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Weiping Liu
Author with expertise in Optical Fiber Communication Technologies
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Performance Evaluation of the uEXPLORER Total-Body PET/CT Scanner Based on NEMA NU 2-2018 with Additional Tests to Characterize PET Scanners with a Long Axial Field of View

Benjamin Spencer et al.Oct 2, 2020
The world’s first total-body PET scanner with an axial field of view (AFOV) of 194 cm is now in clinical and research use at our institution. The uEXPLORER PET/CT system is the first commercially available total-body PET scanner. Here we present a detailed physical characterization of this scanner based on National Electrical Manufacturers Association (NEMA) NU 2-2018 along with a new set of measurements devised to appropriately characterize the total-body AFOV. Methods: Sensitivity, count-rate performance, time-of-flight resolution, spatial resolution, and image quality were evaluated following the NEMA NU 2-2018 protocol. Additional measurements of sensitivity and count-rate capabilities more representative of total-body imaging were performed using extended-geometry phantoms based on the world-average human height (∼165 cm). Lastly, image quality throughout the long AFOV was assessed with the NEMA image quality (IQ) phantom imaged at 5 axial positions and over a range of expected total-body PET imaging conditions (low dose, delayed imaging, short scan duration). Results: Our performance evaluation demonstrated that the scanner provides a very high sensitivity of 174 kcps/MBq, a count-rate performance with a peak noise-equivalent count rate of approximately 2 Mcps for total-body imaging, and good spatial resolution capabilities for human imaging (≤3.0 mm in full width at half maximum near the center of the AFOV). Excellent IQ, excellent contrast recovery, and low noise properties were illustrated across the AFOV in both NEMA IQ phantom evaluations and human imaging examples. Conclusion: In addition to standard NEMA NU 2-2018 characterization, a new set of measurements based on extending NEMA NU 2-2018 phantoms and experiments was devised to characterize the physical performance of the first total-body PET system. The rationale for these extended measurements was evident from differences in sensitivity, count-rate–activity relationships, and noise-equivalent count-rate limits imposed by differences in dead time and randoms fraction between the NEMA NU 2 70-cm phantoms and the more representative total-body imaging phantoms. Overall, the uEXPLORER PET system provides ultra-high sensitivity that supports excellent spatial resolution and IQ throughout the field of view in both phantom and human imaging.
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Fast‐Charging and Ultrahigh‐Capacity Zinc Metal Anode for High‐Performance Aqueous Zinc‐Ion Batteries

Penghui Cao et al.Mar 11, 2021
Abstract Although some strategies have been triggered to address the intrinsic drawbacks of zinc (Zn) anodes in aqueous Zn‐ion batteries (ZIBs), the larger issue of Zn anodes unable to cycle at a high current density with large areal capacity is neglected. Herein, the zinc phosphorus solid solution alloy (ZnP) coated on Zn foil (Zn@ZnP) prepared via a high‐efficiency electrodeposition method as a novel strategy is proposed. The phosphorus (P) atoms in the coating layer are beneficial to fast ion transfer and reducing the electrochemical activation energy during Zn stripping/plating processes. Besides, a lower energy barrier of Zn 2+ transferring into the coating can be attained due to the additional P. The results show that the as‐prepared Zn@ZnP anode in the symmetric cell can be cycled at a current density of 15 mA cm −2 with an areal capacity of 48 mAh cm −2 (depth of discharge, DOD ≈ 82%) and even at an ultrahigh current density of 20 mA cm −2 and DOD ≈ 51%. Importantly, a discharge capacity of 154.4 mAh g −1 in the Zn/MnO 2 full cell can be attained after 1000 cycles at 1 A g −1 . The remarkable effect achieved by the developed strategy confirms its prospect in the large‐scale application of ZIBs for high‐power devices.
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100G fine-granularity flexible-rate passive optical networks based on discrete multi-tone with PAPR optimization

Ji Zhou et al.Oct 12, 2022
To meet rapidly growing customer-traffic demands, passive optical networks (PONs) have been widely applied in optical access networks. However, one common imperfection of the commercially deployed PON is that the maximum rate is limited by the optical power budget of the worst-case optical network unit (ONU). If the current infrastructure is to continue into the future 100 Gb/s PON, the optical power budget of the worst-case ONU probably cannot meet the requirement for the 100 Gb/s data transmission. In this paper, we propose a new 100 Gb/s fine-granularity flexible-rate (FGFR) PON based on discrete multi-tone (DMT) with peak-to-average power ratio (PAPR) optimization. The FGFR DMT-PON frame integrates the DMT subframe with time-division multiple access to achieve higher overall throughput. Each ONU is able to achieve the maximum data rate depending on its optical power budget. A high PAPR is a big obstacle to the practical applications of the DMT in the PON. We use the joint clipping operation and clipping-noise-cancellation algorithm to mitigate the high PAPR for the DMT signal. The experimental results show that the FGFR DMT-PON can achieve a wide-range data-rate adjustment from 25 to 100 Gb/s with a potential granularity of 50 Mb/s under the optical power budget from 36 to 26 dB.
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Simulation and on-line monitoring using optical fiber Bragg grating sensors of temperature history during laser-assisted automated fiber placement

Dacheng Zhao et al.May 31, 2024
Automated fiber placement (AFP) in situ consolidation (ISC) of thermoplastic composite possess the potential to reduce manufacturing costs and improve manufacturing efficiency. The properties of composite manufactured by the ISC are affected by several mechanisms including polymer degradation, crystallization, intimate contact, polymer healing and void dynamics. All these mechanisms are directly affected by the temperature history. Consequently, the control and accurate measurement of temperature history during ISC are particularly important for improving the properties of composite. In this study, a simplified three-dimensional transient heat transfer model was established. The effect of tool temperature and placement speed on the temperature history and peak temperature were predicted. Simultaneously, an online temperature monitoring system was built and the optical Fiber Bragg Grating sensors (FBGS) was used to measure the temperature history. The results indicated that the predicted results of the model were consistent with the measured results, the error was below 8%. In addition, the temperature history of layers was significantly affected by the tool temperature and placement speed. The temperature of the layers decreased to near the tool temperature after cooling, and a higher tool temperature increasing its peak temperature because of the reduce of the cooling rate. On the contrary, an increase in placement speed will reduce the peak temperature of the layers.
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