光全散射法测量微粒尺寸分布的研究

本文从光全散射法的基本原理出发,提出了测量微粒尺寸分布的独立道模式光全散射测量法和非独立模式光全散射测量法,解决了以往光全散射法只能测量微粒的平均直径,不能给出尺寸分布,并且测量范围小,测量结果有多值性的缺陷,独立模式光全散射测量法还能用于测量多峰分布微粒的尺寸分布,数值计算和实验研究表明用本文方法,测量结果准确,可靠。     

一种扩大动态光散射颗粒法可测溶液浓度的改进方法

针对传统动态光散射颗粒测量法测量溶液浓度范围较小的问题，通过模型和实验研究了传统DLS系统双孔结构中测量区大小对测量结果的影响，发现可通过改变测量区大小控制散射体体积，从而扩大测量溶液浓度的范围。并基于传统DLS系统双孔结构光路，通过使用可调狭缝，并增加透镜，扩大了DLS测量溶液浓度范围，实验结果表明了该方法的有效性。     

图像传输方法测量海水的点扩展函数

海水水体的点扩展函数（PSF）及光学传递函数（OTF）描述了海水中光或图像传输的性质,是研究海水光学性质及水下图像系统的基本参数。探讨了用图像传输的理论测量海水点扩展函数或光学传递数的方法,在实验室中建立了一套测量和计算系统;对不同长度的散射水体进行了测量,得到了一维和二维的海水点扩展函数曲线,测量结果与理论分析相符合。     

动态光散射双峰粒度反演中相关函数拟合窗口的优化选择

利用双峰颗粒样品相关函数的相对衰减特性，提出基于衰减特性的长延时相关函数相继提取法。该方法分别定义小颗粒相关函数拟合窗口的起始点，间隔点和大颗粒相关函数拟合窗口的终止点。首先，将间隔点定义为相对衰减特性极小值对应的延迟时间；其次，以间隔点为界，根据相对衰减特性图纵坐标最大值与其他纵坐标值的比例关系，确定小颗粒相关函数拟合窗口的起始点与大颗粒相关函数拟合窗口的终止点。以此三个参考点作为相关函数拟合窗口的选取准则，对拟合窗口进行优化选择，减小窗口选择的盲目性，从而提高粒度反演结果的准确性。模拟数据与实验数据表明，改进的优化算法反演结果显著降低了颗粒粒径相对误差、峰值位置相对误差以及相关函数均方根误差，提出的基于衰减特性的长延时相关函数相继提取法优于传统长延时相关函数相关提取法。     

动态光散射实验

动态光散射技术是测量纳米及亚微米颗粒粒径的有效方法．本文介绍了动态光散射实验的原理、实验装置及方法，并测量了粒径为85nm的聚苯乙烯水溶液的粒径，分析了实验产生误差的原因．     

多角度动态光散射加权贝叶斯反演算法

研究加权贝叶斯算法在多角度动态光散射法测量单峰分布颗粒体系的颗粒粒度分布中的应用.采用颗粒粒度信息分布为底数、调节参数为指数的权重系数给各个角度下的光强自相关函数曲线加入不同的权重系数，再利用传统的贝叶斯算法反演.模拟与实验结果表明，加权后的贝叶斯算法能获得分布误差更小的反演结果，有效地抑制了数据噪声的影响，提高颗粒粒度分布反演的准确性.     

形体细胞的MCEM模型及其光散射分布特征

针对光散射细胞微粒测量中真实形体细胞的取向对测量结果的影响问题，基于Rayleigh-Debye-Gans理论和双椭球核式(CEM)模型在应用中的差异，建立了CEM的修正模型(MCEM)，根据此模型系统讨论了细胞在不同入射角变化情况下其光散射强度分布所产生的变化，得到了不同入射角下有核细胞光散射强度分布与有核细胞相关物理特征量的动态响应关系；此外，对有核细胞光散射强度分布进行拟合，得到了有核细胞光散射强度分布函数。误差分析表明：拟合结果可有效地应用于真实细胞光散射测量中的数值反演计算。     

弥散体相关散射的体-面平均直径D_(32)的检测

本文应用分层模型处理较高浓度的弥散体产生的相关散射。计算各层满足单散射条件时的相函数,求得散射几率函数,利用它再计算前向散射的光能分布;对于较大微粒,按衍射理论计算,建立多重散射模型,应用迭代法计算多重散射的光能量分布;测量了不同浓度的玻璃微珠产生的散射光能量功率谱,将其与模拟计算值作比较,并以上限公布函数作有约束的优化处理,计算了D_(32)。文中用图像分析系统对样品作出二值化图,把统计数据与测量结果作了比较。     

基于去偏振-偏振图像动态光散射的纳米棒尺度测量

二维纳米棒的布朗运动可以用平移扩散和转动扩散运动来描述.提出了一种基于去偏振-偏振图像的动态光散射(DIDLS)测量方法,通过分析纳米棒布朗运动的平移扩散和转动扩散在偏振激光入射下产生的垂直-垂直和垂直-水平偏振动态光散射信号,测量了纳米棒的尺寸和尺寸分布.研究了连续测量的偏振动态光散射信号图像间的相关系数函数,通过两次反演,计算出纳米棒的长度以及长径比,进而得到颗粒的二维尺度分布.分析了不同入射激光波长对测量结果的影响,提出自相关函数的基线值可以作为信噪比的判据.采用650,780,905 nm三种波长对直径为20 nm、长度为300 nm的纳米金棒进行了测量,得到了纳米金棒的平均尺寸和尺寸分布.     

粗糙目标样片光谱双向反射分布函数的实验测量及其建模

实验测量了紫红色和白色涂漆板在400～780 nm内的光谱双向反射分布函数(光谱BRDF),分析了光谱双向反射分布函数随波长及散射角的变化趋势与目标样片光学特性的关系.应用改进的粒子群算法,结合双向反射分布函数五参量模型,获得了测量光谱范围内各波长(间隔1 nm)对应的共381组五参量值.利用五参量模型计算了目标样片的光谱双向反射分布函数及其方向半球反射率(DHR),并与实验测量数据相比较,两者吻合良好,表明目标光谱双向反射分布函数建模方法与结果的可行性和可靠性.目标样片的光谱双向反射分布函数可以用来研究目标的光谱散射特性,对目标的探测、跟踪、识别和特征提取等具有重要的应用价值.     

非准确联合变换相关测量透镜焦距

提出了一种利用非准确联合变换相关测量透镜焦距的方法.该方法首先利用已知焦距透镜记录联合功率谱,再用记录的联合功率谱经被测焦距透镜输出相关点,记录相关点并测出其间距,可以计算出被测透镜的焦距.理论分析和实验结果表明,该方法有较高的测量准确度,能实现透镜焦距的自动测量.     

相关光谱法在光纤气体传感中的应用

本文提出了一种新的基于相关光谱法的光纤气体检测方案，在对传统相关光谱检测理论进行详细分析的基础上，提出了一种新的实现方案。这种方法继承了传统相关光谱法在信号检测的时候所具有的高选择性的优点，在调制方法上有创新，使得利用宽带光源（LED）在检测甲烷和乙炔等在近红外具有梳状吸收峰的气体时变得简单易行。本文对该系统进行了详尽的理论分析，在合理选择器材的基础上实际构建和调试了一个基于光谱检测的光纤甲烷气体检测系统。文中给出了存在干扰气体情况下检测结果。实践中干扰气体引起的信号变化相当于甲烷信号变化的7．4％，已经达到国际上相关光谱检测现有的最佳值。     

Karhunen Loeve变换用于光学相关识别旋转目标研究

提出利用Karhunen Loeve变换（K-L变换）识别旋转畸变目标的方法.利用K-L变换法对不同旋转目标进行处理得到不同特征值,取前两个最大的特征值所对应的特征向量分别进行滤波器编码,把得到的匹配滤波器分别加载到VLC相关器上进行光路识别.针对两个滤波器产生的相关峰值曲线波动性较大的缺点,采用线性叠加法进行改进.实验结果表明,该方法使峰值的波动性得到降低.     

Theory and signal processing of acoustic correlation techniques for current velocity measurement

A theoretical model and signal processing of acoustic correlation measurements to estimate current velocity are discussed. The sonar space-time correlation function of volume reverberations within Fraunhofer zone is derived. The function, which is in exponential forms, is the theoretical model of acoustic correlation measurements. The characteristics of the correlation values around the maximum of the amplitude of the correlation function, where most information about current velocity is contained, are primarily analyzed. Localized Least Mean Squares （LLMS） criterion is put forward for velocity estimation. Sequential Quadratic Programming （SQP） method is adopted as the optimization method. So the systematic signal processing method of acoustic correlation techniques for current velocity measurement is established. A prototype acoustic correlation current profiler （ACCP） underwent several sea trials, the results show that theoretical model approximately coincides with experimental re- sults. Current profiles including the speed and direction from ACCP are compared with those from acoustic Doppler current profiler （ADCP）. The current profiles by both instruments agree reasonably well. Also, the standard deviation of velocity measurement by ACCP is statistically calculated and it is a little larger than predicted value.     

Two-Dimensional CW-ESR Correlation Spectroscopy

In the present paper, a new method called two-dimensional continuous-wave electron spin resonance (2-D CW-ESR) correlation spectroscopy is introduced. This method is based on mathematical analysis of ESR data obtained from common CW-ESR spectra. It is different from conventional 2-D ESR, which is built on multiple-pulse sequences. Synchronous and asynchronous 2-D CW-ESR correlation spectra defined by two independent magnetic field variable axes are generated by a correlation analysis of dynamic fluctuations of ESR signals induced by an external perturbation. The basic property of 2-D ESR correlation spectra is described. Several examples are investigated and discussed on applications of 2-D ESR correlation spectra in the spin self-trapping of 2-methyl-2-nitrosopropane (MNP), the mixture of spin adducts generated by self-trapping of MNP and 5,5-dimethyl-1-pyrroline N-oxide, and the coordination reaction of benzo-15-crown-5 with cupric ion in boron trifluoride-ether solution. The potential applications of this new 2-D CW-ESR method are discussed. Authors' address: Yong Li, Department of Chemistry, Tsinghua University, Beijing 100084, China     

数字散斑相关方法实现鼠标定位原理

在激光鼠标工作原理的基础上,利用数字散斑相关方法对激光鼠标的定位原理进行了研究。设计实验得到散斑场并用数码相机拍摄。用图像采集卡采集CCD扫描数散斑图像得到的图像,将图像数字化,分析数据得到了图像最优采样的像素单元和图像位移两个参量。基于两个参量,实验采集散斑图像在一定的轨迹运动下的散斑场,用Matlab软件模拟,并比较分析了实验和模拟结果。结果表明,用数字散斑相关方法可以实现激光鼠标的定位功能,并且分辨力可达到1μm,远高于市场上激光鼠标30μm的分辨力。     

New Correlation Duality Relations for the Planar Potts Model

We introduce a new method to generate duality relations for correlation functions of the Potts model on a planar graph. The method extends previously known results, by allowing the consideration of the correlation function for arbitrarily placed vertices on the graph. We show that generally it is linear combinations of correlation functions, not the individual correlations, that are related by dualities. The method is illustrated in several non-trivial cases, and the relation to earlier results is explained. A graph-theoretical formulation of our results in terms of rooted dichromatic, or Tutte, polynomials is also given.     

小角x射线散射结晶聚合物结构的研究

利用结晶聚合物的“三相结构”模型计算了结晶聚合物的一维电子密度相关函数,结论是三相模型的片层厚度和不变量与两相结构的意义不同.利用计算结果分析了一批样品的结构参量,发现用Ruland方法得到的结晶过渡层的厚度与用一维电子密度相关函数的结果是一致的.用Bragg定律求出的结晶聚合物的长周期与相关函数法长周期相差很多.这是因为两种分析结晶过渡层厚度的方法都是以样品电子密度的不均匀区为基础的,本质是一致的.但是Bragg法的长周期与相关函数法的长周期代表的范围不同 关键词： 小角x射线散射 结晶聚合物 三相结构 相关函数     

Correlation method estimation of the modulation signal in the weak equivalence principle test

In a test of the weak equivalence principle(WEP) with a rotating torsion pendulum, it is important to estimate the amplitude of the modulation signal with high precision. We use a torsional filter to remove the free oscillation signal and employ the correlation method to estimate the amplitude of the modulation signal. The data analysis of an experiment shows that the uncertainties of amplitude components of the modulation signal obtained by the correlation method are in agreement with those due to white noise. The power spectral density of the modulation signal obtained by the correlation method is about one order higher than the thermal noise limit. It indicates that the correlation method is an effective way to estimate the amplitude of the modulation signal and it is instructive to conduct a high-accuracy WEP test.     

Velocity measurement of the diffuse object based on time-differentiated speckle intensity fluctuations

This paper proposes a new velocity measuring method for a moving diffuse object on the basis of the autocorrelation of time-differentiated speckle intensity fluctuations. The theoretical background and experimental verification of this method are given. The correlation length of time-differentiated speckle intensity fluctuations is defined by the point at which the correlation becomes zero. By means of the correlation length the object velocity is found to be accurately measured.