• 推荐论文
  • 最新论文
  • 下载排行
  • 引用排行
  • 阅读排行
  • 论文标签
  • 最新录用

摘要

采用Feeney′s方法制备了鼠脑创伤模型,利用太赫兹波透射式成像系统对鼠脑的组织切片进行成像检测,结果表明:鼠脑创伤区域相比于正常区域具有更低的透过率。采用三维重构技术实现了鼠脑的三维建模,该模型可以清楚地反映鼠脑内部创伤区域的空间分布?;谔兆炔ǘ嗌疃惹衅上竦娜亟际踉谏镆窖Ь氛锒戏矫婢哂芯薮蟮挠τ们绷?。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0317002
分享:
07277

摘要

针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中的系统误差。结合大空间高精度坐标场对新模型进行了评估。结果表明,所研究模型对实际光面的拟合效果较好,有助于提升wMPS的测量精度。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0315002
分享:
04187

摘要

分析了上海天文台皮秒激光器系统在不同重复频率下的输出功率、输出波形等性能,实现了重复频率为4 kHz、功率为3 W、波长为532 nm的激光稳定输出。建立了4 kHz重复频率卫星激光测距系统,实现了4 kHz重复频率卫星测距,其测量数据量和标准点数据精度比1 kHz重复频率的分别提高了约2.62倍和1.62倍,提升了卫星观测性能。采用Lomb算法获得了Ajisai卫星自转频率(平均值为0.4234 Hz)以及自转频率准确度(0.0054 Hz),与1 kHz激光观测系统相比,4 kHz重复频率卫星激光测距系统的卫星自转测定精度显著提升。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0314002
分享:
0121231

摘要

W波段(2.73~4 mm)电光相位调制器(EOM)结构具有多参数和设计复杂的特点,参考共面波导传输线理论和EOM理论,结合三维电磁仿真高频结构仿真软件HFSS,对调制器进行有限元分析和计算。针对EOM几何结构中的关键参数,在4个维度上进行模型仿真计算,建立EOM的多维度数学模型。根据仿真模型,得到EOM几何结构参数与主要性能的变化规律,确立EOM的模型结构。通过结构优化,得到频率为100 GHz的EOM模型,调制器速率匹配,阻抗匹配,并且衰减较小。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0313002
分享:
03175

摘要

提出了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)拉锥的带宽可调的微光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI),该微光纤MZI的两端为关于中心束腰光纤对称的锥形微啁啾长周期光栅(CLPG)。对拉锥后的光栅周期及折射率分布进行了建模及仿真。折射率测试结果表明,MZI透射光谱带宽的倒数与氯化钠(NaCl)溶液折射率呈线性关系,通过改变NaCl溶液折射率可以调谐透射光谱带宽。对透射光谱1550 nm处的带宽进行了测量,得到折射率调谐带宽的精度为0.64318 nm-1·RIU-1。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0306004
分享:
022250

摘要

提出一种改进的Gerchberg-Saxton(G-S)算法,实现了基于环形光束的衍射光学元件的精确设计。所提算法可以确保输出平面上有小的采样间隔,起到了抑制散斑的作用;与未采用散斑抑制的常规的改进G-S算法相比,所提算法得到了更高性能的均匀光斑;仿真结果和实验结果一致。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0305002
分享:
020102

摘要

提出了一种全天时大气温度探测的纯转动拉曼激光雷达系统,选用Nd∶YAG脉冲激光器的四倍频输出266.0 nm作为激励波长,避开了强烈的太阳背景光对系统探测大气温度的影响。设计了一种新型三次衍射式双光栅多色仪作为激光雷达的分光系统。仿真结果表明,双光栅多色仪可实现Stokes与Anti-Stokes高低量子数通道转动拉曼谱线的有效提取,对米-瑞利弹性散射信号的抑制率可达到60~70 dB。充分考虑臭氧吸收和荧光对系统探测性能的影响,所设计的日盲紫外纯转动拉曼激光雷达采用模拟探测模式可在12 min的积分时间内实现2.2 km高度范围内大气温度的全天时探测。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0301004
分享:
028120

摘要

提出了一种融合全局和局部深度特征(GLDFB)的视觉词袋模型。通过视觉词袋模型将深度卷积神经网络提取的多个层次的高层特征进行重组编码并融合,利用支持向量机对融合特征进行分类。充分利用包含场景局部细节信息的卷积层特征和包含场景全局信息的全连接层特征,完成对遥感影像场景的高效表达。通过对两个不同规模的遥感图像场景数据集的实验研究表明,相比现有方法,所提方法在高层特征表达能力和分类精度方面具有显著优势。

PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0301002
分享:
02115

摘要

基于严格耦合波分析, 研究凸面闪耀光栅的衍射特性; 采用全息光刻-离子束刻蚀法制作中心周期为2.45 μm、曲率半径为51.64 mm、口径为17 mm的凸面闪耀光栅, 闪耀角为6.4°, 顶角为141°。结果表明, 在整个可见-近红外波段, 所制作光栅的1级衍射效率大于40%, 在闪耀波长处1级衍射效率大于75%。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0313001
分享:
0795

摘要

以硫氰化钾(KSCN)为内标物, 利用主成分分析(PCA)降维, 利用支持向量机(SVM)算法建立定量分析模型——支持向量回归(SVR), 并结合网格搜索(GS)、遗传算法(GA)和粒子群优化算法(PSO)三种参数优化方法, 实现了芘、菲单一溶液和混合溶液的定量分析。研究结果表明:以KSCN为内标物, 提高了定量分析结果的准确性; 利用PCA降维提高了建模速度; 三种优化模型对芘预测的平均相对误差(ARE)在7.6%以内, 对菲预测的ARE在11.3%以内; 三种参数优化方法对同一物质的预测结果相近, 但GS的运算速度最快; 综合考虑误差和分析速度后, 采用GS-SVR模型获得了菲、芘混合溶液的最佳结果。表面增强拉曼光谱(SERS)技术结合SVM算法有望实现多环芳烃的定量分析。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0311005
分享:
03101

摘要

使用衍射光学元件将高斯激光光束整形为能量分布均匀的平顶激光光束, 对比了两种激光诱导铜等离子体的特性, 研究了光束整形对激光诱导击穿光谱稳定性的改善作用。研究结果表明:激光光束能量分布的均匀性引起了烧蚀坑形貌以及单次烧蚀量的差异, 高斯激光和平顶激光诱导光谱的强度、等离子体温度和电子密度的相对标准偏差分别为12.33%和6.37%、2.10%和1.32%、5.31%和0.65%; 光束整形后激光诱导击穿光谱的稳定性得到了明显改善,两种激光诱导产生的等离子体均呈局部热力学平衡状态。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0311004
分享:
031121

摘要

搭建了一套以1.57 μm近红外半导体激光器作为本振光源的小型化被动式激光外差探测系统, 并将其用于大气环境监测。为对该系统的性能进行评估, 以窄线宽近红外外腔激光器岀射的光作为信号光, 与本振光混频, 得到系统的带宽为0.032 cm-1, 最小可探测灵敏度为25 pW, 为光电探测器暗电流噪声功率的1/68。利用该系统对大气CO2太阳光谱信号进行测量, 并反演了其中两条主要强吸收线所对应的体积分数, 结果均约为396×10-6, 误差为7.6×10-6, 测量结果与实际整层大气中的CO2柱浓度一致, 验证了该系统的可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0311001
分享:
01111

摘要

在室温条件下的小型云室中, 研究了不同参数对飞秒激光诱导较大尺寸气溶胶生成的影响。实验结果表明, 在亚饱和条件下, 随着环境相对湿度的提高, 不同尺寸气溶胶的数密度增大, 尺寸分布以0.3~0.5 μm为主; 当环境相对湿度达到近饱和条件时, 较大尺寸(直径D≥0.7 μm)气溶胶的数密度显著增大, 1.0~2.0 μm气溶胶与0.3~0.5 μm气溶胶的数密度可相比拟。此时, 通过延长激光照射时间或者缩紧激光聚焦条件, 不同尺寸气溶胶的数密度可同等程度地增大, 尺寸分布规律基本不变。理论分析结果表明, 环境相对湿度条件是制约飞秒激光诱导较大尺寸气溶胶生成的关键因素。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0308001
分享:
08145

摘要

基于抽运光非线性小尺度自聚焦效应, 分析了光克尔介质类型、抽运光光束质量和光克尔介质长度对束匀滑效果的影响。研究结果表明, 在基于动态波前调控的径向匀滑方案中, 当抽运光的峰值强度一定时, 与CS2相比, 采用硝基苯作为光克尔介质可获得较好的束匀滑效果。在实际应用中, 抽运光的小尺度自聚焦效应会随着抽运光峰值强度和光克尔介质长度的增加而加剧, 因此需要合理选择抽运光和光克尔介质参数, 以获得较好的束匀滑效果, 避免抽运光小尺度自聚焦效应的影响。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0305001
分享:
03322

摘要

针对光刻机照明系统的实际应用需求, 提出了一种光瞳特性参数的评估算法。该算法通过对光瞳强度分布进行转换, 可以在不同照明模式下同时计算光瞳椭圆度、X方向光瞳极平衡性、Y方向光瞳极平衡性和四象限光瞳极平衡性等多种光瞳特性参数。以一种28 nm节点扫描光刻机照明系统的中继镜组为实例, 对其在传统照明模式下进行光瞳特性参数计算分析。仿真结果显示, 全视场光瞳椭圆度最大值为0.95%, X方向和Y方向光瞳极平衡性最大值分别为0.18%和0.19%, 四象限光瞳极平衡性最大值为0.66%, 均满足28 nm节点扫描光刻机实际指标需求。所提算法在光学设计阶段能快速评估光瞳性能。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0304007
分享:
03116

摘要

针对工业机器人和形貌传感器组成的三维形貌机器人测量系统精度低的问题, 提出一种基于室内全局定位系统(iGPS)的三维形貌复杂曲面测量系统, 并介绍了该测量系统的总体设计方案, 建立了相应的数学模型。对长度测量精度和重复测量精度进行实验验证, 结果表明, 此测量系统在大型复杂曲面形貌测量中具有较高的精度及可靠性。对包含双拱形曲面的大尺寸工件进行形貌测量, 测量结果验证了此测量系统的可行性。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0304006
分享:
010111

摘要

基于激光选区熔化(SLM)工艺制备了一种具有高致密度、高强度和高硬度的Cu-13.5Al-4Ni-0.5Ti形状记忆合金试样。对试样的微观组织进行分析表征, 并研究了其在室温和300 ℃下的拉伸性能。结果表明:当激光能量密度约为110 J·mm-3时, 试样的相对密度最大, 超过99.5%; 试样微观组织中平行延伸的板条状马氏体横跨熔化道生长, 晶粒平均尺寸约为43 μm, 与铸造试样相比, 晶粒得到明显细化; 试样在常温下的抗拉强度为(541±26) MPa, 断后伸长率为(7.63±0.39)%; 在300 ℃下的抗拉强度提高至(611±9) MPa, 断后伸长率提高至(10.78±1.87)%, 该合金在高温领域具有一定的应用潜力。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0302001
分享:
014102

摘要

超音速激光沉积(SLD)是新近发展起来的一种激光复合制造技术, 该技术将激光辐照与冷喷涂相结合,利用高能激光束的热能与高速粒子动能的协同作用, 实现了宽范围材料的沉积, 并获得了特殊的微观组织和性能。结合本课题组在SLD领域的研究成果, 从SLD原理、沉积材料范围、微观组织结构以及性能表征等方面综述了国内外的最新研究进展, 从工艺探索、设备开发以及性能评估等方面对SLD技术未来的发展趋势和挑战进行了展望。

PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0300001
分享:
015112

摘要

食源性致病菌的快速识别是一项重要的工作,与传统检测方法相比,拉曼光谱能在无损检测的同时加快鉴别速度。为了提高大肠杆菌O157∶H7以及布鲁氏菌S2株拉曼光谱识别的准确性和效率,提出一种基于主成分分析与Stacking算法的集成判别模型,使用网格搜索以及K折交叉验证来提高模型的稳健性。与逻辑回归、K近邻、支持向量机等单一模型进行对比,实验结果证明PCA-Stacking集成模型有最高的准确率,达99.73%,达到了预期效果。

摘要

基于半导体硅电导率的可调性,设计了一种基于金属短线(CW)和圆形开口谐振环(SRR)的可控电磁诱导透明(EIT)结构,实现了对电磁诱导透明(EIT)效应的主动调控。研究发现,当半导体硅的电导率为1 S/m时,透射谱在1.33 THz附近呈现出透射率约为94%的窄透明窗口。当电导率为5000 S/m时,透射率变为58%; 当电导率为15000 S/m时,EIT效应基本消失,调控效率达到了66%。利用耦合模理论对不同电导率的透射谱进行拟合,发现拟合曲线与透射谱非常吻合,这表明仿真结果和理论计算结果是一致的。仿真和计算结果表明,当硅的电导率增大时,暗模式的阻尼率增大,其损耗也增大,当电导率增大到一定值时,暗模式的谐振不能被激发,EIT效应消失。

查看更多

摘要

砷(As)污染不仅会影响土壤肥力和作物生长, 而且还会通过空气、 土壤、 水和食物等途径暴露于人类, 对人体健康产生重大威胁。 矿产开采是As环境问题产生的重要来源之一。 本文选择云南省某开采历史悠久的铅锌矿区周边9个村落(S1—S9)为研究区域, 以20 km外的县城(S10)为对照区域, 采集了76份土壤、 306份农作物和86份人发, 利用微波消解对样品进行前处理, 通过控制酸用量、 温度和持续时间三个变量得到不同样品的最佳消解方案, 并采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定各样品中As含量, 以探究多介质中As污染水平并对人体暴露和健康风险进行评估, 对当地矿产资源开采引起的As污染提出防治或改善建议。 结果表明: (1) 经微波消解前处理后获得的土壤、 农作物和人发样的As检出限为0.01~0.12 μg·L-1, 回收率分别为92.43%~112.23%, 97.88%~114.72%和91.44%~109.65%, 相对偏差小于5%, 结果令人满意。 (2) 土壤中As的平均含量为70.66 mg·kg-1, 是云南土壤背景值3.84倍。 参照GB 15618—1995《土壤环境质量标准》二级标准和单因子污染指数结果, 农田土壤受As污染为中度污染; 在S1采样点As含量最高, 这可能与矿区多年开采、 冶炼和运输密切相关。 农作物样品中, 块茎类蔬菜的As平均含量为1.75 mg·kg-1, 其次叶菜类为0.77 mg·kg-1, 玉米和根茎类蔬菜分别为0.52和0.51 mg·kg-1。 参照我国《食品中污染物限量》标准, 研究区域的农作物样品中As含量超标率为80.64%。 (3) 采用风险评价指数(HI)、 总致癌风险(TCR)、 目标危害商数(THQ)和致癌风险(CR)对研究区域As通过多暴露途径对暴露人群产生的致癌风险和非致癌风险进行评价和分析。 结果表明, 土壤和农作物中As对成人和儿童的非致癌风险总和分别为1.13~1.20, 为不可接受风险, 而致癌风险均在10-3水平, 大于美国环保局(USEPA)推荐的最高接受水平10-4 , 研究区居民有较大的致癌风险。 饮食摄入是As主要暴露途径, 研究区人群食用蔬菜的致癌风险均超过10-4, 且儿童的总致癌风险高于成人。 鉴于矿区周边蔬菜受As污染的高风险, 我们建议当地居民可以通过外地食物的输入来规避当地As污染带来的健康风险, 也可以考虑在污染的耕地上种植食用部位不易积累As的农作物来替代原有作物以减小As污染带来的危害。 (4) 矿区人发中As含量均显著高于县城(S20 km, p<0.05)。 其中矿区居民头发As平均含量 (0.97 μg·g-1) 是县城发As含量 (0.22 μg·g-1)的4.41倍, 超出卫生部推荐发As标准值(0.6 μg·g-1)。 矿区男性发样As含量高于女性, 随着年龄增长, 矿区人发样中As含量水平呈现第二年龄组(Group Ⅱ, 19~40岁)高于第三年龄组(Group Ⅲ, ≥41岁)的趋势。 这是因为处于19~40岁的男性是采矿冶炼等活动的主要参与者, 是As的易感人群, 具有较高的As暴露风险。 (5) 本文为矿区多介质的As污染研究和居民人体健康风险暴露和评估提供有力的依据。

分享:
00131

八马彩票网网址 www.2pmb.com.cn 摘要

In this paper, we propose an automatic image based smoke detection using source separation. In particular, we assume that the region of interest (smoke region) is a linear combination of smoke and background pixels, and we estimate the smoke component. More specifically, we extend the linear hyperspectral unmixing techniques to the context of image based smoke detection in order to separate the smoke component from the background. The proposed approach yields promising results especially with smoke images captured outdoor.

分享:
00141

摘要

The Molecular Structure of 4-Amino-3-phenylbutanoic acid conformers have been studied in the gas phase. Natural Bond Orbital Analysis (NBO) and Mulliken analysis of atomic charges of 4-Amino-3-phenylbutanoic acid have been performed by DFT level of theory using B3LYP/6-311++G(d,p) basis set. The atomic charges, electronic exchange interaction and charge delocalization of the molecule have been performed by Natural Bond Orbital(NBO) analysis and Natural Population Analysis(NPA) have been constructed at B3LYP/6-311++G(d,p) level.

    分享:
    00144

    摘要

    小麦白粉病和条锈病是我国两种最普遍、 最具破坏性的小麦病害, 且田间常?;旌戏⑸?。 由于病源和发病机理不同, 有必要对这两种病害进行准确区分和识别, 以采取不同的防治措施。 基于ImSpector V10E高光谱成像系统采集的条锈菌侵染叶片、 白粉菌侵染叶片和健康叶片(共计320个)在375~1 017 nm范围内的高光谱图像, 利用高斯平滑等预处理方法得到三种小麦叶片的平均光谱曲线, 发现小麦白粉病和条锈病的敏感波段均集中在550~680 nm的色素强吸收位置, 且趋势基本一致。 针对两种病害的响应波段交叉重叠的问题, 通过主成分分析-载荷法(PCA)、 连续投影算法(SPA)和竞争性自适应重加权算法(CARS)对小麦叶片的光谱信息进行有效降维, 分别优选出3、 6、 30个敏感波段和特征波长; 在此基础上, 采用最小二乘-支持向量机和极限学习机两种分类算法分别基于全波段、 PCA、 SPA和CARS的优选波段, 建立白粉病、 条锈病和健康叶片的判别模型。 结果表明, 8种模型的准确识别率均在94.58%以上。 其中, 主成分分析-载荷法结合极限学习机模型最优, 训练集与校正集的正确识别率分别为99.18%和100%, 且结构简单, 仅含有三个变量(占全波段的1.1%)。 最后, 通过对小麦白粉病、 条锈病以及健康叶片的显微结构分析, 发现病菌入侵叶片, 破环细胞结构, 导致叶绿素含量减少, 光合作用效能降低,进而使得小麦在可见光波段光吸收程度减弱, 反射率增大。 可见, 利用作物的高光谱图像信息能够准确地识别不同类型的小麦病害, 为研发作物病害在线识别的多光谱系统提供重要的理论依据。

    分享:
    00136

    摘要

    模型传递是近红外光谱分析技术中一个关键的共性基础技术问题, 通过在同一工作原理的两台仪器之间寻求可行的数学方法, 使得在一台仪器上建立的模型能够应用于另外一台仪器样品光谱响应的预测, 对近红外技术的实际应用具有重要意义。 以150份烤烟作为试验样品, 以两台布鲁克公司MPA近红外光谱仪, 一台热电公司Antaris近红外光谱仪作为研究对象, 通过积分球漫反射检测技术获得光谱数据。 采用一阶导数(first-order derivative, 1st Der)和标准正态变量变换(standard normal variate, SNV)对光谱数据进行处理分析, 计算不同仪器间光谱的残差值、 残差一阶矩、 残差信号概率密度和最大信噪比等参数, 并采用偏最小二乘法(partial least squares, PLS)建立烤烟总糖含量数学模型, 检验模型传递效果。 结果表明, 一阶导数具有降低残差一阶矩, 将仪器偏差信号转换为标准高斯分布的优点, 但同时会降低信噪比。 标准正态变量变换同样可以降低一阶矩, 同时可大幅度提高信噪比, 但无法将仪器偏差信号转换为标准高斯分布, 需要进一步的信号处理。 一阶导数与SNV相结合可保留两种方法的优点, 同时在一定程度上弥补每种方法单独处理的缺点, 是一种可以消除以积分球漫反射作为光谱测量方式的因仪器厂家或型号不同、 使用年限不同等原因所产生的噪声的处理方法, 可实现傅里叶型近红外光谱仪之间的模型传递效果的明显改善。

    分享:
    00134

    摘要

    根据乙烷气体分子在3.3 μm处的基频吸收特性, 使用中心波长为3.337 μm室温连续带间级联激光器(ICL)和有效光程为54.6 m密集光斑多通气体吸收气室(600 mL)研制了基于波长调制光谱技术(WMS)的乙烷传感器。 详细介绍了基于WMS和二次谐波(2f)探测技术的光谱吸收法气体检测原理, 给出了目标乙烷气体吸收线的遴选细节。 此项技术的使用减小了光功率漂移对系统的影响, 使得系统最低检测下限(MDL)和稳定性能得到提升。 结合原理框图, 通过光学和电学两个??榉直鹣晗附樯芰艘彝榇邢低成杓品桨? 描述了自主研制的软、 硬件单元和商用仪器的使用及其型号供他人参考, 并给出传感器光学配置实物图。 而且, 为匹配激光波长调制与基于压力的吸收线宽, 对气压和调制深度进行优化, 研究了调制幅度对应2f信号峰值及调制幅度与调制深度的关系, 最终确定最优气压和调制深度分别为100 Torr和0.074 cm-1, 对应的调制信号幅度为~0.026 V。 此外, 基于优化后的气压和调制深度, 使用136.8 nmol·mol-1 乙烷标准气体进行了系统灵敏度估算。 详细介绍了ICL扫描调制信号、 锁相放大及数据采集单元的参数设置, 并给出示波器记录的扫描调制信号及2f信号波形图片。 通过对比DAQ采集的2f信号和背景噪声信号, 估算系统最低检测下限为33 nmol·mol-1。 最后, 使用9个不同浓度乙烷标准气体(20~400 nmol·mol-1)分别进行~5 min系统标定测试, 并列出了拟合曲线和拟合相关度等信息。 而且, 使用浓度为48 nmol·mol-1乙烷气体样品开展连续2 h系统稳定性测试并进行Allan-Werle 方差分析。 结果显示, 该系统工作稳定, 积分时间为4 s时, 乙烷气体检测灵敏度为~0.81 nmol·mol-1。 通过增加系统积分时间至63 s, 系统灵敏度可被提高至~0.36 nmol·mol-1。

    分享:
    0013

    摘要

    极紫外光谱观测和诊断是研究太阳大气基本物理过程的最重要手段之一。 但因为波长短, 很多可见光仪器的设计方案不再适用, 且极紫外观测只能在太空中开展。 国际上现有卫星上的太阳极紫外成像仪和光谱仪都有各自的不足, 比如极紫外成像仪不能获得高光谱分辨率的谱线信息; 狭缝式光谱仪通过扫描可得到活动区域的信息, 但扫描时间过长, 对于研究剧烈变化的太阳活动有很大的局限性。 这些不足制约了对日冕物质抛射(CME)和耀斑等太阳活动的高精度观测及对其机理的研究: 无法看到CME在内日冕的加速过程, 而且无法将可见光看到的CME现象同极紫外看到的日面源区直接联系; 缺少观测目标的视向速度信息, 难以识别CME的触发过程。 采用多级衍射成像方式的一种新型太阳极紫外成像仪, 除实现传统极紫外成像仪功能外, 还可以在太阳活动变化过程中同步获得全日面各区域的光谱信息。 新型成像仪可以得到高光谱分辨率数据, 用于反演低日冕的等离子体视向速度, 获得全日面的速度分布, 与同时得到的高空间分辨率图像相结合, 可以识别太阳活动现象对应的物质运动, 为空间科学研究提供数据; 因为没有狭缝和运动部件, 可以实现对大视场的太阳活动区域的高时间分辨率成像, 有利于捕捉日面活动的快速变化。 新型成像仪采用无狭缝光谱分光成像的设计理念, 即同一时间把一定光谱带宽的信息记录到一个二维的图像上, 此过程可以看成是从某一个角度将空间和光谱数据立方体投影到一个面上, 然后再利用反演得到空间分辨图像和光谱信息。 多级光谱成像的光学设计与传统光谱仪最大的不同是其不存在逐行扫描的狭缝, 这使得其能够同时获得大视场内太阳的空间信息和光谱信息。 因为极紫外波段的特殊性, 以及本仪器面向卫星遥感应用, 不可能像可见光波段或者医用CT机一样实现很多衍射级的同时成像。 因此, 新型极紫外成像仪光学系统由反射镜、 色散光栅和五个探测器组成, 入射的太阳极紫外辐射经过光栅色散后分别由五个级次的探测器接收, 其中四个探测器分部接收±1和±2衍射级图像, 另外一个接收0级图像。 空间信息可以直接从0级图像得到, 而光谱信息则需要根据五个级次成像的反演结果得出。 介绍了光学系统的设计以及反演算法, 并分析了反演算法的误差。 光路基于变间距光栅设计, 可实现空间分辨率1.8 arcsec·pixel-1, 光谱分辨率7.8×10-3 nm·pixel-1, 同时减小了体积和重量, 适合空间应用。

    分享:
    0012

    摘要

    恒星光谱分类是天文技术与方法领域一直关注的热点问题之一。 随着观测设备持续运行和不断改进, 人类获得的光谱数量与日俱增。 这些海量光谱为人工处理带来了极大挑战。 鉴于此, 研究人员开始关注数据挖掘算法, 并尝试对这些光谱进行数据挖掘。 近年来, 神经网络、 自组织映射、 关联规则等数据挖掘方法广泛应用于恒星光谱分类。 在这些方法中, 支持向量机(SVM)以其强大的学习能力和高效的分类性能而备受推崇。 SVM的基本思想是试图在两类样本之间找到一个最优分类面将两类分开。 SVM在求解时, 通过将其最优化问题转化为具有(QP)形式的凸问题, 进而得到全局最优解。 尽管该方法在实际应用中表现优良, 但为了进一步提高其分类能力, 有的学者提出双支持向量机(TSVM)。 该方法通过构造两个非平行的分类面将两类分开, 每一类靠近某个分类面, 而远离另一个分类面。 TSVM的计算效率较之传统SVM提高近4倍, 因此, 自TSVM提出后便受到研究人员的持续关注, 并出现若干改进算法。 在恒星光谱分类中, 一般分类算法都是根据历史观测光谱来建立分类模型, 其中最关键的是对光谱进行人工标注, 这项工作极为繁琐, 且容易犯错。 如何利用已标记的光谱以及部分无标签的光谱来建立分类模型显得尤为重要。 因此, 提出带无标签数据的双支持向量机(TSVMUD)用以实现对恒星光谱智能分类的目的。 该方法首先将光谱分为训练数据集和测试数据集两部分; 然后, 在训练集上进行学习, 得到分类依据; 最后利用分类依据对测试集上的光谱进行验证。 继承了双支持向量机的优势, 更重要的是, 在训练集上学习分类模型过程中, 不仅考虑有标记的训练样本, 也考虑部分未标记的样本。 一方面提高了学习效率, 另一方面得到更优的分类模型。 在SDSS DR8恒星光谱数据集上的比较实验表明, 与支持向量机SVM、 双支持向量机TSVM以及K近邻(KNN)等传统分类方法相比, 带无标签数据的双支持向量机TSVMUD具有更优的分类能力。 然而, 该方法亦存在一定的局限性, 其中一大难题是其无法处理海量光谱数据。 该工作将借鉴海量数据随机采样思想, 利用大数据处理技术, 来对所提方法在大数据环境下的适应性展开进一步研究。

    分享:
    0012

    摘要

    景德镇青花瓷是我国最具代表性的陶瓷品种之一, 具有很高的学术价值和社会经济价值。 不同年代的青花瓷仅靠外观难以区分, 如何快速准确区分不同年代的景德镇青花瓷是文物?;そ缑媪俚囊桓瞿烟?。 高光谱技术是一种完全无损的分析方法, 并已经在壁画、 字画等文物的颜料分析中得到成功应用, 目前还没有关于瓷器文物的高光谱研究成果出现。 选取28个历代景德镇青花瓷碎片样本, 使用地面光谱仪测量样本胎釉和青花料部位反射率光谱, 分析其典型光谱特征, 并对历代青花料光谱特征参量变化趋势进行了分析。 研究表明, 青花料部位在可见近红外波段光谱特征较为显著, 历代青花料光谱特征参量有较明显的差异, 并有一定的变化规律。 高光谱技术对于景德镇青花瓷的断代研究有很大潜力。

    分享:
    0114

    摘要

    钢渣是冶金工业中产生的主要固体废弃物, 其产量约为每年粗钢产量的15%~20%。 由于技术的局限, 导致我国钢渣利用率较低, 仅为年钢渣产量的10%; 同时加之管理制度的不健全, 导致钢渣大量露天堆放, 对土地资源、 地下水源, 以及空气质量造成严重影响。 固体废弃物再利用是资源可持续发展的重要途径之一, 由于钢渣的主要化学成分(CaO, SiO2, A12O3, MgO, Fe2O3, MnO, f-CaO等)、 主要矿物组成(硅酸三钙、 硅酸二钙、 钙镁橄榄石、 钙镁蔷薇辉石、 铁酸二钙等)与水泥熟料的主要化学成分、 主要矿物组成极为相似, 是一种具有潜在胶凝活性的胶凝材料。 以钢渣尾渣作为研究对象, 采用机械研磨的方式对钢渣尾渣处理, 即物理激发, 获得不同粒径钢渣尾渣微粉。 依据《用于水泥和混凝土中的钢渣粉》(GB/T 20491—2006)与《水泥胶砂强度检验方法(ISO法)》(GB/T 17671—1999)制备一系列钢渣尾渣胶砂试块(分别标记为A40, A60, A80, A100和A120)。 研究对钢渣尾渣胶凝活性的影响, 以及不同水化时间对钢渣尾渣胶凝活性的影响, 即3 d钢渣尾渣胶砂强度、 7 d钢渣尾渣胶砂强度与28 d钢渣尾渣胶砂强度。 利用激光粒度分析仪(LPSA)对钢渣尾渣微粉的粒径分布进行测试与分析, X射线衍射仪(XRD)对钢渣尾渣微粉与钢渣尾渣胶砂的矿物组成进行测试与分析, 扫描电子显微镜(SEM)进行微观形貌测试与分析, 从而获得钢渣尾渣的物理激发机理。 结果表明, 随着钢渣尾渣微粉粒径的减小, 其胶凝活性呈现先增加后降低的趋势, 当研磨时间为80 min时, A80钢渣尾渣微粉的胶凝活性最高, 即3 d活性指数为67.55%、 7 d活性指数为71.96%和28 d活性指数为73.61%。 随着钢渣尾渣微粉粒径的减小, 钢渣尾渣微粉中RO相的XRD特征峰强度稳定, Ca2SiO4与Ca3SiO5的XRD特征峰强度呈现先增加后降低的趋势, Ca3SiO5与Ca2SiO4参与水化反应, 生成一定量的Ca(OH)2与C-S-H凝胶, 具有良好的胶凝活性。 A80钢渣尾渣微粉中Ca2SiO4含量较少, 而Ca3SiO5含量较多, 均可以生成一定量的Ca(OH)2与C-S-H凝胶, 小幅提高A80钢渣尾渣胶砂的早期(3~7 d)力学性能, 大幅提高A80钢渣尾渣胶砂的中、 后期(7 d~28 d)力学性能。 当水化时间3 d时, A80钢渣尾渣胶砂中存在少量水化产物且大量分散小颗粒; 当水化时间7 d时, A80钢渣尾渣胶砂中水化产物大幅增加且形成较大颗粒; 当水化时间28 d时, A80钢渣尾渣胶砂中形成大量水化产物且几乎不存在分散小颗粒。 从而进一步实现固体废弃物的资源化再利用, 达到钢铁企业增加效益, 环境缓解压力的目的。

    分享:
    009

    摘要

    重金属污染是一个相当严重的环境问题。 镉具有很强的生物毒性和不可降解性, 对生态环境和人体健康有极大威胁, 被列为优先控制污染物。 环境中镉的主要污染源是电镀、 采矿和化学工业等部门的废水, 如何简单高效去除水中的镉, 有重要的社会意义和经济意义。 目前, 水中重金属的去除方法有化学沉淀、 膜分离、 离子交换、 吸附、 电解等, 其中吸附法因简单高效而广泛应用。 活性炭纤维是一种新型活性炭, 孔径小且均匀, 表面官能团发达, 吸附性能好, 逐步应用于水处理领域。 以电感耦合等离子体光谱为检测手段, 佐以比表面积分析, X射线衍射, 元素分析和傅里叶变换红外光谱, 研究比较了三种活性炭纤维(纤维炭网、 活性炭无纺布、 活性炭纤维毡)的结构特点及其对水中镉的吸附性能。 三种活性炭纤维结构基本类似, 具有较发达的孔隙结构。 活性炭无纺布极性较强, 表面有丰富的羟基、 羧基、 醛基等含氧官能团, 对水中镉的吸附作用最大。 因此, 选择活性炭无纺布为吸附剂进行后续实验。 研究了活性炭无纺布吸附镉的影响因素, 如溶液pH, 吸附时间等。 溶液pH影响吸附剂表面电荷及水中镉的存在状态。 水中镉的去除效率随溶液初始pH的增大而增大, 在较低pH时, 吸附剂与Cd2+间存在静电斥力, 同时H+和Cd2+存在竞争吸附, pH>9时, 镉的去除是吸附与沉淀协同作用的结果, 选择pH为6~7。 在吸附的初始阶段, 活性炭无纺布对Cd2+的吸附量迅速增加, 10 min时, 吸附率达到72%。 随着吸附位点逐渐被Cd2+所填充, 吸附速率逐渐变慢, 300 min时, 吸附容量基本无变化, 吸附趋于平衡。 优化了镉的吸附条件后, 进行等温吸附实验和动力学实验。 结果表明, 25 ℃时, 吸附时间为300 min, pH 6.0条件下, 当镉的平衡浓度在20.00 mg·L-1时, 活性炭无纺布对镉的单位质量吸附量和单位比表面积吸附量分别是3.04 mg·g-1和0.035 mg·m-2。 用Langmuir方程(R2=0.997, KL =1.796 L·mg-1)和Freundich方程(R2=0.895, KF=0.918 L·mg-1, n=2.12)拟合活性炭无纺布对镉的等温吸附数据, Langmuir方程计算的理论吸附量为3.07 mg·g-1, 与实验值相当, 并且线性系数更高, 说明该体系的吸附符合Langmuir方程, 主要为单分子层吸附。 Langmuir分离因子介于0和1之间, 表明活性炭无纺布对镉的吸附容易进行。 用准一级动力学方程、 准二级动力学方程、 颗粒内扩散方程和Elovich方程四种动力学模型拟合吸附过程。 在吸附的前5 min, 镉在活性炭无纺布上的吸附符合颗粒内扩散方程(R2=0.985), 吸附主要受颗粒内扩散控制。 在吸附的5~300 min, 颗粒内扩散方程拟合较差。 整个吸附过程符合准二级动力学方程(R2=0.999, k2=0.367 g·mg-1·min-1), Elovich方程(R2=0.981, a=0.271 mg·g-1, b=0.083 mg·g-1·(lg min)-1)和准一级动力学方程(R2=0.927, k1=0.008 8 min-1)次之, 颗粒内扩散方程(R2=0.785)最差。 活性炭无纺布对镉的吸附过程是一种化学作用为主的吸附过程。 对5.00 mg·L-1含镉水样, 活性炭无纺布投放量为10 g·L-1时, 吸附后水中镉的浓度小于0.10 mg·L-1, 符合《污水综合排放标准》(GB 8978—1996)。 活性炭无纺布可同时吸附镉, 铜, 铅, 铬等重金属离子, 选择性较差。 但在电镀、 采矿等实际废水中重金属种类复杂, 适当提高吸附剂投放量, 可同时去除多种重金属。 利用活性炭无纺布吸附处理含镉水样, 处理效果好、 操作简单, 可以作为去除水中镉的吸附剂, 为含镉废水的处理提供了技术支持和理论基础。

    分享:
    0013

    摘要

    为了探究反射光谱检测水体中毒死蜱农药的可行性, 使用由ASD公司的FieldSpecPro地物波谱仪构成的高光谱采集系统在室内、 室外环境获取两种不同浓度区间的毒死蜱样品的光谱数据。 基于偏最小二乘(PLS)和主成分分析(PCA)算法分别对毒死蜱样品光谱数据建立全波段定量模型, 结果两种模型的预测能力均较高。 通过相关性分析(CA)计算相关系数来选择毒死蜱样品光谱的特征波长, 其中浓度区间为5~75 mg·L-1的室内、 室外实验光谱的特征波长为388, 1 080, 1 276 nm和356, 1 322, 1 693 nm, 浓度区间为0.1~100 mg·L-1的室内外实验样品光谱的特征波长为367, 1 070, 1 276, 1 708 nm和383, 1 081, 1 250, 1 663 nm。 结合PLS算法建立样品特征波长光谱数据的定量模型, 结果与全波段模型相比, 浓度区间为5~75 mg·L-1的室内外实验光谱PLS特征波长模型的校正集决定系数R2C分别提高至0.987 5和0.999 2, 预测集决定系数R2P分别提高至0.989 4和0.994 4, 校正集均方根误差RMSEC分别降低为2.841和0.714, 预测集均方根误差RMSEP分别降低为1.715和1.244; 浓度区间为0.1~100 mg·L-1的室内外实验光谱特征波长PLS模型的校正集决定系数R2C分别提高至0.998 3和0.998 8, 预测集决定系数R2P分别提高至0.998 4和0.999 0, 校正集均方根误差RMSEC分别降低为1.383和1.186, 预测集均方根误差RMSEP分别降低为1.510和1.229, 验证集标准差与预测均方根误差的比值(RPD)有所增加, 尤其是针对浓度区间为0.1~100 mg·L-1的实验, RPD值显著增加至21.7, 说明基于特征波长建立的毒死蜱样品定量模型具有较高精度的预测能力, 但是通过不同浓度区间范围的对比实验发现, ASD地物光谱仪对低浓度的毒死蜱溶液预测的相对误差偏大, 存在客观上的检测下限。 为了保证不同试验条件下的毒死蜱农药的特征波长都得到分析, 增强模型使用的普适性与鲁棒性, 根据特征波长选择出4个波段, 即351~393, 1 065~1 086, 1 245~1 281和1 658~1 713 nm作为特征波段。 特征波段模型的波长变量个数共38个, 相比于全波段模型的432个波长变量, 模型变量精简了91.2%, 其中浓度区间为5~75 mg·L-1的室内外实验光谱PLS特征波段模型的R2C分别为0.993 7和0.987 8, R2P分别为0.979 8和0.998 2, RMSEC分别为1.690和2.516, RMSEP分别为1.987和0.659; 浓度区间为0.1~100 mg·L-1的室内外实验光谱特征波段PLS模型的R2C分别为0.9882和0.9807, R2P分别为0.9391和0.9936, RMSEC分别为3.345和3.942, RMSEP分别为8.996和2.663, 且四种实验情况下的模型RPD值均大于2.5, 满足定量分析条件。 因此采用高光谱采集系统对室内和室外环境中毒死蜱农药的快速检测具有一定的可行性, 此研究结果对有机磷农药等面源污染物快速检测有实际的应用价值, 可为农田水体有机磷农药快速检测仪器的开发提供理论基础。

    分享:
    0012

    摘要

    高光谱成像因光谱分辨率高、 图谱合一、 可实现快速无损检测等特点现已广泛应用于农业、 医学、 遥感等领域。 现有的对可回收生活垃圾检测与分类的方法, 都存在检测时间长, 分类效率低, 而大量多种垃圾无法同时快速分拣等问题。 考虑到不同类别的生活垃圾由于其主要组成分子结构的差异, 对不同波长的光有不同的吸收特性。 高光谱图像在记录待分类垃圾的空间信息的同时, 可以获得垃圾对不同波长的光的反射率光谱信息, 通过建立识别分类模型对反射率光谱信息进行分析可以实现对高光谱图像中待分类垃圾的识别与分类。 收集常见纸质、 塑料、 木质三种材料的可回收的垃圾样本, 包括塑料瓶、 食品包装袋、 塑料玩具(饰品)碎片、 一次性筷子、 雪糕棒、 木制家具碎片、 木制包装盒、 废旧课本、 广告纸、 办公用纸等多种物品共30个样本, 进行清洗和裁剪处理, 避免样本表面污渍对样本反射率产生影响。 利用高光谱成像系统采集样本在近红外(780~1 000 nm)范围内的高光谱图像, 其中18个样本做训练样本集, 12个样本做测试样本集。 对采集的样本图像数据做预处理, 包括去噪声以及黑白校正反演反射率信息等处理; 通过主成分分析(PCA)方法对训练样本集感兴趣区域(ROI)进行分析, 提取到的特征波段为795.815, 836.869, 885.619, 916.409, 929.239, 934.37, 957.463, 972.858和988.253 nm; 在特征波段下分别提取这三种类别垃圾的参考光谱, 通过光谱角度填图法(SAM)对测试样本ROI区域内提取的测试样本点集在特征波段下与参考光谱进行匹配, 由匹配程度进行样本点归类, 分析结果表明, 测试样本集中纸制样本(A类别)、 塑料样本(B类别)、 木制样本(C类别)的分类准确度分别为100%, 98%和100%, 测试样本点集整体的分类准确度为99.33%; 通过Fisher判别方法分析训练样本集得出判别函数式和判别准则, 对测试样本点集分类, 评价结果为A, B和C类样本分类准确度分别为100%, 100%和97%, 测试样本点集整体分类准确度为99%。 通过SAM和Fisher两种判别方法对测试样本集的光谱图像进行目标物的检测与分类, 结果表明, 利用SAM判别方法在可回收垃圾的高光谱图像中实现检测与分类有更高的分类准确度, 可达到99.33%。 同时, 也验证了使用高光谱成像进行可回收垃圾快速分类的科学性以及可行性, 对未来系统化、 机械化、 智能化地解决生活中可回收垃圾的分类具有一定的实用意义。

    分享:
    0014

    摘要

    为了快速检测马铃薯叶片的水分含量, 并探究受到干旱胁迫时叶片含水率变化情况, 利用高光谱成像对马铃薯叶片含水率进行检测和可视化研究。 采集71个叶片, 用烘干法对叶片水分梯度进行控制, 共得到355个样本。 使用高光谱分选仪器采集叶片862.9~1 704.2 nm(256个波长)的光谱成像数据, 采用称重法测量含水率。 利用Sample set partitioning based on joint X-Y distance(SPXY)算法将总样本按照2∶1的比例划分为建模集(240个样本)和验证集(115个样本)。 对采集的数据进行光谱特征分析, 本文分别用CA和RF两种算法, 各筛选得到15个特征波长。 基于CA筛选出相关系数高于0.96的15个波长分别为1 406.82, 1 410.12, 1 403.62, 1 413.32, 1 416.62, 1 419.82, 1 400.32, 1 423.12, 1 426.32, 1 429.62, 1 432.82, 1 436.12, 1 439.32, 1 442.52和1 445.8 nm。 基于RF算法筛选被选概率高于0.3的15个特征波长, 按照被选择概率值从大到小排列, 分别为1 071.62, 1 041.12, 1 222.52, 1 465.22, 1 397.02, 1 449.02, 1 034.32, 1 523.22, 976.42, 1 172.52, 979.82, 1 165.82, 1 037.72, 1 426.32和869.8 nm。 用CA和RF算法筛选到的特征波长建立PLSR模型, 分别记为CA-PLSR模型和RF-PLSR模型。 利用高精度模型检测结果, 对马铃薯叶片含水率进行可视化分析, 首先计算马铃薯叶片图像每个像素点的含水率, 得到灰度图像, 然后对灰度图像进行伪彩色变换, 绘制出叶片含水率可视化彩色图像。 为了体现马铃薯叶片烘干处理中含水率变化进程, 用HSV彩色模型对样本叶片的伪彩色图像进行分割, 获得分割图像结果, 显示出在某含水率区间的叶片面积比例。 结果显示, CA算法选取的15个波长均在1 400.3~1 450.0 nm范围内, CA-PLSR模型的建模精度(R2c)为0.975 5、 建模集均方根误差(RMSEC)为2.81%, 验证集精度(R2v)为0.933 2、 验证集均方根误差(RMSEV)为2.31%。 RF算法选取的特征波长分布范围较CA法选取范围广, 具有局部“峰谷”特性, 且RF-PLSR模型的建模集精度(R2c)为0.983 2、 RMSEC为2.32%, 验证集精度(R2v)为0.947 1、 RMSEV为2.15%。 选取RF-PLS模型计算马铃薯每个像素点的含水率, 得到伪彩色变换图像, 观察可知随着烘干时间的增加含水率逐渐下降; 并能够从叶片结构角度看到, 随着水分胁迫的加强, 叶片从边缘开始失水, 逐渐向叶片中间蔓延, 其中叶茎和叶脉的含水率较其他部位高。 计算得到叶片伪彩色图像中含水率大于90%, 80%和70%的像素点占整个叶片图像的比例。 利用高光谱成像技术可以实现马铃薯叶片的含水率检测与分布可视化表达, 为监测马铃薯生长状况以及叶片含水率分析提供新的理论根据。

    分享:
    0013

    摘要

    单倍体育种技术是玉米育种新方法, 该方法可有效缩短产生纯合系的周期, 提高育种效率。 该技术需首先挑选足量单倍体籽粒, 而玉米在未加人工干预时, 单倍体在混合籽粒中仅占0.05%~0.1%, 即使采用生物诱导技术, 单倍体籽粒数一般也不到籽粒总数的10%。 高速、 精准地从大量混合籽粒中挑选得到占比少于10%的单倍体籽粒, 才能够满足工程化育种需要, 而实际育种工作中挑选单倍体时常用的分子生物学、 田间形态学辨别等方法存在耗时长、 成本高、 破坏样本等缺点, 难以高效精准地得到玉米单倍体籽粒。 相关研究已经证明高油玉米的单倍体与二倍体之间具有明显含油率差异, 目前低场核磁共振技术可用于检测玉米单籽粒的含油率, 并根据含油率对单倍体进行鉴别, 但核磁共振仪存在价格贵、 维护难、 速度慢、 效率低等弱点, 现有设备完成单籽粒分选需用时4 s, 无法满足工程化育种中大量筛选的速度需求。 使用VIAVI微型近红外光谱仪能够达到0.25 s每颗的检测速度, 相比核磁共振技术速度快, 仪器价格较低, 维护方便。 使用近红外光谱仪分析技术对单倍体与二倍体籽粒进行鉴别, 可以取代核磁共振鉴别单倍体的方法。 采用近红外光谱定性鉴别单倍体籽粒虽然取得了一定效果, 但目前研究中所采集玉米品种相对较少, 研究只针对某一品种单倍体建立模型, 对该品种单倍体进行分类; 国内外尚无多品种混合单倍体鉴别相关研究, 而工程化育种亟需一种能够识别多个品种玉米单倍体的鉴别方法。 为此, 本文提出一种基于深度信念网络的多品种混合玉米籽粒单倍体鉴别方法, DBN是一种多层深度神经网络, 每层由受限玻尔兹曼机构成, 采用逐层训练策略, 可解决传统神经网络训练方法不适用于多层网络训练的问题。 对比实验结果表明使用DBN方法建立多品种单倍体鉴别模型具有较高分类性能, 能够满足玉米工程化育种精度要求。

    分享:
    0012

    摘要

    β-胡萝卜素广泛存在于植物体中, 是典型的线性多稀分子, 具有重要的生物功能。 由于β-胡萝卜素是碳碳单、 双键(C—C, CC)交替的短链共轭多稀分子, 含有大量离域的π电子, 具有重要的光电特性。 根据Andreas等对拉曼散射强度的研究, 当激发光波长落在分子的电子吸收带时, 会产生共振拉曼效应, 能使拉曼光谱强度提高106倍。 利用共振拉曼光谱技术, 测量了β胡萝卜素分子及胡萝卜、 青萝卜、 白萝卜肉质直根不同部位其拉曼光谱, 发现含β-胡萝卜素较高的胡萝卜的拉曼光谱与β-胡萝卜素的吻合很好。 Gellerman等研究表明, 样品浓度与拉曼峰强成正比关系, 从拉曼光谱中容易发现三种萝卜的光谱强度纵向根头到主根及横向表皮到根芯逐渐降低, 且青萝卜和白萝卜拉曼光谱强度都很低, 并在碳碳单键的振动峰处发生峰劈裂。 分别计算了碳碳单键和碳碳双键与碳氢键拉曼强度比, 三种萝卜的ICC/IC—H随着测量部位(横向和纵向)的不同变化幅度接近: 胡萝卜的表皮和根芯纵向的变化率分别为A1=0.213 3和A2=0.215 9, 青萝卜表皮外和里的变化率分别为B1=0.219 1和B2=0.211 4, 白萝卜表皮外和里分别为D1=0.223 9和D2=0.224 1; 而对于IC—C/IC—H随着测量部位不同其变化率相差很大: 胡萝卜的变化率a1=0.212 1和a2=0.232 4, 青萝卜的变化率b1=0.263 5和b2=0.268 7, 白萝卜的变化率d1=0.369 0和d2=0.304 9。 对比发现三种萝卜的碳碳单键与碳氢键振动强度比随着测量部位的不同变化幅度相差很大, 而从碳碳双键与碳氢键振动强度比发现三种萝卜中不同部位的β胡萝卜含量有相似的分布。 这是由于青萝卜和白萝卜中β-胡萝卜素的含量少, 随着测量部位的不同C—C伸缩振动峰发生峰劈裂, 即在1 130和1 156 cm-1处出现两个振动峰, 经过计算和分析这两个峰都属于碳碳单键的伸缩振动峰, 且随着β-胡萝卜素含量的减少C—C整体的强度降低, 劈裂的新峰峰强度却有增加的趋势, 这使得原峰位的峰强度大幅度降低, 这与计算IC—C/IC—H的结果一致, 不同品种的萝卜中β-胡萝卜素含量随测量部位的不同变化幅度截然不同。 因此, 当样品中β-胡萝卜含量较少时, 利用CC振动峰峰强度同时分析样品不同部位的β-胡萝卜素含量分布变化会更准确。 同时, 研究和了解萝卜中不同部位β-胡萝卜素的含量为日常消费和膳食营养提供了很好的理论依据。

    分享:
    0012

    摘要

    基于高光谱开展植物水分盈缺检测是当前植物生理学研究的热点。 羊茅草是我国北方草坪使用量最大的草本植物之一, 其生长对水分需求量大, 水分亏缺会使其叶片颜色、 纹理、 形态等物理特征和组织生理特性发生系列变化。 开展基于高光谱的草本植物水分含量检测模型构建, 可实现对羊茅草等草本植物水分盈缺状况的快速无损监测, 利于全面、 可靠的诊断草本植物水分状况并及时采取应对措施, 为预测未来气候变化下北方常见草本植物生理响应及变化过程提供重要依据。 以北方使用量最大的草本植物——羊茅草为例, 采用盆栽控制实验法开展基于高光谱的植物水分含量观测模拟实验研究。 实验在恒温恒湿培养箱中进行。 经查阅有关文献, 该实验共设置空气CO2浓度(CX)(包括400和700 μmol·mol-1两个梯度)和土壤持水量(WX)(包括: 100%田间持水量, 40%田间持水量, 20%田间持水量三个梯度)两个变量, 共六种不同情景; 在不同情景条件下, 借助ASD Field Spec HandHeld光谱仪于每天10:00—14:00测定羊茅草叶片光谱反射参数, 主要包括: 光谱反射率(Ri)、 一阶导数光谱(Dλi)、 红边幅值(Dλr)、 红边位置(λr)、 红谷吸收深度(D)、 红边面积(Sr)、 光化学反射指数(PRI)、 叶绿素指数(Rch)、 归一化植被指数(NDVI)、 比值植被指数(RVI)、 归一化光谱指数(NDSI)、 比值光谱指数(RSI)、 分形维数(Fd)等。 通过采集不同情景下植物光谱反射参数, 采用多元线性逐步回归分析、 方差分析、 数学统计模型构建等多种方法, 探讨不同生境条件下羊茅草叶片水分含量与光谱反射率(Ri)、 红边幅值(Dλr)、 红边面积(Sr)等光谱参数之间的量化关系, 筛选出可以用于检测羊茅草水分含量状况的最优光谱特征参数, 并构建了基于高光谱的羊茅草水分含量检测模型公式。 研究结果表明: 归一化植被指数(NDVI)、 叶绿素指数(Rch)、 分形维数(Fd)与羊茅草叶片含水量之间相关性在99%置信水平上达到极显著水平(p<0.01), 且对于不同土壤水分胁迫条件下的羊茅草长势分辨效果较好, 是监测羊茅草水分含量的有效参数和最优参数。 同时发现, 羊茅草叶片水分含量(Y)与诸多光谱特征参数(X)之间具有良好的多元线性关系, 拟合得到羊茅草水分含量检测模型公式为: Y=-0.125XRch+1.714XNDVI-0.023XFd+0.018, 相关系数平方(R2)达到0.89, 通过F检验, 模型检验达到极显著水平(F=15.588>7.21, p<0.01), 说明建立的回归模型具备统计学意义, 可以用于羊茅草水分含量检测。 为快速便捷且准确无损的监测羊茅草受旱程度, 指导大面积草坪灌溉和管理等提供; 重要的技术支撑, 对于丰富植被水分光谱探测研究具有重要理论与实践意义。

    分享:
    0012

    摘要

    遥感反演已广泛应用于区域土壤理化性质的动态监测, 但是鲜有针对有机碳含量低、 下垫面不均一等土壤光谱特性不显著区域的研究。 黄土高原褐土带地形多样, 丘陵广布, 有机碳含量低。 采煤活动引起大面积土壤退化, 土壤光谱特性受到强烈干扰, 制约了区域尺度土壤有机碳(soil organic carbon)含量遥感反演精度。 以山西省褐土带典型采煤沉陷区为例, 借助地表反射率和室外实地采集的样本数据对褐土带煤矿开采沉陷区土壤有机碳含量进行反演。 采用结合高空间、 时间分辨率辅助气象数据的6SV(second simulation of a satellite signalin the solar spectrum-vector)模型和FLAASH(fast line-of-sight atmospheric analysis of spectral hypercubes)模型对研究区Landsat8 OLI影像的大气校正方法进行对比实验, 分析其对褐土带采煤沉陷区土壤光谱曲线及有机碳含量的影响, 识别敏感波段。 选择原始光谱反射率(R)和平方根(R)、 倒数的对数log(1/R)、 一阶微分(R′)等数学变换形式, 利用多元线性回归(MLR)、 BP神经网络(BP neural net)和偏最小二乘回归(PLSR)建立土壤有机碳反演模型。 结果表明: 6SV模型大气校正的效果要优于FLAASH模型, 可以有效消除大气、 地形对于反射率的干扰, 可见光波段反射率降低而近红外波段明显上升, 不同有机质含量等级土壤反射光谱特性分明; 640~670, 850~880, 1 570~1 600和2 110~2 290 nm波段对土壤有机碳含量指示性强; 相较于多元线性回归(决定系数R2为0.765)、 BP神经网络(R2为0.767), 偏最小二乘回归模型反演精度最高(R2为0.778); 结合高空间、 时间分辨率辅助气象数据的6SV大气校正模型与偏最小二乘回归建模能显著提高褐土带采煤沉陷区土壤有机碳的反演精度。 在此基础上预测研究区2013年—2015年土壤有机碳含量, 研究发现: 研究区土壤有机碳含量中部高, 两侧低, 复垦使土壤有机碳含量得到恢复。 研究结果可用于揭示黄土高原褐土带采煤沉陷区土壤有机碳含量的时空分布特征, 为改进区域土壤光谱分析、 土地复垦评价、 建立褐土带采煤沉陷区碳通量观测网络和土壤碳库估算提供理论和技术支持, 对研究区域甚至全球范围褐土带生态可持续发展提供依据。

    分享:
    0012

    摘要

    土壤剖面是土壤发生学研究的核心, 但过去几十年以来研究土壤剖面的技术并没有发生质的变化。 成像光谱技术可以提供高空间、 高光谱分辨率的土壤剖面数据, 能够弥补反射光谱技术采样深度间隔较大的不足, 用于定量研究土壤属性连续深度变化。 以室内采集的土壤剖面成像光谱数据为研究对象, 采用支持向量机方法进行光谱数据主成分分类, 探讨成像光谱数据用于剖面发生层划分的可行性并分析影响因素。 研究中首先定性分析各发生层平均光谱曲线形态特征, 然后通过分析剖面光谱数据主成分深度变化特征及其散点分布情况, 探讨其用于剖面发生层划分的可行性; 最后进行1 000次随机划分数据集并建模、 预测以减小误差, 定量证明成像光谱数据用于土壤发生层划分的可行性, 并通过样本分类错误频率来分析影响分类精度的因素。 研究结果表明, 受成土过程影响剖面内各发生层平均光谱曲线特征存在差异。 成像光谱数据的主成分可以定量呈现土壤剖面深度方向上属性的连续变化及样本散点分布的集聚特征, 能较好反映发生层之间的差异性, 可以用于发生层划分。 建模预测结果表明发生层的预测精度平均值达到93.08%。 同时发现, 光谱主成分分布相似区域的样本及位于发生层过渡区域的样本分类错误率较高。 该研究为利用成像光谱技术进行土壤剖面发生层划分提供了理论依据, 为下一步进行剖面发生层制图奠定了技术基础。

    分享:
    0012

    摘要

    针对量子点光电探测器线列进行微光检测研究, 量子点探测器采用AlAs/GaAs/AlAs双势垒结构, GaAs宽阱中分别有一个InAs量子点(QDs)和In0.15Ga0.85As量子阱(QW), 建立一个简单的器件模型进行分析。 常温下, 在632.8 nm He-Ne激光照射下, 当光功率为 0.01 pW时, 器件偏压-0.5 V, 积分时间80.2 μs, 电压响应率达到7.0×1011 V·W-1, 具有非常高的灵敏度, 这种光电探测器在300 K温度下可以探测光功率小于10-14 W极弱光。 以这种量子点光电探测器为核心研制的高灵敏度光谱仪和分子超光谱系统结合对生物组织样本进行检测, 研制了一种图谱相互验证, 互为校正的生物组织光谱测量系统。

    分享:
    0011

    查看更多

    摘要

    论述了光学相控阵的原理, 回顾了光学相控阵的发展历程, 特别是近年来硅光子相控阵的研究进展。利用与互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺线相兼容的绝缘体上硅(SOI)技术实现了大规模的集成, 目前国外报道的最大的硅光子相控阵集成了4096个阵元。在硅光子上实现的二维光束扫描角度可以达到46°×36°, 光束宽度只有0.85°×0.18°, 天线的损耗小于3 dB, 且旁瓣抑制大于10 dB。此外, 采用微机电系统(MEMS)器件实现的光学相控阵的光束扫描速度超过0.5 MHz。阐述了各种方式实现光学相控阵的优缺点, 并对未来发展前景进行了展望。最后, 介绍了光学相控阵在激光雷达、成像、军事上的应用。

    摘要

    光具有由偏振性决定的自旋角动量(SAM)和由光场空间分布决定的轨道角动量(OAM)两种不同的物理性质。重点对光的自旋和轨道角动量在光束生成和变换性质、存在形式和描述方法、力学效应、空间相干性和时间相干性、角向多普勒频移效应及参量转换与量子纠缠等方面进行对比,探索它们的现象学差别,以期更好地理解光的本性,为该领域的研究提供启发和拓展思路。总结和分析了轨道角动量的最新研究成果,并展望了该领域的最新研究动态。

    分享:
    010762775

    摘要

    本文研究吸收介质中光传播和吸收介质界面上的反射和折射。定义二个单位矢量分别垂至于光波的等相面和等幅面,相应地得到二个等效折射率,它们不仅与吸收介质的复折射率有关,还与二个单位矢量的夹角有关。由此描述光波在吸收介质中的传播。并由此得到吸收介质界面上的反射和折射定律及其菲涅耳公式,所得结果也适用于由吸收和非吸收介质任意组合的界面。

    分享:
    08834244

    摘要

    相干测风激光雷达采用外差探测方式, 其后向散射信号经本振光放大, 信噪比理论上可达到量子极限, 具有高时空分辨、高精度的特点。相干测风激光雷达广泛应用于测量风切变、大气湍流、飞机尾流、阵风以及重力波等。目前, 国内外相继开展了相干测风激光雷达的研究。介绍了相干测风激光雷达的发展历史, 详细介绍了各波段相干测风激光雷达的最新研究进展, 并对相干测风激光雷达的发展趋势进行了简要总结。

    摘要

    细胞激光器是激光光子学和生命科学交叉领域的前沿研究方向, 其工作原理是, 在流体环境中, 将荧光蛋白、生物兼容的荧光染料及荧光素等和细胞有机结合在一起, 在谐振腔光反馈作用下使弱信号得到振荡放大实现细胞的激光输出。详细阐述了基于法布里-珀罗腔和回音壁模式微腔的细胞激光器的研究现状和基本原理, 由于谐振腔对光信号的反馈放大作用, 与传统的荧光信号相比, 激光信号能够有效增强传感探测的灵敏度, 提高分辨率。通过分析细胞等生物组织中发射激光的光谱和模式等信息来研究细胞内部的生理变化过程, 为医学治疗诊断、生物材料三维超分辨成像及可集成光源研究等提供新的技术和设计思路。

    摘要

    设计了一种基于超材料的微波频段宽带吸波器。吸波器采用典型的三层结构, 顶层和底层为金属层, 中间层为介质层。顶层是在单个单元上利用多个吸收峰叠加原理设计的由圆形开口环和方形开口环组合而成的金属结构。仿真结果表明, 该吸波器在10.65~22.39 GHz频率范围内的吸收率大于90%, 半峰全宽为13.07 GHz, 相对半峰全宽为83.7%;吸波器整体厚度仅为中心波长的1/10。

    摘要

    简要回顾了高功率光纤激光光谱合成的研究进展和现状,介绍了影响合成激光光束质量的外界因素,主要包括合成系统中的元器件及子光源阵列的线宽展宽。现有的理论、实验结果以及中国科学院上海光学精密机械研究所在光谱合成光束质量改进方面的最新研究进展,有助于优化设计光纤激光器光谱合成系统的内置参数,推动高亮度光谱合成技术的进一步发展。

    摘要

    分析了上海天文台皮秒激光器系统在不同重复频率下的输出功率、输出波形等性能,实现了重复频率为4 kHz、功率为3 W、波长为532 nm的激光稳定输出。建立了4 kHz重复频率卫星激光测距系统,实现了4 kHz重复频率卫星测距,其测量数据量和标准点数据精度比1 kHz重复频率的分别提高了约2.62倍和1.62倍,提升了卫星观测性能。采用Lomb算法获得了Ajisai卫星自转频率(平均值为0.4234 Hz)以及自转频率准确度(0.0054 Hz),与1 kHz激光观测系统相比,4 kHz重复频率卫星激光测距系统的卫星自转测定精度显著提升。

    PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(03):0314002
    分享:
    0121231

    摘要

    硫系玻璃具有较宽的红外透过范围及极高的线性和非线性折射率。综述了基于受激布里渊散射效应的硫系玻璃光器件研究进展, 以及硫系光纤和波导器件在布里渊激光器、慢光产生和微波光子滤波器等领域的应用现状, 指出了研究中存在的问题, 并展望了其发展前景。

    摘要

    将聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)层置于金纳米颗粒与金基底之间,研究了金纳米颗粒对处于PMMA夹层中的分子或量子点辐射源的总辐射速率、远场辐射速率、辐射方向等的影响。与单个金纳米颗粒相比,当2,3,5,9个金纳米颗粒等间距排列时,总辐射速率和远场辐射速率都会增强。通过测量远场辐射方向,可以反推出纳米颗粒的数量和间距,从而实现纳米颗粒数量和间距的高精度测量。

    摘要

    针对经典的暗通道理论算法在处理雾天图像时天空区域出现光晕和亮度损失的问题, 提出了一种基于边界限制加权最小二乘法滤波的雾天图像增强算法。该方法根据雾天图像的直方图特性, 分割出天空区域, 并求解出了全局大气背景光; 根据辐射立方体法则推导出边界限制条件, 得到了初始的透射率, 运用加权最小二乘法滤波方法和容差机制, 对透射率进行了平滑处理; 利用暗通道理论的模型, 求取了增强后的图像。研究结果表明, 在去雾效果和图像的可视度方面, 所提算法优于现有的暗通道算法。

    PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0309002
    分享:
    062680

    摘要

    为了研究激光熔覆过程中的稀释效应,模拟了不同扫描速度下单道激光熔覆304不锈钢过程中的温度场,并依据材料的熔点计算出稀释率。在27SiMn钢表面上进行了激光熔覆实验,测量了单道熔覆层横截面的高度和宽度以及热影响区的深度,并计算出稀释率。分析了熔覆层中不同区域的元素组成,测量了显微硬度。结果表明,数值模拟和实验得到的稀释率变化趋势基本一致,均随着扫描速度的增大而逐渐减??;扫描速度越大,熔覆层中元素的稀释效应越小,熔覆层中越靠近基体的区域,元素的稀释现象越明显;熔覆层到基体的显微硬度呈低-高-低的三台阶式分布,且随着扫描速度的增大,高硬度区的宽度逐渐变小。

    摘要

    采用达布变换法得到了标准非线性薛定谔方程的一阶呼吸子解及其怪波极限,研究了一阶呼吸子解的动力学特性。借助达布变换的递推关系得到了非线性薛定谔方程的高阶呼吸子解,并分别研究了碰撞叠加、分离、简并和并行传输模式。当各呼吸子的频率趋于零时,得到非线性薛定谔方程怪波极限。研究结果表明,怪波幅值、凸起数以及怪波分裂后中心波峰的阶数和周围的波峰个数均与怪波阶数有关。

    摘要

    基于反谐振反射光波导模型和模式耦合模型分析了负曲率空芯光纤的导光机理,利用有限元法模拟计算了圆形管环负曲率空芯光纤的结构参数对基模限制损耗的影响。通过分析嵌套环优化基模限制损耗机理,发现嵌套环之间的空气层对反谐振反射也有贡献,且嵌套环在不同管环数量下对限制损耗优化的影响不同。设计了一种纤芯直径不超过20 μm的低限制损耗负曲率空芯光纤,其在1550 nm处的限制损耗小于1 dB/km,可保证单模传输。

    摘要

    An ultra-compact hybrid-integration receiver optical subassembly (ROSA) with four channels is demonstrated in our laboratory with the size of 23.3 mm × 6.0 mm × 6.5 mm. The ROSA is comprised of a planar lightwave circuit (PLC) arrayed waveguide grating (AWG) chip, a top-illuminated positive-intrinsic-negative photodetector array chip, and a three-dimensional microwave circuit that is specially designed for compact packaging. For each transmission lane, the ?3 dB bandwidth of the ROSA is up to 20 GHz, and the maximum responsivity is up to 0.53 A/W. The proposed package structure can be used for smaller package sizes and would be an easy assembling solution for 100 GbE optical communication devices.

      分享:
      053106

      摘要

      针对高速摄像条件下双目同步立体匹配存在困难的问题,提出了一种基于双目相机的空间直线运动轨??焖俨饬克惴?。在建立了摄像机空间坐标系的基础上,基于小孔成像原理以及目标点与对应点的映射关系,构建了成像模型。对算法原理的实验验证表明,通过遍历点对组合并对其测量结果求平均值可减小误差,验证了原理的可行性与算法的有效性。

      摘要

      与传统的法布里-珀罗(F-P)腔半导体激光器相比,采用分布布拉格反射器(DBR)光栅的边发射半导体激光器在窄线宽、输出波长稳定等方面展示出了优异的特性,其在激光通信、光互联及非线性频率转换等领域有着巨大的应用需求。通过合理设计DBR光栅及器件结构,DBR半导体激光器可以实现激光窄线宽、双波长输出以及波长可调谐等性能?;谀谥肈BR光栅结构,DBR锥形半导体激光器可以同时兼具高功率、窄线宽及高光束质量等特性。针对这几类激光器,阐述了其结构设计、制作工艺及其性能优势,总结了国内外最新研究进展与发展现状,并对DBR半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。

      摘要

      使用衍射光学元件将高斯激光光束整形为能量分布均匀的平顶激光光束, 对比了两种激光诱导铜等离子体的特性, 研究了光束整形对激光诱导击穿光谱稳定性的改善作用。研究结果表明:激光光束能量分布的均匀性引起了烧蚀坑形貌以及单次烧蚀量的差异, 高斯激光和平顶激光诱导光谱的强度、等离子体温度和电子密度的相对标准偏差分别为12.33%和6.37%、2.10%和1.32%、5.31%和0.65%; 光束整形后激光诱导击穿光谱的稳定性得到了明显改善,两种激光诱导产生的等离子体均呈局部热力学平衡状态。

      PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(03):0311004
      分享:
      031121

      摘要

      We report bound states of solitons from a harmonic mode-locked fiber laser based on a solution-processed graphene saturable absorber. Stable soliton pairs, 26.2 ps apart, are generated with 720 fs duration. By simply increasing the pump power, the laser can also generate harmonic mode-locking with harmonics up to the 26th order (409.6 MHz repetition rate). This is a simple, low-cost, all-fiber, versatile multifunction ultrafast laser that could be used for many applications.

        分享:
        02856

        摘要

        In this paper, we propose a novel approach to achieve spectrum prediction, parameter fitting, inverse design, and performance optimization for the plasmonic waveguide-coupled with cavities structure (PWCCS) based on artificial neural networks (ANNs). The Fano resonance and plasmon-induced transparency effect originated from the PWCCS have been selected as illustrations to verify the effectiveness of ANNs. We use the genetic algorithm to design the network architecture and select the hyperparameters for ANNs. Once ANNs are trained by using a small sampling of the data generated by the Monte Carlo method, the transmission spectra predicted by the ANNs are quite approximate to the simulated results. The physical mechanisms behind the phenomena are discussed theoretically, and the uncertain parameters in the theoretical models are fitted by utilizing the trained ANNs. More importantly, our results demonstrate that this model-driven method not only realizes the inverse design of the PWCCS with high precision but also optimizes some critical performance metrics for the transmission spectrum. Compared with previous works, we construct a novel model-driven analysis method for the PWCCS that is expected to have significant applications in the device design, performance optimization, variability analysis, defect detection, theoretical modeling, optical interconnects, and so on.

          分享:
          027276

          查看更多

          摘要

          通过单个自由曲面反射器的反射, 令光源发出的能量重新分布, 在特定照明面上实现所需照明, 从而简化了投影设备中的照明系统, 使设备的进一步小型化成为可能。根据给出的光源辐射特性和所需实现的照明面上的能量分布, 可得到一组偏微分方程, 数值差分求解直接得到自由曲面反射器。光源采用发光面积1 mm×1 mm朗伯体发光的LED, 视角为120°, 照明面为4∶3的均匀矩形光斑。设计了两种自由曲面反射器, 并用软件对得到的曲面进行了照明模拟, 模拟得到的照明均匀性接近90%。两种反射器在光轴方向上的投影尺寸均小于25 mm, 垂直光轴方向上投影长度均小于22 mm, 照明系统总长均小于40 mm, 结构紧凑, 适用于小型LED投影设备。

          PDF全文光学学报 | 2007,27(03):540-544
          分享:
          037718829

          摘要

          飞秒激光微加工技术具有加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维微结构加工等优点,这些特性是传统的激光加工技术所无法取代的。首先回顾了激光微加工和超短脉冲激光技术的发展历史,然后介绍超短脉冲激光与金属和介质材料相互作用的机制,接着阐述了飞秒激光直写、干涉和投影制备等各种加工方法的原理,重点讨论飞秒激光在三维光子器件集成、微流体芯片制备及其在生化传感方面的应用等,最后展望了飞秒激光微加工领域所面临的机遇和挑战,指出了未来的研究方向。

          PDF全文中国激光 | 2007,34(05):595-622
          分享:
          0161620713

          摘要

          光子晶体光纤(PCF),又称为多孔光纤(HF)或微结构光纤(MF),是一种单一介质,并由波长量级的空气孔构成微结构包层的新型光纤。光子晶体光纤呈现出许多在传统光纤中难以实现的特性,从1996年世界上制造出第一根光子晶体光纤以来,它便受到了广泛关注并成为近年来光学与光电子学研究的一个热点。介绍了光子晶体光纤的制作工艺、工作原理、基本特性、目前的研究重点和进展情况,重点评述了光子晶体光纤非线性光学方面的研究及其潜在的应用。

          PDF全文中国激光 | 2006,33(01):57-66
          分享:
          1241432417

          摘要

          高分辨力空间相机的光学系统决定相机的外形尺寸和布局,为了相机的小型化、轻量化和结构稳定,针对某一种光学设计指标要求,分析比较多种光学系统结构是有必要的。本文针对在太阳同步轨道上用TDI CCD 推扫方式成像的高分辨力可见光相机,在设轨道高度为500 km,地面像元分辨力达到 0.5 m的情况下,用CODE V软件分析研究了6种可能的相机光学系统结构,得到了不同相对孔径和不同视场角的光学设计结果,并给出了可供参考的6种光学系统设计数据。指出在实际工程应用时,应根据不同的地面覆盖宽度的需求确定光学系统视场角,然后根据不同的视场角选定能满足这个视场角要求且尺寸最小的光学系统结构形式。

          PDF全文光学 精密工程 | 2008,16(11):2164-2172
          分享:
          01146945

          摘要

          综述了近年来棒状、盘片、光纤和热容等高平均功率全固态激光器的进展和国内近期的工作。围绕限制激光器输出平均功率提高和激光光束质量下降的热效应问题, 比较了各类激光器的优缺点。总结了减小或补偿无用热不利影响的现有技术手段, 指出减小激光器热效应可能的技术途径。

          PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1605-1618
          分享:
          0138324024

          摘要

          将相位检测面形术(PMP)用于大尺度、 高精度三维面形测量中。 采用文中提出的双向高度坐标校正法, 可以得到精确的物面三维坐标。 提出了一种新的基于洪水算法的图像拼接法, 采用此方法可以按最佳的途径将各子区域的高度分布合成整个物面的高度分布。

          PDF全文光学学报 | 2000,20(06):792-796
          分享:
          0023879

          摘要

          以GaN基功率型发光二极管(LED)为代表的半导体照明光源, 具有其他传统光源无法比拟的诸多优点, 被公认为21世纪最有价值的新型光源。充分发挥功率型LED的优势, 利用非成像光学进行面向实际应用的功率型LED封装光学系统设计, 以高端半导体照明光源的制造为突破点, 带动整个半导体照明产业的快速进步, 已成为半导体照明技术发展的战略选择?;毓肆朔浅上窆庋У睦?、研究进展以及在半导体照明中的应用, 并通过设计实例, 介绍了面向功率型LED光线耦合、二维给定光分布以及三维给定光分布问题的非成像光学系统设计原理与解决方案。

          PDF全文中国激光 | 2008,35(07):963-971
          分享:
          037319315

          摘要

          简要介绍大型钛合金结构件激光直接制造的技术特点及其在航空航天等工业装备中的应用前景,重点报道大型钛合金结构件激光直接成形制造工艺、内部质量控制和应用研究进展。深入评述大型钛合金结构件激光直接成形制造技术发展面临的问题及其热物理、熔池非平衡冶金动力学、内部组织快速凝固和内部缺陷控制的复杂性。指出零件“变形和开裂”预防和“内部质量”控制是目前制约该技术发展和应用的关键“瓶颈难题”,只有加强对零件“内应力演化规律与变形开裂行为”及“凝固组织形成规律及内部缺陷形成机理”等基础问题的研究和认识,才能有效解决上述瓶颈难题。

          PDF全文中国激光 | 2009,36(12):3204-3209
          分享:
          02257346

          摘要

          对半导体激光器的发展历史和发展现状进行了综述, 并具体介绍了长春光学精密机械与物理研究所近年来在大功率半导体激光器方面所取得的主要进展,特别是在大功率半导体激光器的激光光源、垂直腔面发射激光器和新型激光器芯片等方面。

          PDF全文发光学报 | 2015,36(01):1
          分享:
          01233742

          摘要

          综述了用于下一代移动通信的光纤毫米波副载波通信技术(ROF)的研究进展。介绍了系统的基本构想和涉及的关键技术。着重介绍几种毫米波副载波光发射器以及有关光学技术的新进展,包括外调制器方法、射频上转换法、光学外差法、毫米波调制光脉冲发生器等;简要介绍了ROF接收技术、系统技术和有关应用的研究动向。

          PDF全文中国激光 | 2006,33(04):481-488
          分享:
          023422576

          摘要

          采用两个中心波长约976 nm准直输出的高功率半导体激光??槲樵嗽?通过空间滤波和非球面透镜耦合技术,双端抽运长度为21 m的大模场面积国产掺镱双包层光纤,获得了714.5 W的高功率连续激光输出。采用反向抽运,当入纤抽运功率为760 W时,激光输出功率达到501 W;采用双端抽运,当入纤抽运功率为1137 W时,获得了714.5 W的高功率连续输出,光光转换效率为62.8%,斜率效率为67%。

          PDF全文光学学报 | 2006,26(07):1119-1120
          分享:
          024628138

          摘要

          提出一种在数字加权滤波和调制度分析基础上形成可靠性控制模板,并按可靠度排序进行位相展开的新方法。该法用于傅里叶变换轮廓术中,可以兼顾所求位相精度和位相展开的可靠度,适合复杂物体面形的测量。给出了傅里叶变换轮廓术对复杂物体面形测量的应用实例。

          PDF全文光学学报 | 1998,18(09):1228-1233
          分享:
          087427573

          摘要

          光电跟踪和测量设备用于测量飞行器在空中的飞行轨迹,作为飞行器飞行性能的评价.随着现代技术的发展,对飞行器性能提出愈来愈高的要求,从而也对跟踪和测量飞行器飞行轨迹的光电跟踪和测量设备提出了相应的技术进步要求,特别是对其测量精度指标.如何做好和完善误差分析、误差分配和误差综合,成为研制更高性能的光电跟踪测量设备总体设计中的一个重要问题,贯穿从可行性论证、方案论证、方案设计、设计、制造、装调、直到试验等整个研制过程.就这一类设备中最为复杂的机载光电跟踪测量设备的目标定位误差(即3轴上的测量误差),通过建立从被测目标到地面中心测量站9个坐标系,进行31次线性变换,构造35个变量的统一测量方程;进行测量误差因素的分析和分配,以及用蒙特卡洛法来分析和计算系统的目标定位误差.

          PDF全文光学 精密工程 | 2005,13(02):105-116
          分享:
          007981

          摘要

          研究了光在一维周期性介电材料中的传播特性, 指出传统的高反膜只是光子晶体的一个特例, 从而从光子晶体的角度对多层膜系的设计提出了一条新的思路, 同时研究了材料的介电常数以及结构与高反带带宽之间的关系。 最后通过在多层膜中引入掺杂(中间一层被另一种介质所代替), 得到第一能隙中掺杂模式的频率与掺杂材料的介电常数之间的对应关系, 由此提出一种精确测量介质介电常数的方法。

          PDF全文光学学报 | 2000,20(06):728-734
          分享:
          0025842

          摘要

          综述了现有的3类激光光束质量评价方法, 即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性, 给出了M2因子的不变量。

          PDF全文中国激光 | 2009,36(07):1643-1653
          分享:
          038810259

          摘要

          讨论了由无窗硅光电二极管构成的反射式陷阱探测器的设计方案和工作原理,通过实验测试证明它具有良好的线性、空间响应均匀性、偏振非敏感性和稳定性。在可见波段的7个激光波长上(488nm~786nm),通过低温辐射计标定了陷阱探测器的绝对光谱响应率,不确定度小于0.035%,比现有的标准辐射源的精度提高了约2个量级,证明其可以作为高精度的绝对光谱响应率标准探测器。

          PDF全文光学学报 | 2001,21(06):749-752
          分享:
          07318596

          摘要

          可调谐二极管激光吸收光谱(TDLAS)技术利用二极管激光器波长调谐特性,获得被测气体的特征吸收光谱范围内的吸收光谱,从而对污染气体进行定性或者定量分析,这种方法不仅精度较高,选择性强而且响应速度快,已经被用于大气痕量气体监测以及工业控制。在对空气中的痕量气体进行检测中,由于气体浓度较低,需要和长吸收光程技术相结合。将可调谐二极管激光吸收光谱与经过108次反射后达到27 m光程的多次反射池相结合研制了用于地面环境空气中甲烷含量监测的便携式吸收光谱仪,并结合了用于微弱信号检测的二次谐波检测技术,从而达到了体积分数低于1×10-7的检测限,并利用不同体积分数的甲烷气体对系统进行了测试,得到了很好的测试结果。

          PDF全文光学学报 | 2006,26(01):67-70
          分享:
          012418625

          摘要

          激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术.检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足.基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓,该算法除了可以检测光斑中心外,还可以检测光斑半径,达到亚像素级的定位精度,具有很快的计算速度,可适用于实时的光学测量.

          PDF全文红外与激光工程 | 2002,31(03):275-279
          分享:
          012310487

          摘要

          调制传递函数(MTF)是描述光学成像系统信息传递频率特性的一个关键指标。在成像系统满足线性和空间不变性的条件下,对于含有点、狭缝和边缘等不同特征的图像,可以使用相应的方法计算得到成像系统的MTF。采用了倾斜刃边法来计算得到成像系统的MTF,分析了成像器件和算法步骤对计算结果产生的影响,进行了相应的校正,提高了计算结果的准确性。运用MTF补偿(MTFC)技术,分别使用了镜头MTF的设计值、测量值和计算值对实际拍摄得到的图像进行了复原。通过对以上3种复原图进行对比,实验结果证明了MTF计算值的可靠性和用于降质图像复原时的有效性。

          PDF全文光学学报 | 2010,30(10):2891-2897
          分享:
          01817102

          查看更多

          摘要

          在短波红外成像光谱技术的应用背景下, 对HgCdTe短波红外焦平面探测器的校正技术进行研究, 包括坏像元校正和非均匀性校正, 并提出先进行坏像元校正后进行非均匀性校正的探测器校正原则; 在标准辐射源下, 对正常像元的输出值进行正态分布拟合, 并通过3σ准则设定正常像元输出值阈值的方法, 确定探测器中坏像元的数量与位置, 然后根据短波红外成像光谱技术的应用要求, 对坏像元进行光谱二邻域均值替换; 坏像元校正完成后, 再采用运算量小、实时性强的两点法对探测器进行非均匀性校正。综合校正结果表明:探测器坏像元得到有效剔除, 坏像元输出值得到良好校正, 且非均匀性校正效果明显, 图像细节更加丰富。

          PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0204001
          分享:
          0131013

          摘要

          对室温下零声子线(抽运波长为969 nm)抽运Yb∶YAG激光器进行了理论研究, 建立了969 nm抽运Yb∶YAG的速率方程。在相同热负载状态下, 通过数值模拟分别得到969 nm和941 nm抽运时Yb∶YAG板条放大器的光-光转换效率和输出激光强度。模拟结果表明:941 nm和969 nm抽运的光-光转换效率基本相同; 抽运波长为969 nm的抽运强度比941 nm提高了20%以上。

          PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0214003
          分享:
          09992

          摘要

          采用Hirota方法研究了描述超材料中电磁波传输的非线性薛定谔方程, 解析得到了线性增益和非线性吸收平衡下两个精确的空间啁啾暗孤子解:暗孤子I(DSI)和暗孤子II(DSII)?;贒rude模型, 研究了DSI和DSII在不同电和/或磁极化非线性超材料中的形成条件、存在区域和传输特性, 并进行了数值验证。研究发现:存在于负折射区的DSI, 传输过程中速度逐渐增加, 而存在于正折射区的DSII, 传输过程中速度逐渐减慢; DSI具有正的啁啾, 而DSII具有负啁啾; DSII的波束宽度远小于DSI的波束宽度; DSI和DSII的背景幅度和半峰全宽由其系统模型的参数决定, 因此与入射波的频率直接相关, 在每种非线性情况下DSI和DSII的传输特性都不同。这些研究结果表明, 通过选择不同的非线性超材料和入射电磁波频率可以控制啁啾暗孤子的传输特性。

          PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0219001
          分享:
          045895

          摘要

          食源性致病菌的快速识别是一项重要的工作,与传统检测方法相比,拉曼光谱能在无损检测的同时加快鉴别速度。为了提高大肠杆菌O157∶H7以及布鲁氏菌S2株拉曼光谱识别的准确性和效率,提出一种基于主成分分析与Stacking算法的集成判别模型,使用网格搜索以及K折交叉验证来提高模型的稳健性。与逻辑回归、K近邻、支持向量机等单一模型进行对比,实验结果证明PCA-Stacking集成模型有最高的准确率,达99.73%,达到了预期效果。

          摘要

          Digital holography records the entire wavefront of an object, including amplitude and phase. To reconstruct the object numerically, we can backpropagate the hologram with Fresnel–Kirchhoff integral-based algorithms such as the angular spectrum method and the convolution method. Although effective, these techniques require prior knowledge, such as the object distance, the incident angle between the two beams, and the source wavelength. Undesirable zero-order and twin images have to be removed by an additional filtering operation, which is usually manual and consumes more time in off-axis configuration. In addition, for phase imaging, the phase aberration has to be compensated, and subsequently an unwrapping step is needed to recover the true object thickness. The former either requires additional hardware or strong assumptions, whereas the phase unwrapping algorithms are often sensitive to noise and distortion. Furthermore, for a multisectional object, an all-in-focus image and depth map are desired for many applications, but current approaches tend to be computationally demanding. We propose an end-to-end deep learning framework, called a holographic reconstruction network, to tackle these holographic reconstruction problems. Through this data-driven approach, we show that it is possible to reconstruct a noise-free image that does not require any prior knowledge and can handle phase imaging as well as depth map generation.

            分享:
            013825

            摘要

            炼锌溶液中痕量铜离子的光谱信号被掩蔽、干扰严重, 以及铜离子的非线性特性在高、低浓度区间的显著差异, 都会导致痕量铜离子的浓度检测比较困难。针对该问题, 提出了一种基于分区建模的锌液中痕量铜离子的光谱检测方法。该方法采用导数光谱结合小波去噪的方法对光谱信号进行预处理, 重现待测铜离子的谱峰。以相关系数-稳定性值作为变量的评价指标对波长变量进行排序, 并结合支持向量回归(SVR)模型选取最佳波长变量, 在此基础上, 根据混合溶液中铜离子光谱信号非线性特性将浓度划分区间, 并分别针对每个区间建立粒子群优化支持向量回归(PSO-SVR)模型, 计算出铜离子的质量浓度。将所提方法与现有多种回归方法进行比较, 结果表明:所提方法将预测方均根误差降低至0.0678, 模型决定系数提高至99.61%, 该方法的最大相对误差为6.94%, 平均相对误差为2.74%。

            PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0230002
            分享:
            05745

            摘要

            为了给甲鱼病害防控的合理用药提供技术支持, 本研究自2018年4至5月采集了湖南常德某甲鱼养殖场急性死亡病样, 进行了病原分离、鉴定与药敏分析。试验采用无菌穿刺接种法从濒临死亡的病鳖肝脏中分离出1株病原菌, 命名为HTG。利用血琼脂平板对该病原菌进行毒力检测, 结合形态观察与16S rDNA序列分析法进行鉴定, 采用K-B纸片扩散法对病原菌进行药敏分析。毒力检测显示HTG在血琼脂平板上呈β溶血;16S rDNA序列分析表明HTG与Aeromonas hydrophila strain JCM 1027的16S rDNA基因的核苷酸序列同源, 相似性为100%, 结合形态特征将HTG鉴定为嗜水气单胞菌;药敏分析结果显示HTG对多西环素高度敏感(抑菌圈直径达30 mm)。根据药敏分析结果, 建议该养殖场采用内服多西环素,辅以保肝护肝渔药对该病进行防控。

            PDF全文激光生物学报 | 2018,27(06):573
            分享:
            00698

            摘要

            提出了一种基于标记配对相干态(HPCS)和轨道角动量的循环差分相移量子密钥分发(RRDPS-QKD)方案, 以光子轨道角动量作为信息载体, 使用多种不同拓扑荷的轨道角动量的叠加态进行RRDPS-QKD的信息编码, 显著提高了密钥生成率。使用HPCS作为量子光源, 有效减小了空脉冲和多光子脉冲的比例, 提高了密钥生成率。分析了光源在湍流大气信道中的传输特性, 考虑了信道衰减和大气湍流对系统性能的影响。

            PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0227001
            分享:
            016668

            摘要

            本文以超级稻秸秆为原料, 碱溶液抽提法得到粗木聚糖, 然后酶水解, 制备低聚木糖。对酶解条件进行了优化, 并采用高效液相色谱法对木聚糖酶解液主要组分进行了分析。结果表明, 正交试验优化的最佳酶解条件为温度50 ℃、pH5.0、加酶量4%,在该试验条件下低聚木糖得率为13.5%。酶解液组分分析发现, 其主要组分为木二糖和木三糖, 只有少量的单糖, 该结果有利于后续低聚木糖的纯化, 符合低聚木糖制备的要求。

            PDF全文激光生物学报 | 2018,27(06):561
            分享:
            00638

            摘要

            为探讨超声心动图在肺心病患者心功能评价中的作用, 本文通过选取2016年1月至2018年1月期间本院呼吸内科住院部肺心病患者80例作为病例组, 同期选取本院健康体检中心的健康体检者80例作为对照组, 对全部研究对象进行超声心动图检查。二维超声心动图测定左心室收缩末期内径(LVESD)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、舒张期室间隔厚度(IVSD)、左心室后壁厚度(LVPWd)、室壁相对厚度(RWT)、左心室心肌指数(LVMI)、左心室射血分数(LVEF)、肺动脉主干内径(MPAD)、右心房横径(RAD) 、右心室前后径(RVD)、右心室面积变化率(RV-FAC)。多普勒超声心动图测定肺动脉收缩压(PASP), 三尖瓣环收缩期峰值速度( s’)、三尖瓣环收缩期位移(TAPSE)、三尖瓣舒张早期血流速度(E)与三尖瓣环舒张早期峰值速度(E’)的比值(E/E’)、三尖瓣舒张期血流速度比值(E/A)与右心室心肌做功指数(RV-MPI)。结果显示病例组LVESD、LVEDD、IVSD、LVPWd、RWT、LVMI、MPAD、RAD 、RVD与PASP均明显高于对照组, P<0.05, LVEF明显低于对照组, P<0.05。病例组s’、TAPSE、RV-FAC明显低于对照组, P<0.05。病例组E/E’与RV-MPI明显高于对照组, E/A明显低于对照组, P<0.05。因此, 超声心动图在肺心病患者心功能评价中的作用显著, 在指导临床治疗方案的制定中具有重要的意义。

            PDF全文激光生物学报 | 2018,27(06):555
            分享:
            00631

            摘要

            生物发光断层成像(BLT)是一种非侵入、高灵敏度的光学分子影像技术,可以通过探测生物体表面的光信号重建出生物体内部光源的三维分布情况。由于光在组织中传播时, 散射占据主导作用, 导致BLT重建问题的病态性, 给光源重建带来巨大的挑战。在BLT重建中, 基于光源稀疏分布的特征, 稀疏正则化方法相比于传统的L2范数正则化取得了显著进展。更进一步, 由于生物发光光源的分布具有的空间聚集特征, 利用该特征将有助于进一步提高BLT重建的准确性。相比于传统的针对求解域中所有未知量进行稀疏重建的算法, 探索了利用块稀疏进行生物发光断层成像重建的可行性, 首先通过对系统矩阵进行相关系数分析将求解域划分成一系列数据块, 然后利用块稀疏贝叶斯算法对生物发光光源的分布进行三维重建。通过仿真实验与小鼠活体实验, 并与传统稀疏重建算法L1-LS进行了比较, 结果表明该方法可以有效缓解BLT重建问题的病态性, 抑制噪声, 并且可提高重建结果的准确性。

            PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0211005
            分享:
            028627

            摘要

            本中心回顾性研究咖啡斑患者84例, 随机给予Q开关532 nm和755 nm激光治疗, 观察临床效果。结果显示, Q开关532 nm激光治疗36例, 痊愈10例(27.8%), 显效10例(27.8%), 有效8例(22.2%), 无效8例(22.2%);Q开关755 nm激光治疗48例, 痊愈14例(29.2%), 显效13例(27.1%), 有效11例(22.9%), 无效10例(20.8%), 84例患者总有效率78.6%。术后半年随访, 色素沉着9例, 色素减退3例, 复发9例。Q开关激光治疗形状不规则的咖啡斑有效率为79.5%, 治疗形状规则的咖啡斑有效率为52.5%, 两组治疗的有效率差异有统计学意义(P<0.05), Q开关532 nm激光和Q开关755 nm激光对咖啡斑的治疗效果无显著的统计学差异(P>0.05)。以上结果表明, Q开关532 nm激光和Q开关755 nm激光对咖啡斑有明确的治疗效果, 且外形不规则的咖啡斑治疗效果好。

            PDF全文激光生物学报 | 2018,27(06):551
            分享:
            00619

            摘要

            探讨二维斑点追踪显像技术在(2DSTE)甲状腺功能亢进(甲亢)患者左心房功能评价中的应用价值。选取2015年6月至2018年6月本院甲亢患者100例作为甲亢组, 同期选取体检中心健康人员100例作为健康组, 采用2DSTE检测左心房容量[左心房最大容积(LAVmax)、最小容积(LAVmin)、左心房收缩前容积(LAVp)]、功能左心房被动射血分数(LAPEF)以及左心房主动射血分数(LAAEF)应变参数心室收缩期左心房整体应变率(sRs)、心室舒张早期左心房整体应变率(sRe)和心室舒张晚期左心房整体应变率(sRa), 分析2DSTE对甲亢患者左心房功能的评价价值。甲亢组LAPEF、LAAEF明显低于健康组, 甲亢组LAVmax、LAVmin、LAVp明显高于健康组, 差异有统计学意义(P<0.05);甲亢组sRs明显低于健康组, 甲亢组sRe、sRa明显高于健康组, 差异有统计学意义(P<0.05);Pearson相关性分析结果显示, sRs与LAPEF、LAAEF呈正相关, sRe、sRa与LAPEF、LAAEF呈负相关(P<0.05)。2DSTE对甲亢患者左心房功能具有良好评价价值, 其sRs、sRe、sRa可作为评价患者左心房功能的重要指标, 值得临床作进一步推广。

            PDF全文激光生物学报 | 2018,27(06):567
            分享:
            00612

            摘要

            为了识别植被场景中的叶片和相邻障碍物, 提出了一种三维激光雷达的目标检测算法。以雷达点云中的相邻点构建邻域特征, 提取新的特征参数作为判别依据, 采用期望最大算法求得混合高斯模型以表征特征参数的分布情况; 最后, 利用马尔可夫随机场建立先验模型, 在最大后验概率框架下采用图割法进行求解, 得到最优目标函数。该算法已成功应用于无人驾驶平台。研究结果表明, 该算法能有效地识别叶片及其邻接障碍物, 可以清楚地分辨障碍物边界。与传统算法相比, 该算法具有更高的稳健性和准确率, 且其实时性满足实际应用的需求。

            摘要

            利用AML-2型车载测污激光雷达测得的合肥梅雨季节大气污染物的监测数据, 研究梅雨季节对流层大气气溶胶和臭氧的时空分布特征, 对比分析雨水对大气污染物消减的影响。结果表明:梅雨季节气溶胶的消光系数较小, 且随着高度增大呈递减的趋势, 在0.5 km高度处, 多天的消光系数为 0.1~0.18 km-1; 持续降水对气溶胶浓度具有显著的消减作用, 梅雨季节之前和梅雨季节气溶胶消光系数的均值分别为0.37 km-1和0.14 km-1; 梅雨季节臭氧的时空变化特征明显, 臭氧浓度随高度的增大而逐渐减小, 臭氧浓度的日差异较大, 2008年6月20日和24日, 0.4 km高度处臭氧质量浓度相差59.5 μg/m3; 与梅雨季节之前相比, 梅雨季节的臭氧浓度大幅减小, 相同高度处臭氧质量浓度均值的差值可达41.8 μg/m3。

            PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(01):0110003
            分享:
            014598

            摘要

            简要回顾了高功率光纤激光光谱合成的研究进展和现状,介绍了影响合成激光光束质量的外界因素,主要包括合成系统中的元器件及子光源阵列的线宽展宽。现有的理论、实验结果以及中国科学院上海光学精密机械研究所在光谱合成光束质量改进方面的最新研究进展,有助于优化设计光纤激光器光谱合成系统的内置参数,推动高亮度光谱合成技术的进一步发展。

            摘要

            基于激光超声方法,对裂纹在加热光辐照及自然冷却条件下的透射超声信号进行了实时监测。在不同功率加热光辐照下,得到了裂纹壁上的突起在裂纹受加热光辐照闭合时的三种典型的变化过程,对所产生的三种典型的变化过程的成因进行了分析与讨论。研究结果表明,裂纹在加热光辐照及自然冷却条件下的变化均与裂纹在未加热时的初始形貌特征有关。

            PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(02):0204009
            分享:
            028573

            摘要

            为了满足不同材料、不同厚度板材加工的需求, 设计了一种光斑大小和焦点位置可变的激光切割光学系统, 该变斑变焦激光切割光学系统由复合准直镜组、变焦镜组、补偿镜组和聚焦镜组组成; 采用在普通光学聚焦系统的准直镜组与聚焦镜组中间放置可调倍率扩束系统, 再将准直镜组和可调倍率扩束系统合并成一个复合准直镜组的方案, 简化了系统设计; 建立了四镜组可变斑变焦光学系统的物理模型, 推导了各镜组之间的移动规律, 并利用MATLAB软件进行理论验证; 在现有切割光学系统的基础上, 设计一种变斑变焦激光切割光学系统, 并利用软件优化像差。结果表明:通过移动变焦镜组和补偿镜组, 得到了放大倍率为1.000~3.750、焦点上下可调范围为-20~+10 mm的焦斑, 实现了焦斑大小和焦点位置的精准可调。

            PDF全文HTML全文 光学学报 | 2019,39(02):0222001
            分享:
            012560

            摘要

            Exciton-polaritons offer an exceptional platform for future photoelectronic and quantum information applications. The influence of the optical Stark effect on exciton-polaritons in a microcavity embodied with a monolayer WS2 is studied. A polarization dependent model is proposed to study the change of strongly coupled excitons and photons in a WS2 microcavity. It is revealed through both steady and dynamical states analysis that an outside optical Stark pulse can effectively vary the polariton characteristics, such as dispersion, exciton, and photon fractions, through blue shifting of excitonic resonance. Thus, the analysis and control of exciton-polaritons in a WS2 microcavity via a spin-selective trigger could be achievable.

              分享:
              068559

              摘要

              简要介绍了有效视差图像分割与重组(EPISM)的单步全息体视图打印方法的基本原理,分析了EPISM方法对不同场景深度再现质量变化的影响。研究了基于EPISM方法的全息体视图视觉跳变问题产生的原因,分析了全息体视图的曲率失真问题,验证了曲率失真对全息体视图再现质量的影响。通过减小全息单元尺寸进行了实验验证,有效提高了较短深度三维场景的再现质量。

              PDF全文HTML全文 中国激光 | 2019,46(02):0209002
              分享:
              06552

              查看更多

              热门关键词标签【Top 50】
              激光技术 (3150)  laser technique (2517)  专家 (2124)  Expert (2113)  激光器 (1816)  激光 (1801)  lasers (1383)  图像处理 (1375)  招标公告 (1292)  LED (1224)  光学设计 (1170)  image processing (1148)  光纤光学 (1131)  fiber optics (1127)  光通信 (1104)  测量 (1081)  measurement (1066)  非线性光学 (1029)  nonlinear optics (1026)  optical design (990)  spectroscopy (867)  光纤激光器 (777)  光谱学 (767)  光纤 (759)  量子光学 (719)  薄膜 (713)  太阳能 (707)  FPGA (703)  光子晶体 (702)  quantum optics (675)  半导体激光器 (667)  数值模拟 (631)  光电子学 (608)  光学器件 (605)  Optoelectronics (580)  光学 (577)  optical devices (543)  拉曼光谱 (539)  大气光学 (532)  CCD (524)  laser (524)  小波变换 (524)  numerical simulation (520)  optical communication (519)  材料 (515)  光学测量 (511)  fiber laser (499)  激光光学 (479)  光纤光栅 (474)  成像系统 (474)  光子晶体光纤 (472)  atmospheric optics (471)  materials (469)  thin films (469)  optical communications (465)  激光雷达 (462)  optical measurement (461)  laser optics (459)  激光熔覆 (453)  博客 (433)  物理光学 (431)  Blog (431)  遥感 (427)  photonic crystal (425)  fiber Bragg grating (423)  传感器 (417)  remote sensing (416)  自适应光学 (411)  physical optics (407)  microstructure (403)  近红外光谱 (400)  laser cladding (380)  飞秒激光 (373)  机器视觉 (371)  信息光学 (368)  光纤传感器 (367)  红外 (363)  信噪比 (361)  wavelet transform (361)  光栅 (354)  holography (352)  adaptive optics (349)  高功率微波 (348)  simulation (342)  集成光学 (332)  光谱 (331)  等离子体 (329)  photoluminescence (329)  红外光谱 (327)  光纤通信 (327)  integrated optics (327)  图像融合 (327)  photonic crystal fiber (319)  遗传算法 (314)  光致发光 (312)  imaging systems (306)  折射率 (303)  红外图像 (298)  information optics (297)  machine vision (296)  
              热门作者标签【Top 50】
              徐至展 (376)  刘文清 (316)  楼祺洪 (314)  范正修 (288)  吕百达 (279)  张荣康 (274)  刘立人 (271)
              王骐 (264)  刘颂豪 (264)  张伟 (257)  思源 (238)  邵建达 (237)  姚建铨 (232)  刘建国 (225)
              干福熹 (218)  周军 (207)  陈秀娥 (200)  张玉钧 (198)  苏显渝 (197)  董孝义 (197)  黄德修 (196)
              朱健强 (195)  王之江 (193)  林尊琪 (192)  王伟 (189)  王清月 (184)  李刚 (184)  许晓军 (174)
              王勇 (174)  方祖捷 (172)  陈伟 (171)  李强 (171)  范滇元 (169)  简水生 (169)  侯印春 (169)
              王立军 (168)  张彬 (166)  张鹏 (160)  张磊 (158)  陈建国 (158)  王鹏 (157)  刘旭 (156)
              徐军 (155)  刘波 (152)  张正泉 (152)  田晋 (152)  张涛 (151)  陈波 (151)  范品忠 (150)
              陈林 (147)  冯国英 (147)  唐永建 (145)  董景星 (143)  袁晓东 (141)  陈建文 (141)  陆启生 (141)
              王向朝 (140)  陈磊 (139)  周朴 (137)  饶瑞中 (136)  赵卫 (136)  王辉 (135)  侯洵 (135)
              魏运荣 (135)  陈军 (134)  张勇 (134)  张健 (133)  刘慎业 (132)  何勇 (132)  张雷 (132)
              王超 (132)  王润文 (132)  倪晓武 (131)  郑万国 (129)  张军 (128)  傅恩生 (127)  王健 (127)
              王涛 (125)  孙强 (124)  赵尚弘 (124)  刘泽金 (124)  庄松林 (122)  张永康 (122)  林福成 (122)
              王磊 (121)  朱启华 (121)  李波 (121)  金国藩 (121)  邓锡铭 (121)  刘勇 (120)  李伟 (120)
              吴福全 (119)  姜文汉 (119)  张斌 (119)  罗斌 (118)  刘劲松 (118)  张敏 (118)  王占山 (118)
              李斌 (117)  李岩 (116)  

              摘要

              为解决光纤干涉型相控阵在实用中的扫描控制问题,建立了一种基于相位调制的光纤干涉型光学相控阵扫描控制的理论模型,以光纤作为相控阵阵元,采用旁轴近似和远场近似,通过加载在相位调制器上的扫描控制电压实现光束的扫描;讨论了一种扫描电压的[-π,π]加载方式;数值分析了扫描角度与阵元间距以及相位调制器参数的关系,相控阵路数与调制系数对扫描分辨率的影响。结果表明,通过[-π,π]的扫描电压加载方式

              分享:
              0 1 51

              摘要

              分数阶微分能把常用一、二阶微分由于光谱曲线差异大而容易忽略的信息挖掘出来,可以实现光谱信息的细化。为了探索分数阶微分在高光谱估算小麦叶片含水量的可行性,本文在农田尺度上,利用春小麦野外光谱数据与实测叶片含水量数据,以0.2阶为步长计算光谱0-2阶微分并分析其与小麦叶片含水量的相关性,再利用连续投影算法(SPA)从通过0.01显著性检验的波段中筛选出估算叶片含水量的最佳波段组合,并建立了估算

              分享:
              0 0 47

              摘要

              扩展光源的二次光学设计研究,对于进一步开拓大功率发光二极管(Light-emitting diode,LED)在照明领域的应用具有重要意义。本文首先分析了扩展光源条件下匀光配光系统照明效果的退化原因,然后提出了一种折射率预补偿方法,并基于该方法针对8mm口径的扩展光源设计了匀光配光透镜。仿真结果表明,经该透镜配光后,目标面上的光斑塌边长度大幅减小,陡边性变好;有效照明区域增大,且该区域内的平均照度得以提

              分享:
              0 1 54

              摘要

              考虑室内复杂环境对可见光定位精度的影响,及其目前室内定位算法精度不高的问题,提出了一种基于可见光指纹的室内定位方法。该方法利用定位终端接收到室内不同的LED发出的信号强度信息构建特征,物理坐标作为标签,采用支持向量机回归(SVR)算法学习模型,确定移动目标粗略的位置范围。同时,为了进一步优化定位性能,以该位置范围作为限制条件,使用指纹定位算法实现更精确定位。将提出的定位方法在4m×4m×3m

              分享:
              0 0 43

              摘要

              本文设计并制作了一种基于光纤干涉仪的低频声传感器来检测频率较低的声信号。该传感器的工作原理是基于金属镍膜与光纤端面构成的非本征型光纤法布里珀罗干涉仪(EFPI),由声音产生的振膜的振动会导致F-P腔长度的变化,从而使干涉光谱发生变化。为使传感器灵敏度更高、探测频率下限更低,依据弹性力学原理和有限元仿真分析方法,本文设计了直径1英寸、厚度为5微米的四周拉伸式振膜结构,并制作了传感器样品。在

              分享:
              0 1 48

              摘要

              针对目前散乱点云特征提取算法存在计算量大且不能规则化提取的问题,提出一种融合改进Canny算法的点云特征规则化提取算法。该算法首先根据散乱点云不同距离分辨率进行重采样,将点云进行规则栅格化,散乱点云被投影成二维影像,之后对因栅格化引入的噪声进行滤波操作,最后利用改进的Canny算法从二维影像中进行特征规则化提取。对比实验结果表明:该方法噪声少,可操作性强,可以高效的对直线边界或复杂的曲线

              分享:
              0 1 19

              摘要

              为实时准确的测量两平面之间夹角值,本文根据射影变换原理,提出一种基于同心圆标志的空间平面夹角测量的方法。首先拟合出获取的图像中同心圆标志对应的曲线方程;再依据交比不变和调和比,先计算多个消隐点,拟合出同心圆所在平面的消隐线方程,以此确定两平面法线的消隐点;最后,结合已知的相机内部参数解算出两法线间夹角值,对其取补即可得到两平面间夹角值。仿真结果说明了本方法真实可行。真实图像实验

              分享:
              0 0 20

              摘要

              针对长短时记忆网络(LSTM)不能有效地提取动作前后之间相互关联的信息导致行为识别率偏低的问题,提出了一种基于Bi-LSTM-Attention模型的人体行为识别算法。该算法首先从每个视频中提取20帧图像,通过Inceptionv3模型提取图像中的深层特征,然后构建向前和向后的Bi-LSTM神经网络学习特征向量中的时序信息,接着利用注意力(Attention)机制自适应地感知对识别结果有较大影响的网络权重,使模型能够根据行为的

              分享:
              0 0 16

              摘要

              被动调Q晶体Cr4+:YAG对激光器的性能起着重要的作用。采用1064nm线偏振脉冲光作为测试光源,从输入光强功率密度、初始透过率和晶体切割方向三个角度出发,对Cr4+:YAG晶体的各向异性进行了实验研究。结果表明,在一定功率密度范围内,功率密度越高,Cr4+:YAG的各向异性越明显;Cr4+:YAG的初始透过率越低,各向异性越明显;在相同功率密度下,[110]切割方向Cr4+:YAG在某一方向上的可饱和透过率大于[100]切割方向

              分享:
              0 0 20

              摘要

              针对相位调制潜像防伪技术中存在嵌入的潜像隐蔽性不稳定、影响图像显示效果的问题,提出了对潜像局部网点进行调整的方案,以获得更优的潜像隐蔽质量。运用韦伯定律分析潜像区与对应母版区的网点排列特征,发现网点轮廓是影响潜像隐蔽性的主要原因;在研究潜像轮廓区网点位置分布特性的基础上,推导出能够提高潜像隐蔽性的边界网点调整算法,确定网点的位移量、补偿位置及面积调整系数,并进行实验验证。结果表

              分享:
              0 0 16

              摘要

              为了提高城区机载激光雷达点云数据分类算法的自动化程度和分类精度,提出了一种基于渐进加密三角网和双层支持向量机的点云分类算法,并且测试该算法对城区点云数据的分类效果。本文算法用渐进加密三角网滤波提取地面点,在地面点的基础上对地物点进行归一化处理,之后进行点云特征有效性评估,选取特征向量并用NN-SVM支持向量机对地物点进行分类,实现对城区点云数据的多元分类,利用城区点云数据验证本文算法

              分享:
              0 0 18

              摘要

              光谱解混可以有效提高高光谱图像的利用效率。非负矩阵分解(NMF)常用于寻找非负数据的线性表示,可以有效解决混合像元问题,本文提出一种基于丰度的稀疏性和图像局部不变性的高光谱解混算法,采用了对丰度的稀疏性约束正则项和拉普拉斯矩阵的图正则项,构造了一个新的目标函数,端元和丰度在经过若干次迭代后取得了较好的解混合结果,该算法在模拟和真实数据上都进行了有效性验证,实验结果证明所提算法具有

              分享:
              0 0 21

              摘要

              基于波动光学理论和单模光纤受激布里渊散射(SBS)的数学模型,推导了少模阶跃折射率光纤中SBS时空演化耦合振幅方程。依据光波模式和声波模式模场空间分布,计算出不同模式对的声光耦合系数,进一步得到不同光波模式对组合的布里渊幅度增益谱和相移谱。结果表明,参与SBS过程的声波主要为低阶声波模式;其次,对于LP01模和LP11模,两者更倾向于模内的SBS过程,且模内耦合产生的幅度增益以及相移更大;布里渊频

              分享:
              0 0 17

              摘要

              光场成像技术因其具有数字重聚焦、深度成像等后处理成像能力而备受关注。已有的被动光场深度计算方法通常依赖于光场记录的辐射强度信息构建深度线索,容易受到物体表面反射率、环境光照、场景遮挡和探测噪声等因素的干扰。本文提出一种高精度、高鲁棒性的主动光场深度成像方法。利用结构光照明为场景提供编码信息,光场成像同时记录光线的方向信息和受深度调制的相位信息,通过相位编码信息为构建光场深度线索

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):070405
              分享:
              0 0 20

              摘要

              采用了光纤激光-MAG复合焊接技术,在激光输出功率10kW条件下单道一次穿透焊接18mm厚EH36船用高强钢板,高效实现了良好的单面焊双面成形工艺技术,并无焊接缺陷存在。本次试验的最佳工艺参数为激光输出功率10kW、离焦量0mm、光丝间距3mm、焊接电流400A、焊接电压31.1V、送丝速度14.2m/min、焊丝伸出长度20mm、?;て髁?0L/min、焊接速度1.5m/min。采用分析检测设备,对焊接接头显微组织及力学性能进行了分析

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):0702010
              分享:
              0 0 20

              摘要

              本文设计并制作了非对称大光腔波导结构,结合分布布拉格反射技术,实现了高功率980nm波段半导体激光器的稳定输出。实验过程中,采用电子束光刻技术,结合感应耦合等离子刻蚀工艺,利用SiO2作为硬掩膜,克服一般电子束光刻胶的抗刻蚀选择比低的问题;并通过减小Ar的束流来减弱刻蚀过程中由于物理轰击作用对SiO2硬掩膜的消耗,制作出形貌良好,周期890nm、占空比50%的分布布拉格反射器光栅;结合脊波导激光器的

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):070102
              分享:
              0 0 18

              摘要

              集成电路工艺节点的持续缩小对光刻机的套刻精度提出了越来越高的要求,而掩模与硅片位置对准精度是保证套刻精度的关键。对于10nm工艺节点,套刻精度要求在3nm以下,相应的对准精度要求达到了亚纳米量级。在掩模与硅片位置对准过程中,硅片位置测量是通过硅片对准标记实现的,硅片对准标记经过化学机械抛光(CMP)等工艺后会发生非对称变形,这种非对称变形会带来对准位置测量误差。目前普遍采用工艺验证的方法修

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):070404
              分享:
              0 1 19

              摘要

              为兼顾调制度测量轮廓术的测量速度与测量精度,本文提出了一种新的基于相移与调制度比的调制度轮廓术测量方法。使用一个由柱面镜与一个普通投影镜头组成特殊投影系统;将竖直与水平两组相移正弦光栅依次投射在测量区域,柱面镜使两种光栅条纹的“成像面”分离,两“成像面”之间构成测量区域。利用相移算法得到两组正弦条纹在测量区域的调制度分布,并建立两种条纹的调制度比与实际物理位置的映射关系;测量时

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):070403
              分享:
              0 0 19

              摘要

              针对单道激光熔覆,利用数值模拟技术得到了激光熔覆过程的温度场,通过试验在Q235钢表面制备了Ni基激光熔覆层,基于材料相变理论分析了熔覆层不同深度位置微观组织的形成机理,并研究了添加CeO2/TiO2纳米颗粒对熔覆组织的影响。结果表明,在激光熔覆过程中,受激光辐照和热传导的共同作用,熔覆层和基体的不同深度区域因温度变化的差异而发生不同类型的相变,从而得到不同的微观组织;在熔覆粉末中添加CeO2/Ti

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):070209
              分享:
              0 0 21

              摘要

              大气湍流作为影响星地激光通信链 路的主要因素,严重得降低了链路的性能。为了减少湍流引起的衰落,从而提高误码率性能,可以采用基于光纤相干合束的多孔径接收方案。本文基于已有的光纤合束方法搭建了一套四孔径接收的相干合束光通信接收装置,测试了2、4个孔径下系统的锁相带宽。利用旋转相位屏模拟了不同Greenwood频率的大气湍流对光束波前的影响,同时保证各路接收光强的不相干性。在此基础上,给出了相干

              PDF全文 中国激光 | 2019,46(07):070503
              分享:
              0 0 19

              查看更多

            • 落实责任把控源头 保障“舌尖上”的安全 2019-02-23
            • 戏曲进校园 宣传十九大又传承民族文化 2019-02-19
            • 重庆:被误以为特色民宿的“最美公厕” 2019-02-19
            • 再次神助攻普京!特朗普在G7峰会期间称克里米亚属于俄罗斯 2019-01-27
            • 高清:12处唐长安城遗存照,纪念大唐建都长安1400周年 2019-01-27
            • 天坛公园祈年殿前百余盆各色月季争奇斗艳 2019-01-25
            • 池莉:她构建了一座叫“生活”的城 2019-01-25
            • 中国球迷如何参与世界杯? 竞彩游戏开售全部64场比赛 2019-01-22
            • 经合组织专家:中国坚持改革开放对全球化进程至为重要 2019-01-21
            • 《送你一首吉祥的歌》 2019-01-21
            • 绍兴会稽铜镜 讲述千年神话故事 2018-10-17
            • 中山八路总站调整12公交线 2018-10-03
            • 长颈鹿在中国高纬度地区成功繁育 小鹿刚出生一米八 2018-10-03
            • 你们中了美国思维,中国思维却相反 2018-10-01
            • 精彩画面—国际摩托车滚雷巡游节 2018-10-01
            • 316| 591| 80| 989| 986| 515| 306| 650| 157| 964| 808| 741| 193| 310| 372|