基于深度学习的简化多信道并行光性能监测

提出了一种基于信号光谱和多任务深度神经网络（MT-DNN）的多信道并行光性能监测（OPM）方案,采集多信道光谱图进行预处理来设计幅度直方图（Ahs）,可实现波分复用（WDM）系统多信道调制格式识别（MFI）和光信噪比（OSNR）监测。在建立的3信道WDM相干光通信系统中,对由PDM-4QAM/16QAM/64QAM组合的10种调制格式的3信道信号实现了MFI准确率为100%、OSNR监测的平均绝对误差（MAE）为0.16 dB的精准监测。为进一步研究所提OPM方案的性能以应对复杂的传输环境,提出了迁移学习辅助的多任务深度神经网络（TL-MT-DNN）用于多信道MFI和OSNR并行监测。结果表明,所提方案可移植性较好,还可节省大量样本和训练周期,其MFI准确率仍可达100%,3信道OSNR监测的MAE分别为0.24 dB、0.20 dB和0.19 dB。     

光泵抽运3He极化程度监控系统的设计与实现

极化³He的一项重要应用是中子的极化.中国绵阳研究堆（CMRR）已建立国内首个自旋交换光学泵浦（SEOP）极化³He中子极化系统.为了监测³He的极化率随时间的相对变化情况，本文首先设计了基于核磁共振（NMR）技术的³He相对极化率测量系统，通过Matlab控制程序实现了对³He相对极化率的定时检测.然后对拾波线圈的构形和信噪比（SNR）进行了优化.结果表明当绕线长度一样时，Brooks构形的线圈有利于提高SNR；当线圈的平均半径为（a₀+d）/√2（a₀为³He气室的半径，d为拾波线圈与气室之间的距离）时，其SNR最高.最后对该系统的本底噪声进行了测量，发现其主要来源于环境噪声（0.27 μV/√Hz）和数据采集（DAQ）卡的噪声（0.40 μV/√Hz），系统的总噪声功率谱密度约为√0.16+0.073G² μV/√Hz（G为放大器的增益倍数）.     

水热法掺杂的Yb^3＋对NiYbxFe2-xO4铁氧体磁性和形貌的影响

本文以研究稀土元素镱掺杂对镍铁氧体磁性能的影响用为目的,采用水热法,去离子水作为溶剂,用硝酸镍（Ni（NO3）2·6H2O）,硝酸铁（Fe（NO）3·9H2O）,硝酸镱Yb（NO3）3·5H2O,氢氧化钠（NaOH）为原料,制备出镍铁氧体NiYbxFe2-xO4纳米粉体.利用X射线衍射（XRD）,X射线能谱仪（EDS）,扫描电镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）,振动样品磁强计（VSM）在成分,定性定量和形貌等方面进行了表征.结果表明,稀土元素镱掺杂将会降低镍铁氧体纳米粉体的晶粒尺寸.稀土离子磁矩的磁稀释作用导致镍铁氧体纳米磁性材料的饱和磁化强度降低,并且随着掺杂量的逐渐增加,样品的饱和磁化强度和矫顽力逐渐降低.     

CaS基态（ ）结构及势能函数研究

采用B3LYP、BP86、B3P86、QCISD、CCSD方法.分别选用6-311G(2df,3pd)、6-311G(2df,2pd)、6-311G(3df,2pd)、6-311G(3df,3pd)、sddall、sdd基组对CaS基态（ ）分子进行结构优化.最后选用最佳基组B3LYP/6-311G(3df,3pd)的计算结果.分别对Murrell- Sorbie（i=3,4,5,6,7,8,9）函数及修正的函数Murrell- Sorbie+ 运用最小二乘法拟合运算,导出CaS分子的力常数（ ）;最终选用最能反映CaS性质的函数Murrell- Sorbie（i=9）,计算CaS光谱常数（ ）.结果表明：用Murrell- Sorbie（i=9）函数计算出的 比选用Murrell- Sorbie（i=3,4,5,6,7,8）及Murrell- Sorbie+ 更接近实验数据;用Murrell- Sorbie（i=9）计算的CaS分子光谱常数与理论值非常吻合;CaS分子运用 Murrell- Sorbie（i=9）函数能够准确表达.     

WDXRF和FTIR对古滇国遗址出土陶器的初步分析

利用波长色散型X射线荧光光谱（WDXRF）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对环抚仙湖分布的澄江学山、金莲山和江川光坟头3个古滇国遗址出土的陶器从化学、结构组成以及烧成温度3方面进行了初步分析.WDXRF主次量元素分析结果表明,各遗址同类陶器（尤其是红陶）的基本制陶原料具有相似性,黑（褐）陶中添加的助熔剂含量明显高于红陶.FTIR分析结果显示同类陶器中包含的矿物具有一致性,红陶中含有石英和疑似铁矿物,黑（褐）陶中则都添加了大量的碳酸盐矿物.基于FTIR结果还对两类陶器的烧成温度做出了初步判断,估计黑（褐）陶在600-700℃,红陶在800℃左右.黑（褐）陶中较高含量的助熔剂可能在降低烧成温度方面起到了重要作用.以上初步分析表明,3个遗址出土的同类陶器在原料选择和烧成温度方面具有相似处,遗址间可能存在密切的联系.     

甲酸乙酯与羟基自由基氢提取反应速率常数的量化计算与激波管实验

针对甲酸乙酯（H（CO）OCH₂CH₃）与羟基自由基（OH）的反应动力学展开了理论与实验研究.在理论方面,首先通过量化计算得到了在M06-2x/ma-TZVP水平下准确的反应势能面,随后利用多结构-扭转（multi-stucture torsion MS-T）方法对转动非谐效应进行了研究,获得了非谐校正系数,最后基于传统过渡态理论并考虑Eckart隧穿效应获得了200~2 000 K温度范围的反应速率常数.在实验方面,开展了激波管实验来测定H（CO）OCH₂CH₃与OH的反应速率常数,基于激光吸收光谱技术探测OH自由基306.7 nm的吸收线,并对反射激波后高温反应过程的OH浓度变化进行测量,从而获得了900~1 321 K温度范围的反应速率常数,并论证了理论计算结果的合理性与准确性.      

CaS基态(X~1∑~+)结构及势能函数研究

采用B3LYP、BP86、B3P86、QCISD、CCSD方法.分别选用6-311G（2df,3pd）、6-311G（2df,2pd）、6-311G（3df,2pd）、6-311G（3df,3pd）、sddall、sdd基组对CaS基态（X¹∑⁺）分子进行结构优化.最后选用最佳基组B3LYP/6-311G（3df,3pd）的计算结果.分别对Murrell-Sorbie（i=3,4,5,6,7,8,9）函数及修正的函数Murrell-Sorbie+G₆运用最小二乘法拟合运算,导出CaS分子的力常数（f₂,f₃,f₄）;最终选用最能反映CaS性质的函数Murrell-Sorbie（i=9）,计算CaS光谱常数（ω_e,B_e,α_e,ω_eχ_e）.结果表明:用MurrellSorbie（i=9）函数计算出的f₂,f₃,f₄比选用Murrell-Sorbie（i=3,4,5,6,7,8）及Murrell-Sorbie+C₆更接近实验数据;用Murrell-Sorbie（i=9）计算的CaS分子光谱常数与理论值非常吻合;CaS分子运用MurrellSorbie（i=9）函数能够准确表达.     

铱催化叠氮化物和亚酰胺环加成反应的密度泛函研究

用密度泛函理论（DFT）B3LYP方法对铱催化的环加成合成5-氨基1,2,3-三唑化合物机理进行了计算研究. 计算结果表明：（1）通过叠氮化合物的端基氮分别进攻不同炔烃碳原子形成两种竞争机制;（2）释放催化剂得到目标产物的还原消除过程是反应的关键步骤;（3）对于进攻苯基一侧炔烃碳原子的反应通道,具有相对较低的活化自由能;（4）两个竞争通道存在一定的能量差,表明反应具有较好的选择性,计算研究对实验报道进行了很好的补充和解释.     

多参考组态相互作用方法研究BS+离子的势能曲线和光谱性质

利用量子化学从头计算方法MRCI+Q在AVQZ级别上对BS⁺离子进行了研究. 通过计算得到了与BS⁺离解极限B⁺（¹S_g）+S（³P_g）和B⁺（¹S_g）+S（¹D）对应的5个Λ-S态,确认了BS⁺离子的基态为X³∏电子态,而第一激发态¹∑⁺的激发能T_e仅仅为564.53 cm^-1. 首次纳入的旋轨耦合效应（SOC）使得BS⁺的5个Λ-S态分裂成为9个Ω态,原有的两个离解极限分裂为B⁺（¹S₀）+S（³P₂）,B⁺（¹S₀）+S（³P₁）,B⁺（¹S₀）+（³P₁）以及B⁺（¹S₀）+S（¹D₂）. 在考虑自旋轨道耦合效应之后,Ω态的基态为X2态. 通过势能曲线（PECs）可以发现所得到的Λ-S态和Ω态均为束缚态,利用LEVEL8.0程序拟合得到了对应电子态的光谱常数,这些结果可以为实验和理论方面进一步研究BS⁺的光谱性质提供准确的电子结构信息. 关键词： 势能曲线 光谱参数 多参考组态相互作用方法 Q)')" href="#">Davidson修正(+Q)     

NH3在Ni/Pt(111)和Ni/WC(001)表面上分解的第一性原理研究

采用密度泛函理论和slab模型,研究NH₃在Ni单原子层覆盖的Pt（111）和WC（001）表面上的物理与化学行为,计算了Ni单原子覆盖表面的电子结构以及NH₃的吸附与分解.表面覆盖的单原子层中,Ni原子的性质与Ni（111）面上的Ni原子明显不同.与Ni（111）相比,Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）表面上Ni原子dz²轨道上的电子更多地转移到了其它位置,该轨道上电荷密度降低有利于NH₃吸附.在Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）面上NH₃吸附能均大于Ni（111）,NH₃分子第一个N-H键断裂的活化能则明显比Ni（111）面上低,有利于NH₃的分解,吸附能增大使NH₃在Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）面上更倾向于分解,而不是脱附.N₂分子的生成是NH₃分解的速控步骤,该反应能垒较高,说明N₂分子只有在较高温度下才能生成.WC与Pt性质相似,但Ni/Pt（111）和Ni/WC（001）的电子结构还是有差异的,与Ni（111）表面相比,NH₃在Ni/Pt（111）表面上分解速控步骤的能垒降低,而在Ni/WC（001）上却升高.要获得活性好且便宜的催化剂,需要对Ni/WC（001）表面做进一步改进,降低N₂分子生成步骤的活化能.     

基于水纹识别的水体污染溯源案例研究

三维荧光光谱是近年新兴的高灵敏度有机污染检测技术。以此技术,清华大学研制出污染预警溯源仪,并在南方A市投入使用,用于水体荧光水质指纹监测和异常情况污染溯源。这一新型监测手段打破了传统水质监测技术无法提供污染源指向性信息的局限,可以有效识别水质异常并快速诊断污染来源。研究中以污染预警溯源仪捕获的S河中一次水质异常事件为例,介绍这次事件的污染源诊断过程：仪器在线监测过程中捕捉到未知类型的水体水纹,根据水纹峰型及峰强度的变化初步推断污染入侵过程;随后通过仪器对水体水纹与污染源水纹的比对来实现溯源。研究采用pH、苯胺类、TOC和TN等水质指标的变化来检验诊断结果。结果表明,通过监测水纹变化,水纹预警溯源技术能够快速识别和预报水质异常,实现比较准确的污染源诊断。此次水质异常可能是河流上游某化工厂倾倒原料所导致。     

2019年—2020年秋、冬季淮南市灰霾过程拉曼-米气溶胶雷达观测研究

拉曼-米气溶胶激光雷达因无需假设雷达比,而在准确测量气溶胶消光系数方面较传统米散射雷达更具优势。在合肥市的外场探空比对实验结果表明,2.5 km以下拉曼-米激光雷达反演的消光系数更为准确,相差可达0.04 km-1,且获取的水汽混合比廓线与探空数据一致性良好。利用该技术获得了2019年—2020年秋、冬季期间淮南市的气溶胶消光系数廓线和边界层高度等数据,进而对空气质量污染期间的污染类型（本地污染排放、传输型污染、传输型污染叠加本地污染累积）和颗粒物的时空演变特征进行了统计分析。结果显示该市在此期间受到20次细颗粒传输和8次沙尘传输影响。其中沙尘传输主要来自西北方向,由高空沉降至近地面（厚度达2 km以上）,平均大气边界层高度达1.23 km以上。在典型细颗粒传输过程中,边界层高度基本维持在1.1~1.2 km左右,近地面风向以西北风为主,少量东南风主导。在细颗粒传输叠加本地累积的复合污染过程中,边界层高度略低（平均高度在1.0 km左右）,近地面风向以偏北风为主,污染气团自低空出现后,其下沿高度持续降低并最终与近地面污染耦合。在细颗粒导致的重污染过程中,近地面水汽混合比及相对湿度数据与PM_2.5的浓度变化趋势一致性良好,说明颗粒物的吸湿性增长和气态污染物二次转化过程可能助推了PM_2.5的生成,加重污染形势。对边界层的统计结果表明,其高度变化对污染气团的沉降和近地面污染累积有十分明显的正相关性。秋冬季期间,该市的小时边界层高度大部分分布在1.6 km以下,平均为1.0 km左右,小时空气质量达重度污染期间,边界层高度普遍不足0.6 km。从气团后向轨迹模拟结果来看,该市空气质量为中度及以上污染期间的气流主要来自偏北方向,少量来自东南沿线,因而污染期间需要加强市区偏北方向污染源的管控,防止叠加影响。     

空间沾染对光学系统的影响分析

空间光学系统由于直接暴露于轨道真空和热环境中,空间沾染物对光学镜面的污染会使空间光学系统的性能发生改变。建立了一套光学系统沾染损伤分析模型,并计算了一种沾染物质在不同波长下对光学系统的沾染损伤。对空间沾染源进行了分类,通过讨论内、外沾染源对全反射系统、折反射系统、全折射系统的影响,提出了对空间光学系统防护的一些建议。     

Enrichment of microplastic pollution by micro-nanobubbles

Microplastic pollution has become a global environmental concern. It has been reported that microplastics are easily accessible to a wide range of aquatic organisms and ultimately enter the human body along the food chain. They pose a severe threat to ecosystems, organisms and even human health due to their durability and persistence. However, how to reduce microplastic pollution still remains a challenge in terms of scientific techniques and policy-making. There is currently still a lack of effective methods for microplastic recycling and removal. Luckily, a new technique, micro-nanobubbles (MNBs), may provide a possible and highly effective method to enrich microplastic pollution: their great advantages^[1] include a high specific surface area, long lifetime and ability to adsorb microplastics of the same size and hydrophobicity. Then they further adsorb on larger bubbles such as microbubbles or millimeter bubbles and float to the water surface together. In this study, we present a new method using MNBs to enrich microplastic pollution with high efficiency. Two types of microplastics, millimeter-scale plastic fragments and microplastic particles, were chosen as the model microplastic pollution systems to study the enrichment efficiency of MNBs on microplastics. Results showed that MNBs can efficiently enrich these microplastics. The enrichment efficiency increases with flotation time until a maximum value is reached. It is proved that MNBs not only collect the microplastic pollution but also reduce detergent use in domestic laundry sewage. This is because detergent, as a surfactant, is easily absorbed on the surface of MNBs and can be collected together with the microplastic pollution. Our research has demonstrated that the MNB technique could be promising for use in microplastic recycling and reducing detergent pollution in daily life.     

土壤镉污染环境下水稻叶片叶绿素含量监测的高光谱遥感信息参数

农田重金属污染是当今世界面临的重大生态环境问题之一,与环境质量、人类生存和粮食安全关系密切,是普遍关注的重要课题。利用Hyperion高光谱卫星遥感数据和大量地面实验测量数据,系统分析受镉污染的水稻叶片中叶绿素含量变化及其与高光谱遥感数据的响应关系,建立基于水稻叶绿素变化的农田镉污染遥感监测模型。利用多重判别分析法,确定监测水稻叶绿素变化的敏感遥感参数,作为镉污染的响应因子,进行农田污染遥感监测信息机理分析,并建立了污染监测机理遥感模型。研究结果表明,众多的遥感参数中,MCARI(modified chlorophyll absorption in reflectance index) 对镉污染的水稻叶绿素含量变化最为敏感,响应系数达到0.59。因此,可以通过该高光谱遥感参数的变化初步监测大面积土壤镉污染,但估算精度还有待进一步提高。     

基于改进神经网络算法的PM2.5污染信号分析检测

当前为了保证污染信号分析的精度,在对PM2.5污染进行检测的过程中,需处理的数据量过大,导致经典神经网络方法遇到矛盾数据时,需要花费大量的数据校验时间,收敛速度下降,检测效率大幅降低,提出一种基于改进神经网络算法的PM2.5污染检测方法,在分析标准神经网络算法的基础上,允许信号跳变精确度范围内,在层与层之间引入容错性变量,同时在计算阈值的过程中融入松弛变量,提高收敛速度;避免神经网络陷入局部最优解。采用改进神经网络算法,通过不断调整网络的权值以及污染阈值,对PM2.5污染信号进行高效检测。以飞利浦公司的新一代检测系统为测试器材,测试结果表明,采用所提方法得到的PM2.5污染检测效率明显提高。     

ICP-MS在土壤元素污染评价中的应用

以云浮黄铁矿矿石作原料的某硫酸厂堆渣场土壤剖面为研究对象, 应用ICP-MS同时测定了污染元素和部分参考元素的含量,快速找出各元素的相关性,用富集因子评价了土壤的污染状态,并指出了污染元素的背景选择问题。结果表明：V已呈显著及高度污染,Co呈中度污染,并有显著污染的倾向,Cr, Mo和Cd在轻度和中度污染之间,Zn和Sb呈轻度污染,并有中度污染的潜在危险,Cu呈轻度污染。富集的高位点V和Cr在土壤剖面的上部(4.0～10. 5 cm)和深部(44.0～75. 5 cm),Co和Mo集中在土壤剖面表面(0～5.0 cm)、中上部(9.5～10.5 cm)和中部(29.5～46.0 cm),Cd和Cu集中在土壤剖面中部(29.5～46.0 cm)。高富集点的污染来自于以花岗岩为母质的亚热带强风化红壤的残余金属离子的淋溶淀积和堆渣场废渣中释放的金属元素在土壤中的迁移累积相互叠加的结果。其中V污染主要为土壤母质贡献,其次是硫酸生产过程失活催化剂挥发引入废渣的V淋溶淀积。     

大口径高通量实验平台反射镜在线洁净控制技术

针对大口径高通量实验平台面朝上反射镜表面发生的颗粒污染物沉积和损伤现象，提出了一种基于在线监测系统的在线洁净控制方法。通过搭建风刀系统实现了反射镜表面颗粒污染物在线有效洁净处理，利用风帘实现了反射镜表面颗粒污染物在线有效洁净维持，采用图像处理系统快速地实现了在线洁净处理效果的准确评估。实验结果表明，采用风刀吹扫能够减少元件表面颗粒污染物，使用风帘可以有效阻滞颗粒污染物沉降，可应用于反射镜在线洁净维持。     

Multiscale programming to manage the air pollution problem using the level crossing method

Problems regarding pollution must be handled very carefully and precisely, which requires a well-organized and accurate program. In this article, we suggest that different programs should be used for different time scales (short-term or long-term programs) to manage and control the pollution, which we call multiscale programs. Here, we follow the level crossing (LC) method to introduce an optimum program for different time scales to manage pollution. It might be useful to mention that we have used the historical pollution data available for Tehran.     

Immiscible fluids permeability by T1 imaging.

Soil pollution by hydrocarbon compounds is an important part of the more general pollution problem. Some analogies with research problems encountered in studies of oil reservoirs in rocks suggested to us the opportunity to study the pollution dynamics by imaging the spatial distribution of the pollutant in a wet soil model by an NMR imaging technique. Some preliminary results using T1-weighted imaging are reported here.