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[发明专利]基于超颖表面的单像素成像密匙的全息加密方法-CN202210729591.0有效
发明人：黄玲玲;闫景逍;李昕;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-06-24 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： H04N1/32 文献下载
摘要：本发明公开的基于超颖表面的单像素成像密匙的全息加密方法，属于微纳光学、全息复用和光学加密应用技术领域。为了获得再现图像所对应的计算机生成的振幅全息图，本发明使用相位恢复算法来获得物体在全息图上的光场相位分布，再对生成的相位分布进行二值化得到相对应的振幅分布。另外，为了获得单像素成像中目标物体的重建图像，将计算机生成的振幅全息图作为单像素成像系统中的调制掩膜，通过平移迭代的方式产生满足重建条件的掩膜图案，并收集调制后对应光场的总振幅强度，再使用单像素成像算法来获得目标物体的重建图像。并将单像素成像的重建图像作为超颖表面全息术的寻址密匙，以实现具备防伪功能、高安全性和大明文覆盖范围的光学加密。
基于表面像素成像全息加密方法

[发明专利]一种基于抛物线相位超表面的频率色散器件-CN202210799469.0有效
发明人：黄玲玲;陈屿丰;赵睿哲;李晓炜;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-07-06 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G02B1/00 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于抛物线相位超表面的频率色散器件，属于微纳光学、频率色散调控、光谱分析领域。本发明能够在可见光宽波段内，基于贝里相位对超表面相位调制，在超表面形成抛物线型相位分布，实现对入射光的色散和聚焦，光经超表面器件作用后聚焦的焦距与波长成反比例关系。超表面所采用的矩形柱超颖原子结构便于贝里相位对超表面相位调制，且组成超表面的每个超颖原子仅由单个纳米柱构成，能够提高超颖原子结构简洁性；仅使用单层的介质超表面即能够实现对入射光的色散和聚焦，进一步提高频率色散器件的简洁性。通过挑选在工作所需的整个宽波段范围内具有较高偏振转化效率的超颖原子组成超表面，确保超表面具有较高的偏振转化效率。
一种基于抛物线相位表面频率色散器件

[发明专利]基于微尺度光电上转换器件的光学温度计及其制造方法-CN202210272847.X在审
发明人：丁贺;成子怡;彭焰秀;盛兴;杨健;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-03-18 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： H01L31/18 文献下载
摘要：基于微尺度光电上转换器件的光学温度计及其制造方法，制造的光学温度计具有体积小、精确性高、不受电磁干扰、远程检测的优势，对生物穿透能力更强，更容易捕获和检测。方法包括：(1)在GaAs衬底上生长InGaP红LED和双结GaAs光电二极管，在器件层和GaAs衬底之间有一个Al0.95Ga0.05As牺牲层；(2)该器件的几何形状是通过选择性湿蚀刻和金属化光刻图案，通过消除牺牲层形成薄膜、独立器件；(3)完全释放器件转移打印到各种载体基片，或者集成在纤维尖端与环氧层SU‑8‑3005粘附；(4)采用光刻技术生产成阵列；(5)与光纤集成，利用光纤耦合装置进行生物体实验。
基于尺度光电转换器件光学温度计及其制造方法

[发明专利]一种具有拼接面型的超轻薄高清目视镜头及设计方法-CN202310760332.9在审
发明人：程德文;黄逸伦;李阳;侯起超;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G02B27/01 文献下载
摘要：本发明提供了一种具有拼接面型的超轻薄高清目视镜头及设计方法，采用环形拼接非球面，具有基于超短焦光学成像特性的转换方式和拼接条件，由中心区域的圆形非球面以及一个或多个外层的环形非球面组成；结构上采用三片透镜以及多种偏振元件，镜片光焦度分配均匀，面型平缓，可以获得较低的应力；所述目镜拥有大出瞳直径、大视场角、小F数、低畸变、轻薄结构和超高清像质，可以使近眼显示器实现具有墨镜形态外观，较采用普通非球面的传统虚拟现实光学系统而言，自由度成倍增加，可极大程度提升目视光学系统的成像质量，具有更高的佩戴舒适度和更具沉浸感的视觉体验。
一种具有拼接轻薄目视镜头设计方法

[发明专利]基于单个全介质超表面的深度测量与边缘提取方法-CN202310811735.1在审
发明人：黄玲玲;杨斯雯;魏群烁;赵睿哲;李昕;张雪;景晓丽;李晓炜;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-07-04 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G06T7/521 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于单个全介质超表面的深度测量与边缘提取方法，属于微纳光学和图像信息提取应用领域。全介质超表面的相位分布依据菲涅耳波带法获得，每个菲涅耳区对应一个具有不同拓扑电荷数的螺旋相位，从内到外依次增加，生成双螺旋点扩散函数。将超表面置于4f系统的频谱面上，在其前后分别放置一对线性偏振器和四分之一波片，实现相应圆偏振光选择，确保基于几何相位调制原理的相位调制，获得所设计的实现深度测量与边缘提取的超表面光学系统。非相干光入射时，通过使用图像倒频分析法提取“孪生像”所对应的双螺旋点扩散函数主瓣旋转角度，反推出物体的深度信息。相干光入射时，入射光与超表面的中心部分相互作用，通过目标物体与螺旋相位的卷积，能够实现针对相位/振幅均匀区域的相干相消，提取目标物体的边缘信息。本发明能够实现深度测量和边缘提取。
基于单个介质表面深度测量边缘提取方法

[发明专利]一种顺滑拼接自由曲面的光学描述方法-CN202210096176.6有效
发明人：程德文;陈海龙;杨通;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2022-01-26 - 公布日： 2023-09-05 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种顺滑拼接自由曲面的光学描述方法。本发明所述的一种光学曲面由两个子曲面拼接而成，通过建立使其满足一阶连续特性的方程组并求解，获得保证两个子曲面在拼接位置处具有一阶连续特性的特殊约束条件，最终生成一种顺滑拼接的光学自由曲面。本发明中的曲面描述方法简单，易于实现。该曲面特别适用于具有复杂功能的成像光学系统，一方面可以为系统设计提供更多的优化变量，提升系统的成像质量；另一方面由于该曲面具有平滑连续的特点，可以降低加工和测试难度，节约成本。
一种拼接自由曲面光学描述方法

[发明专利]基于卷积神经网络的大景深集成成像显示方法和系统-CN202310265160.8在审
发明人：刘娟;周如意;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-03-20 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于卷积神经网络的大景深集成成像显示方法和系统，所述方法包括：基于卷积神经网络的元素图像预校正、衍射光学元件阵列的设计优化，并对卷积神经网络和衍射光学元件参数进行联合训练优化。所述系统包括：卷积神经网络模块，用于将待成像三维场景的原元素图像阵列输入预训练的卷积神经网络，获得预校正的元素图像阵列；衍射光学元件优化模块，用于与卷积神经网络模块联合对衍射光学元件结构进行优化；显示屏，用于显示预校正后合成的微图像阵列；衍射光学元件阵列，由许多微小衍射光学元件组成，用于为观察者提供对应不同视角的三维场景信息。本发明实现了大景深集成成像显示，可以提高集成成像系统的分辨率和景深。
基于卷积神经网络景深集成成像显示方法系统

[发明专利]基于超表面的插拔衍射神经网络优化方法及任务识别器件-CN202310433452.8在审
发明人：黄玲玲;合聪;王涌天;李昕;李晓炜 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-21 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： G06N3/067 文献下载
摘要：本发明公开的基于超表面的插拔衍射神经网络优化方法及任务识别器件，属于光学神经网络、微纳光学、图像识别应用技术领域。插拔衍射神经网络由输入层、调制层、输出层三部分构成，调制层划分为共享层和插拔层；使用梯度下降算法和反向传播算法结合迁移学习算法优化插拔衍射神经网络调制层参数；根据优化完成的插拔衍射神经网络调制层相位分布挑选超表面纳米柱结构，并制备超表面；制作基于超表面的插拔衍射神经网络多任务识别器件，多任务识别器件包括掩模板、探测器、用于构建插拔衍射神经网络的超表面；通过切换网络中由超表面实现的可插拔组件，实现多种识别任务切换，提高插拔衍射神经网络的灵活性，同时减少计算资源消耗和训练时间。
基于表面衍射神经网络优化方法任务识别器件

[发明专利]一种增强2D/3D图像融合中深度感知的可视化方法及装置-CN202010183820.4有效
发明人：杨健;艾丹妮;范敬凡;杨洋;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-03-16 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06T7/593 文献下载
摘要：一种增强2D/3D图像融合中深度感知的可视化方法及装置，可以增强2D/3D图像融合显示中的深度感知，使观察者更易感知和理解三维结构，能够用于B型主动脉夹层精准腔内修复手术导航系统中的术前规划以及交互式导航模块，为导航系统提供重要而准确的可视化信息。方法包括：(1)获取三维数据场；(2)对数据进行预处理；(3)对数据进行分类；(4)将深度颜色编码作用于采样点的颜色信息；(5)将边缘轮廓增强作用于采样点透明度信息；(6)通过图像合成得到最后渲染图像的颜色。
一种增强图像融合深度感知可视化方法装置

[发明专利]一种基于超颖表面的光纤湿度传感器及其制作方法-CN202111159334.X有效
发明人：黄玲玲;刘银;王涌天;李晓炜 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2021-09-30 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G01N21/41 文献下载
摘要：本发明公开的一种基于超颖表面的光纤湿度传感器及其制作方法，属于传感和测量应用技术领域。本发明公开的光纤传感器主要由光纤、粘接剂、超颖表面和增敏物质组成。通过粘接剂将光纤端面和超颖表面固定在一起。增敏物质涂覆在超颖表面上。超颖表面由具有长方形横截面的不同尺寸、不同方位角的纳米孔阵列构成。所述光纤传感器采用具有不同旋转角度的金属微纳结构产生多个具有不同折射率灵敏度的谐振峰，通过监测谐振峰特征参数的变化能够实现多个传感参数的测量。本发明的制作方法有助于降低纤端光纤传感器的制作成本和制作周期。本发明具有小有效传感面积、多谐振峰、高鲁棒性的优点，应用于工业、农业、医疗和化学生物等领域。
一种基于表面光纤湿度传感器及其制作方法

[发明专利]基于血管3D/2D匹配的3D导丝跟踪方法及装置-CN202010550016.5有效
发明人：艾丹妮;杨健;范敬凡;郭帅;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-06-16 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06T7/10 文献下载
摘要：基于血管3D/2D匹配的3D导丝跟踪方法及装置，方法包括：血管拓扑的构建：针对3D血管，从术前CTA图像中识别出血管、构建血管表面模型并进行中心线的提取；通过深度学习的方法对2D血管分割来提取中心线；构建血管图模型分别描述2D和3D血管的结构；构建约束关系，找到3D和2D之间所有可能的匹配，通过最大化匹配分数找到最优匹配结果；采用深度学习对2D X射线图像中的导丝尖端分割，模型采用U‑Net作为基础结构，网络输入是x射线图像，输出是像素值为0到1的概率图，越接近1表示该像素是导丝尖端的概率越大；构建导丝尖端与2D血管树的对应关系，将2D导丝尖端反投影到3D血管空间中，实现3D导丝尖端的位姿估计。
基于血管匹配跟踪方法装置

[发明专利]基于深度学习的自由曲面成像系统多结构快速生成方法-CN202310460213.1在审
发明人：杨通;毛卜玉;徐慧明;程德文;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-25 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G02B27/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于深度学习的自由曲面成像系统多结构快速生成方法，使用顺序和随机相结合的系统演化方法自动生成数据集；将采用反馈策略的监督学习和基于差分光线追迹的非监督学习相结合来训练网络，使其对大范围的系统和结构参数系统具有良好的预测能力，训练得到的DNN模型可以根据设计要求快速生成多个系统，并且可以根据预设的评估指标对输出的系统进行排序和筛选，最终选择出合适的系统作为后续优化的良好起点；本发明为自由曲面或一般的成像系统设计提供了一种新方法，显著减少了光学设计时所花费的时间和精力。
基于深度学习自由曲面成像系统结构快速生成方法

[发明专利]基于蒙特卡洛树搜索的血管3D/2D配准方法及装置-CN202010022660.5有效
发明人：杨健;艾丹妮;范敬凡;朱建军;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2020-01-09 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： G06T7/00 文献下载
摘要：一种基于蒙特卡洛树搜索的血管3D/2D配准方法及装置，3D图像和2D图像的血管图匹配精确度高。方法包括：(1)利用3D和2D血管拓扑一致性来实现血管图匹配，将3D和2D血管图的匹配表示为顶点对的集合和边对的集合；(2)将血管匹配过程看作求解3D和2D血管点的稠密匹配，先估计顶点之间的稀疏匹配，再匹配连接两个顶点之间的边，从而得到两个血管图的稠密匹配；(3)根据血管边匹配可分解为连续状态的特性，构建一个搜索树；(4)在搜索树的每个节点上，使用一个封闭解来计算配准结果，设计一个评价分数；(5)使用MCTS的变种用于遍历该搜索树，评价分数作为树中每个节点的奖励值，MCTS目标是在搜索树空间中找到最具有最高奖励的节点。
基于蒙特卡洛树搜索血管方法装置

[发明专利]一种VR检测镜头-CN202310359352.5在审
发明人：宋维涛;袁悦;王涌天;刘越;马诗宁 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-04-06 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： G02B13/00 文献下载
摘要：本发明提供一种VR检测镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：光阑、具有正光焦度的第一透镜组、具有负光焦度的第二透镜组及具有正光焦度的第三透镜组；所述镜头满足以下条件：0.8≤|f20/f|≤1.5、33≤|f30/f|≤40、4.0≤|f40/f|≤5.0,其中，f为所述检测镜头的焦距，f20为所述第一透镜组的焦距，f30为所述第二透镜组的焦距，f40为所述第三透镜组的焦距。本发明具有较高的分辨率及较大的视场角，能够很好地模拟人眼观测，实现VR产品的批量快速检测。
一种 vr 检测镜头

[发明专利]一种有机无机杂化非铅金属卤化物量子点制备方法及其应用-CN202310298897.X在审
发明人：陈冰昆;吴亚锋;陈熙尧;吕宁;王涌天 -专利权人：北京理工大学
申请日： 2023-03-24 - 公布日： 2023-07-11 - 主分类号： C09K11/06 文献下载
摘要：本发明涉及一种有机无机杂化非铅金属卤化物量子点制备方法及其应用，属于非铅量子点制备及发光材料应用技术领域。将四苯基卤化膦粉体、金属氯化物粉体、紫外光固化胶以及良溶剂配制成前驱体溶液，将前驱体溶液注入反溶剂中并搅拌以形成有机无机杂化非铅金属卤化物量子点，通过离心、洗涤后再将有机无机杂化非铅金属卤化物量子点分散于反溶剂中形成量子点胶体溶液；将量子点胶体溶液与紫外光固化胶混合均匀后转移至模具中，之后采用紫外灯照射固化成型，得到复合透明块体材料。本发明在室温下通过简单的混合反应实现了非铅金属卤化物量子点的制备，该方法操作简便，绿色环保，易于规模化生产，促进非铅金属卤化物量子点在发光材料领域的应用。
一种有机无机杂化非铅金属卤化物量子制备方法及其应用

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