【摘要】：發(fā)光粉量子產(chǎn)率是指發(fā)光粉對(duì)光量子的利用率,常使用發(fā)射光與激發(fā)光的強(qiáng)度比描述量子產(chǎn)率。本文合成的銪摻雜稀土發(fā)光粉和鈰鋱共摻雜發(fā)光粉,具備穩(wěn)定的物理和化學(xué)性質(zhì)、高發(fā)射光純度等特點(diǎn),因此具有十分廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。發(fā)光粉可作為多模態(tài)成像劑:在分子成像領(lǐng)域,發(fā)光粉可用于組織、器官、病灶的可視化等成像。在CT成像領(lǐng)域,發(fā)光粉可以作為CT造影劑。本文將發(fā)光粉合成與元啟發(fā)式算法相結(jié)合,利用元啟發(fā)式算法優(yōu)化發(fā)光粉量子產(chǎn)率,并對(duì)發(fā)光粉的應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行探索與拓展。具體工作如下:1、將遺傳算法應(yīng)用于銪摻雜稀土發(fā)光粉優(yōu)化。使用MATLAB實(shí)現(xiàn)遺傳算法過程,使用水熱共沉淀法合成銪摻雜稀土發(fā)光粉。采用十進(jìn)制編碼方式對(duì)發(fā)光粉編碼,實(shí)現(xiàn)遺傳算法與發(fā)光粉合成過程的結(jié)合。測(cè)試發(fā)光粉細(xì)胞毒性,對(duì)發(fā)光粉進(jìn)行光學(xué)成像、CT成像研究,將稀土發(fā)光粉用于指紋識(shí)別領(lǐng)域。共沉淀法有如下特點(diǎn):(1)實(shí)驗(yàn)周期短,能夠?qū)崿F(xiàn)短時(shí)間批量合成樣品。(2)合成的發(fā)光粉顆粒具有分布均勻,粒徑小等優(yōu)點(diǎn)。(3)反應(yīng)過程及條件容易掌控,合成樣品更加穩(wěn)定。基于以上特點(diǎn),共沉淀法更適合作為算法指導(dǎo)優(yōu)化的發(fā)光粉合成方法。2、將多種算法應(yīng)用于鈰鋱共摻雜發(fā)光粉優(yōu)化。實(shí)現(xiàn)粒子群算法和模擬退火算法過程,調(diào)整遺傳算法參數(shù)。將算法與鈰鋱共摻雜發(fā)光粉合成過程結(jié)合。通過各算法優(yōu)化結(jié)果分析比較,探究不同算法對(duì)發(fā)光粉優(yōu)化的特點(diǎn):(1)遺傳算法優(yōu)化速度快,迭代至第三代出現(xiàn)最優(yōu)發(fā)光粉,表明該算法適合快速優(yōu)化。(2)粒子群算法優(yōu)化過程更平穩(wěn),隨著迭代次數(shù)增加,發(fā)光粉優(yōu)化效果愈佳,該算法適合在更多的迭代次數(shù)下尋找高性能發(fā)光粉。(3)模擬退火算法對(duì)發(fā)光粉沒有明顯優(yōu)化效果,表明經(jīng)典模擬退火算法不適用于發(fā)光粉優(yōu)化。3、對(duì)模擬退火算法進(jìn)行改進(jìn),并將改進(jìn)后算法用于鈰鋱共摻雜發(fā)光粉優(yōu)化。針對(duì)模擬退火算法優(yōu)化效果不佳的問題進(jìn)行分析改進(jìn)。發(fā)現(xiàn)模擬退火算法的編碼生成方式過于簡(jiǎn)單,不適用于發(fā)光粉優(yōu)化。利用全局編碼信息,改進(jìn)編碼生成方式。實(shí)現(xiàn)改進(jìn)模擬退火算法對(duì)鈰鋱共摻雜發(fā)光粉優(yōu)化。改進(jìn)后算法優(yōu)化效果顯著優(yōu)于改進(jìn)前模擬退火算法。對(duì)樣品進(jìn)行分析,得出樣品發(fā)光強(qiáng)度與鈰鋱濃度關(guān)系。發(fā)光粉樣品與四苯乙烯具有波長(zhǎng)250-300nm的共同激發(fā)區(qū),稀土發(fā)光粉熱穩(wěn)定性好而四苯乙烯受熱易失效,基于以上特性構(gòu)造出一種特殊的發(fā)光二維碼。
【圖文】：

為：銪離子的值不變，其它鑭、釓、釔和镥四種元素值，按照其歸一化之前配“數(shù)值 1 減去銪離子的值”的值。當(dāng)然，不必?fù)?dān)心銪離子的值經(jīng)過突變會(huì)在算法中，對(duì)銪離子突變范圍的設(shè)定值小于 1。將算法過程進(jìn)行提煉總結(jié)，算法過程如下：(1)：以當(dāng)前 20 個(gè)發(fā)光粉作為父本，測(cè)量父本發(fā)光強(qiáng)度。以發(fā)光強(qiáng)度作為發(fā)應(yīng)度。(2)：以適應(yīng)度為參考，適應(yīng)度越高越容易被選中。精英主義概率為 50%，即的可能性，將父本中 20 條編碼里適應(yīng)度最低的發(fā)光粉進(jìn)行替換。(3)：以選出的兩個(gè)編碼為父本，單點(diǎn)交叉生成兩條新的編碼。(4)：對(duì)步驟(3)生成的兩條編碼分別進(jìn)行單點(diǎn)突變操作，，突變范圍為 0 到 2*(5)：對(duì)步驟(4)生成的編碼進(jìn)行歸一化，得到 2 條子代編碼。Min 等于 0，M稀土元素編碼值之和。(6)：循環(huán)步驟(2)、(3)、(4)、(5)，直到生成 20 條子代編碼。

圖 2.2 整個(gè)體系的四個(gè)步驟果及討論人員的實(shí)驗(yàn)手法，原材料質(zhì)量等因素以外。摻雜元素和程度上決定的發(fā)光粉的最終發(fā)光強(qiáng)度。在本研究中，使、釓、鑭、镥、銪)的比例，期望通過算法指導(dǎo)，找到粉。對(duì)于遺傳算法而言，算法的編碼方式是首先要考慮對(duì)算法后續(xù)計(jì)算至關(guān)重要。遺傳算法中，常見的編碼方碼、十進(jìn)制編碼、多維編碼等編碼方式。本次實(shí)驗(yàn)中，主體的鑭系元素的比例對(duì)發(fā)光粉的最終發(fā)光強(qiáng)度的影編碼方式是較為合適的編碼方式，如圖 2.3 所示，對(duì)元行遺傳編碼。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ422;TP18

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本文編號(hào)：2646387