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上海交大提出超構(gòu)透鏡粒子圖像測速技術(shù) 近日，上海交大機械與動力工程學院航空動力研究所施圣賢副教授與香港城市大學蔡定平教授課題組跨學科合作，在Advanced Materials上發(fā)表題為“Meta-lens Particle Image Velocimetry”的研究論文，提出了基于超構(gòu)透鏡的粒子圖像測速技術(shù)（Meta-lens PIV），助力先進光學診斷技術(shù)發(fā)展。論文第一作者是香港城市大學博士后劉小源和上海交大航空動力研究所博士后趙洲，通訊作者為施圣賢副教授、香港城市大學陳沐谷助理教授和蔡定平教授等。  超構(gòu)透鏡PIV技術(shù)概念圖 PIV技術(shù)作為實驗流體研究的經(jīng)典手段，在生物醫(yī)學、海洋裝備、航空航天等領(lǐng)域的科學研究和工程應用中得到了廣泛的運用。然而，傳統(tǒng)的PIV方法需要多個相機和復雜的多鏡頭系統(tǒng)，以獲取不同視角的圖像，并通過進一步分析獲得三維速度場，這使得整個系統(tǒng)變得復雜，且在實際應用中特別是受限空間等場景存在一系列的挑戰(zhàn)。 研究嘗試將光學超材料與PIV技術(shù)融合，以實現(xiàn)PIV系統(tǒng)小型化的目的。超構(gòu)透鏡是一種先進的平面光學元件，由人工制造的納米單元陣列組成。作為一種新型光學超材料，超構(gòu)透鏡可以精準操控光的波前，具備超薄、緊湊和無球差的特點，有望替代傳統(tǒng)的光學成像系統(tǒng)。研究團隊將一對超構(gòu)透鏡刻蝕在0.5mm厚的藍寶石基板上，并將其集成到CMOS傳感器中，構(gòu)建了緊湊的雙目超構(gòu)透鏡相機。這種雙目超構(gòu)透鏡的重量僅為116毫克，遠遠輕于商用鏡頭。通過使用雙目超構(gòu)透鏡拍攝粒子圖像，可以獲得精確的三維速度場數(shù)據(jù)。研究團隊通過雷諾數(shù)為2000的渦環(huán)實驗驗證了基于超構(gòu)透鏡的粒子圖像測速技術(shù)，渦環(huán)直徑的測量誤差僅約為1.25%。  (a) 雙目超構(gòu)透鏡相機 (b) 雙目超構(gòu)透鏡 (c) 實驗系統(tǒng) (d) 粒子圖像 研究團隊通過光學超材料設計及制備方法，形成超薄、極輕、無球差的超構(gòu)透鏡，并利用其替換傳統(tǒng)鏡頭，直接與CMOS芯片集成，構(gòu)建緊湊的雙目超構(gòu)透鏡PIV系統(tǒng)，展示了PIV技術(shù)小型化、輕便部署的發(fā)展趨勢。 研究將先進微納光學技術(shù)與傳統(tǒng)流場診斷技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的實驗流體測試工具煥發(fā)新的活力，并針對便攜易用、受限空間等測量場景，拓展了PIV技術(shù)和光學超材料技術(shù)的應用潛力，為PIV技術(shù)的小型化和低功耗等方面的應用研究提供了新的思路。 研究工作得到了國家自然科學基金面上項目和青年項目，以及中央高�；究蒲袑ｍ椯Y金的資助。 論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202310134 |
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譚健 2024-01-01 13:13上海交大提出超構(gòu)透鏡粒子圖像測速技術(shù)
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phisfor 2024-01-02 07:13上海交大提出超構(gòu)透鏡粒子圖像測速技術(shù)
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cufgr 2024-01-02 08:14研究將先進微納光學技術(shù)與傳統(tǒng)流場診斷技術(shù)相結(jié)合，使傳統(tǒng)的實驗流體測試工具煥發(fā)新的活力，并針對便攜易用、受限空間等測量場景，拓展了PIV技術(shù)和光學超材料技術(shù)的應用潛力，為PIV技術(shù)的小型化和低功耗等方面的應用研究提供了新的思路。
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qyzyq37jason618 2024-01-02 08:15PIV技術(shù)作為實驗流體研究的經(jīng)典手段，在生物醫(yī)學、海洋裝備、航空航天等領(lǐng)域的科學研究和工程應用中得到了廣泛的運用。然而，傳統(tǒng)的PIV方法需要多個相機和復雜的多鏡頭系統(tǒng)，以獲取不同視角的圖像，并通過進一步分析獲得三維速度場，這使得整個系統(tǒng)變得復雜，且在實際應用中特別是受限空間等場景存在一系列的挑戰(zhàn)。
研究嘗試將光學超材料與PIV技術(shù)融合，以實現(xiàn)PIV系統(tǒng)小型化的目的。超構(gòu)透鏡是一種先進的平面光學元件，由人工制造的納米單元陣列組成。作為一種新型光學超材料，超構(gòu)透鏡可以精準操控光的波前，具備超薄、緊湊和無球差的特點，有望替代傳統(tǒng)的光學成像系統(tǒng)。研究團隊將一對超構(gòu)透鏡刻蝕在0.5mm厚的藍寶石基板上，并將其集成到CMOS傳感器中，構(gòu)建了緊湊的雙目超構(gòu)透鏡相機。這種雙目超構(gòu)透鏡的重量僅為116毫克，遠遠輕于商用鏡頭。通過使用雙目超構(gòu)透鏡拍攝粒子圖像，可以獲得精確的三維速度場數(shù)據(jù)。研究團隊通過雷諾數(shù)為2000的渦環(huán)實驗驗證了基于超構(gòu)透鏡的粒子圖像測速技術(shù)，渦環(huán)直徑的測量誤差僅約為1.25%。
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譚健 2024-01-02 08:16PIV技術(shù)的廣泛運用
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雨后無文 2024-01-02 08:23上海交大提出超構(gòu)透鏡粒子圖像測速技術(shù)
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jabil 2024-01-02 08:38Extensive use of PIV technology
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redplum 2024-01-02 08:56高新技術(shù)
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likaihit 2024-01-02 08:58非常神奇啊
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牛開心 2024-01-02 09:07研究團隊通過光學超材料設計及制備方法，形成超薄、極輕、無球差的超構(gòu)透鏡，并利用其替換傳統(tǒng)鏡頭，直接與CMOS芯片集成，構(gòu)建緊湊的雙目超構(gòu)透鏡PIV系統(tǒng)，展示了PIV技術(shù)小型化、輕便部署的發(fā)展趨勢。