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我國科研團隊首次利用機器學習反求設計（machine-learning inverse design）實現三維矢量全息(Three-dimensional vectorial holography)新技術的相關研究成果發表在國際頂級學術刊物《科學進展》上。該雜志為《科學》(Science)刊物旗下子刊，是一個涵蓋所有學術領域的開放性、綜合性科學刊物。這項光學全息技術領域的突破性研究，由上海理工大學莊松林院士和顧敏院士領銜的未來光學國際實驗室完成。研究中基于機器學習的反求設計，可精準且迅速地產生一個或多個任意三維矢量光場，有望應用在超寬帶全息顯示、超安全信息加密以及超容量光存儲、超精確粒子操控等各個領域。光是一種電磁波，其在介質中傳播的同時伴隨著電磁和磁場的振蕩，被稱為光的矢量特性。研究人員介紹，基于光波的橫波特性，光的振蕩通常被限制在與其傳播方向垂直的二維平面上。近些年，科學家研究發現光的振蕩可打破傳統二維平面的束縛，通過干涉產生縱向光振蕩，即形成第三維光矢量。但精確產生任意三維矢量光場仍是一個世界性難題。在物理學上，通過求解三維麥克斯韋方程可以正向得到一個三維矢量光場分布，但其不可控。顧敏科研團隊利用人工智能的機器學習反求設計，解決了這一難題，率先實現了三維矢量全息，并可精確地控制三維全息圖像中每個像素點的任意三維矢量狀態。顧敏介紹，這樣的操控是全方位的，包括對每個三維矢量光攜帶的信息進行編碼、傳輸和解碼，因而消除了傳統二維偏振光的束縛。“通過人工智能機器學習的新技術，我們首次實現了三維矢量光的操控，并將機器學習的算法延伸到光學全息中去。”機器學習在光學設計中扮演著越來越重要的作用。文章第一作者任浩然博士說：“我們研究證明訓練后的人工神經網絡可有效、快速地產生任意三維矢量光場，達到接近百分之百的準確性，極大地提高了光場調控的效率。”此外，這項發明為光學全息開辟了一條新道路，首次在全息中證明光的三維矢量狀態可以作為獨立的信息載體，實現信息的編碼和復用。顧敏表示，“這項發明不僅為下一代超寬帶、超大容量、超快速并行處理的光學全息系統奠定了基礎，同時也為人們加深理解光與物質的相互作用（例如粒子操控）提供了一個嶄新的平臺。”

多相流數字全息顯示與測量儀將光學全息干涉原理與數字圖像處理技 術相結合，利用CCD或CMOS器件代替全息記錄干板，對液液或氣液擴散過 程依次記錄其一定時間間隔的多幅全息圖，再通過計算機數值計算來實現 待測液液或氣液擴散過程的數值重建，獲得折射率實時變化參數并進一 步得到擴散參數。 該技術達到國際先進水平，獲實用新型專利1項。

流場數字全息顯示與測量儀利用數字全息干涉技術和相位倍增技術 等，釆用馬赫曾德干涉光路使一束激光束照穿過待測量流場作為物光波 與另一束參考光束干涉形成全息圖，用CCD數字記錄全息圖并通過計算機 數值重建獲得物光波的相位變化以及待測量流場的折射率分布，進而達 到流場顯示與測量的目的。該儀器具有非接觸、實時、全場、直觀等優 點。 該技術達到國際先進水平，獲實用新型專利6項。

本發明提出一種大尺寸計算全息再現方法。該方法包括在相位全息圖中加載離散相位光柵和空分復用法。本發明利用空分復用法，首先將選定圖片分為四個子圖片，為了實現再現像位置的移動，在制作相位全息圖的過程中將離散相位光柵的相位加載到全息圖中，然后將空間光調制器(SLM)分為四部分，每部分上分別加載相應子圖片的相位全息圖。在光學再現過程中，通過計算機控制加載到相應場景的全息圖中離散相位光柵的變化，調節四個再現像的位置，實現再現像的無縫拼接，從而得到計算全息大尺寸再現。

成果簡介：近場聲全息噪聲源測量分析系統是一種先進的 聲學測量、分析設備，可廣泛用于各類機電設備的噪聲源識別 以及聲學特性測試與分析過程，由于其具有極高的空間分辨率， 可實現聲源的精確識別與定位，在飛機、潛艇、高速列車、各 類車輛的聲學測試、噪聲治理、聲學故障診斷中有廣泛的應用 前景。 主要功能包括：在不同聲學環境中對噪聲源進行精確識別 與定位；精確重建聲源的表面聲壓和

【項目來源】南京市科技局項目“不育癥治療新型中藥-補天育麟片的研究”，編號：200401011。 【成果鑒定】經江蘇省科技廳組織專家鑒定，達到國內領先水平。 【類    別】中藥新藥六（2）類。 【劑    型】顆粒劑。 【處方來源】南京中醫藥大學資深專家臨床經驗方。 【功能主治】補腎填精。主治男性不育。 【主要技術指標】中醫治療男性不育癥不僅歷史悠久，而且療效比較確切。國內大量臨床研究資料都表明中醫藥治療男性不育癥效果顯著。但中醫臨床治療男性不育癥也存在一定的缺陷，一方面是疾病的診斷不嚴格、方案設計不嚴密；另一方面是個人經驗居多，缺乏良好的推廣應用前景。因此，我們選擇經驗方，在大量臨床工作驗證有效無毒的基礎上，從傳統的中藥材中提取有效活性成分，配合HPLC等精密工藝分析方法，配合先進的制劑工藝，按照國家SFDA有關中藥新藥研究技術規范的要求進行系統規范的研究，最終研制成有自主知識產權的口服固體6類新藥。目前本項目已完成制劑工藝的研究，并進行了一批中試，藥理毒理已完成主要藥效學中二種動物模型（雷公藤、腺嘌呤致大鼠不育癥）的復制及療效觀察，通過對精子數、精子活力、精子畸形率及頂體酶活性的檢測，證實該劑型有良好的治療效果，且其作用機理與調節LH（促黃體生成素）、FSH（促卵泡生成素）、T（睪酮）和LI-2等有關。 【推廣應用前景】隨著環境污染、性觀念的改變、不良生活習慣等因素的影響，人類的精液質量及生育能力日趨下降，男性不育已經成為一種常見的病癥。根據WHO（1986）人類生殖研究發展和培訓特別規劃署研究報告，在發達國家不育夫婦占已婚育齡夫婦的15%，而男性不育又占不育夫婦的43%。國內據林宏益和曲錫萍1994年對河北省十個地區近十萬對育齡夫婦（20～40歲）抽樣調查發現不育率為11.47%，其中男性不育患者占不育癥的33.15%，少精癥、弱精癥以及少弱精癥約占男性不育的46%。而且有報道表明男性原因引起的不育所占比例有上升的趨勢。由于形成男性不育癥的機制相當復雜，其中不明原因者很多，而采取西醫療法，只對其中部分患者有效，而對大多數男性不育癥患者，其藥物和手術治療目前尚無確切療效。特別是對不明原因的特發性少精癥等的治療幾無應對措施。補天育麟顆粒的研制成功必將為廣大患者帶來福音，產生良好的社會效益和經濟效益。 【進展情況】已完成臨床前主要研究工作。 

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