的光学脉冲神经网络结构,证明该结构的可扩展性。拟设计的神经网络中的每一层结构包括三个功能单元,即收集器、分发器和神经突触结构。收集器将上一层不同波长的光脉冲信号收集到同一根波导中,分发器将光脉冲分发给多个神经元,神经突触结构则产生光脉冲信号,输入给下一层结构。基于上述结构实现图片、语音和文本的识别。 创新性分析:①首次研究了一款基于“电学编程、光学读取”模式的光电混合存算一体化器件。与传统电学存算一体化器件相比,拟研发的器件可以进行长距离的信息传输,具有传输带宽高、信号间延迟低、损耗低、抗干扰、集成密度高等优点。②采用硒(Se)掺杂的相变材料作为存算一体化器件的核心功能材料。与采用其他相变材料的存算一体器件相比,以硒参杂的相变材料作为功能材料的存算一体器件有望展现出极低的光损耗。③提出了一种基于“电学脉冲刺激、光学权重调节”的人工神经突触。该突触器件有望成为未来通用型人工神经突触,填补了光电混合型人工突触的技术空白。 先进性分析:①所提出的光电混合工作模式使得该存算一体化器件不但具有传统集成电路的高密度特性,且兼具光通信技术的宽频带、低延迟、抗干扰的优越性能。②所采用硒参杂的相变材料不但继承了传统材料具有的快速相变转化速度、低功耗和稳定性强等特性,且本身在通信波段非晶态透明的同时还保持了相变前后足够大的光学性能差异的特点。③所设计的突触继承了人工电子突触和全光突触的优点,具有高集成度、低功耗、超快响应时间、稳定性强等优点。 独占性分析:根据已取得成果正在撰写专利,以获得该关键技术的独有权。 
南京邮电大学 2021-05-11
面向应用的高效有机太阳能电池关键材料与器件制备研究
项目成果/简介:作为一种新的太阳能电池电池技术,有机太阳能电池具有低成本、柔性、半透明、可大面积溶液印刷等优点;在应用方面,可与当前基于硅等的无机太阳能电池形成优势互补。特别指出的是,与钙钛矿太阳能电池相比,有机太阳能电池还具有环境友好的优点,在使用过程中以及使用后处理方面不会产生重金属污染,其所使用的少量有机材料都是可降解的有机染料类化合物。效率、成本和稳定性是所以太阳能电池能否应用的关键要素。有机太阳能的效率目前和其它最好的太阳能电池之间的差距正在迅速缩小,目前我们实验室已经获得超过 1515%的效率,是有机太阳能电池领域世界最高效率;成本方面,OPV具有巨大优势,有机材料分子结构多样性,成本低廉;寿命方面,因成本低廉,产业界对有机太阳能电池寿命的要求不如无机太阳能电池,10 年左右的寿命可以完全满足商业化应用,已有研究表明,OPV 寿命达到 5-7 年没有问题,随着研究深入,提高的 10 年以上会很快实现。 本项目围绕有机太阳能电池的关键材料开展系统研究,1)提出了新的材料设计理念,发展了系列具有独立自主知识产权的活性层材料;2)发展了成熟的高效率有机太阳能电池制备工艺技术,制备了系列高效率有机太阳能电池光伏器件,不断刷新领域内最高太阳能电池光电转化效率;3)制备了低成本、可溶液印刷柔性的透明电极,应用于有机太阳能电池,获得了与目前常规透明电极,如 ITO,完全相当性能。应用范围:目前有机太阳能电池正处在从实验室走向实际应用的黎明阶段,因其优点和特点,在可穿戴设备、建筑一体化等领域将会产生巨大的需求市场。当前国内外多家实验室已开展完全面向实际应用的研究开发,随着研究的不断深入,有机太阳能电池的商品化生产应用将会很快实现。效益分析:1. 具有完全自主知识产权的高效有机太阳能电池活性层材料,且合成简单,成本低; 2. 具有成熟的高效有机太阳能电池制备工艺; 3. 具有自主知识产权的低成本、高性能柔性透明电极,不仅完全适用有机太阳能电池,亦可广泛应用了其它相关领域。
南开大学 2021-04-11
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