对FT光谱术中应用Hilbert-Schmidt理论复原光谱的讨论

求解积分方程的Hilbert-Schmidt理论应用于红外光谱术,能够获得高分辨率、高信噪比的复原光谱,但由于Hilbert-Schmidt定理对积分核对称性的要求,使对具有非对称核的积分方程的求解变得十分繁琐,并且提高了对计算机运算速度和内存容量的要求。本文讨论在FT光谱术中应用Hilbert-Schmidt理论获得复原光谱时,在满足某些特定条件下,可利用对称核理论求解具有非对称核的积分方程,并给出一个对Hilbert-Schmidt定理的推广。本文介绍的方法,可以方便地实现对高波数段光谱的高分辨率、高信噪比的复原,同时拓宽了求解对称核积分方程的Hilbert-Schmidt理论的应用范围。     

双光束干涉光谱术中的TSVD方法

本文考察了双光束干涉光谱仪中应用TSVD方法的结果,发现由于积分核cos(2πσx)的正交对称性质使得截断奇异值无法进行,而将积分核变形后再做截断,其实质是截去了积分核逆矩阵中的一部分,从而说明了双光束干涉光谱术中采用TSVD方法能够使复原光谱高波数侧具有较高信噪比的根本原因。     

广角傅里叶变换光谱术研究

由于采用视场补偿方法,使得傅里叶变换光谱术所允许的立体角更大。本文利用求解积分方程的方法,来对视场补偿的迈克尔逊干涉仪(广角干涉仪)进行光谱复原。     

无反射势阱的非齐次Schr(o)dinger方程的精确解

无反射势阱描述一种双原子分子的吸引势。将Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ展开法应用到微扰无反射势阱,得以一组非齐次Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程。利用最近报道的微扰方法,导出这些方程的积分形式的精确解。以静电场与基态系统的相互作用为例,通过精确解的有界及其不能在Ｈｉｌｂｅｒｔ空间展开为有限项的性质,论证了该微扰系统束缚态的存在性及通常量子力学发散困难的起因。     

复原红外光谱的希尔伯特—史密特方法

对几种典型红外光谱仪,利用希尔伯特-史密特方法解积分方程能得到高分辨复原光谱,并能有效地抑制噪声影响。把较大波数范:围分成几个小区域,适当选取参数,可大大减少计算点数(～41)。对非对称核的积分方程,用修正的希尔伯-史密特方法能进一步减少计算时间和容量。该方法还可以用于增大傅里叶光谱仪的光源立体角。     

1.06μm区域的Cs2分子吸收光谱

用ＲＫＲ（Ｒｙｄｂｅｒｇ－Ｋｌｅｉｎｎ－Ｒｅｅｓ）方法计算了Ｃｓ２分子的Ｘ＾１∑ｇ和Ａ＾１∑ｕ的势能曲线，求解了Ｃｓ２分子核运动的径向薛定谔方程，获得Ｘ态与Ａ态间跃迁的Ｆｒａｎｃｋ－Ｃｏｎｄｏｎ因子和１．０６μｍ附近区域的吸收光谱，并与实验测得的吸收光谱作了比较，两者相当符合。     

球状胶粒表面电荷密度／表面电势的一个近似解析式

应用Ｄｅｂｙｅ－Ｈｕ ｃｋｅｌ线性化近似求解非线性Ｐｏｉｓｓｏｎ－Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ方程（ＰＢＥ），获得一个混合、非对称电解质溶液中球状胶粒表面电荷密度（σ）／表面电势（ψ０）的近似解析式。近似解析式适合于大ｋａ的情形，但对于小ｋａ的情形，数值试验表明：只要满足ｋａ≥０．０３，即使表面电势高达３３４ｍＶ（２５℃），近似解析式最大相对误差也低于５％；而文献上报道的其它近似解析式对ｋａ值的下限要求通常     

翼型大攻角低速分离流动的数值模拟

应用高收敛率、高精度和高分辨率的数值计算方法,通过求解非定常、可压缩雷诺平均的Ｎａｖｉｅｒ—Ｓｔｏｋｅｓ方程和ｑ-ω低雷诺数双方程湍流模型,数值预测了Ｓ８０９翼型在０－７０°攻角范围内大尺度分离与失速流场的流动与损失特性。     

一些异核双金属有机化合物的FT－Raman光谱

一些异核双金属有机化合物的ＦＴ－Ｒａｍａｎ光谱郭建华，谭，聂崇实（中国科学院上海有机化学研究所上海市２０００３２）ＦＴ－ＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒａｏｆＳｏｍｅＨｅｔｅｒｏｂｉｎｕｃｌｅａｒＭｅｔａｌｌｏｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ￥ＪｉａｎＨｕａＧｕ...     

双强度调制静态傅里叶变换偏振成像光谱系统测量原理及仿真

为了抑制背景噪声,获得高信噪比的纯干涉条纹并实现图像、光谱和全偏振信息的同时测量,提出了一种基于双强度调制的静态傅里叶变换偏振成像光谱技术新方案.系统由前置望远系统、两个相位延迟器构成的偏振来谱调制模块、Wollaston棱镜构成的偏振.分束器、Savart偏光镜和线偏振器构成的干涉糢块以及CCD面阵探测器组成,可在单一探测器上同时获取两幅经过不同强度调制的全偏振干涉图,通过对两幅全偏振干涉图的简单加减运算,便可获得探测目标清晰的纯图像和高信噪比的纯干涉条纹.对该系统的图像和光谱偏振复原过程进行了理论分析和数值摸拟,结果表明该系统可有效分离探测目标的背景图像和干涉图像,实现高精度的光谱复原和全偏振信息的有效提取,具有髙稳定性、高光谱、高灵敏度、高信噪比、信息复原精度高及数据处理复杂度低等优点,为偏振干涉成像光谱技术的发展提供了新思路.     

EDTA－钼配合物溶剂依存性的拉曼光谱

ＥＤＴＡ－钼配合物溶剂依存性的拉曼光谱吴立新，杜菲，魏君华，宋瑞芳（吉林大学理论化学研究所，分子光谱与分子结构开放实验室长春１３００２３）ＲａｍａｎＳｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｉｃＳｔｕｄｙｏｆＳｏｌｖｅｎｔＤｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆＥＤＴＡ－Ｍｏｌｙｂｄｅ...     

纳米晶Nd—Fe—B基稀土永磁体的磁性能的微磁量子理论计算

从微磁学理论出发，利用铁磁体总自由能极小的变分法，导出了取向各向异性磁体的磁化强度满足的Ｂｒｏｗｎ方程，对取向的纳米晶双相交换耦合磁体，该方程类似于量子力学中的定态Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程，利用中心场问题的求解方法推导了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ基稀土永磁体的成核场同时随两相晶粒尺寸的变化关系。数值计算结果表明，当两相晶粒尺寸小于某一临界尺寸时，可以获得磁性能优异的纳米晶稀土永磁体。所得结果可用于定性解释实验结果和指导巨磁能积纳米晶永磁体的制备。     

相对论热力学向量理论对Schawarzschild场中物质系统特性的研究

应用相对论热力学向量理论，讨论了Ｓｃｈｗａｒｚｓｃｈｉｌｄ场中球对称静态理论流体恒星结构，得到Ｔｏｌｍａｎ－Ｏｐｅｎｈｅｉｍｅｒ－Ｖｏｌｋｏｆｆ方程，并且就该引力场中粒子系统的不同运动状况做了讨论，由此得到了与经典极限相符合的效果。     

L1-2空谱全变差正则化下的高光谱图像去噪

针对高光谱图像的复原问题,提出了一种基于局部核范数最小化和全局L_(1-2)空谱全变差正则化的高光谱复原模型.首先,将高光谱图像划分成局部交叠的三维图块,在提高局部低秩性的同时减少核范数最小化带来的信息损失;然后,建立稀疏表达能力更强的L_(1-2)空谱全变差正则项,不仅能表示空间稀疏先验,而且还能发掘光谱稀疏先验;最后联合两者的优势,在局部上利用核范数最小化惩罚光谱低秩性,在全局上利用L_(1-2)空谱全变差约束高光谱的空间和光谱稀疏性,建立新的高光谱图像复原模型.该模型不仅能够有效去除高斯噪声、脉冲噪声、死线噪声及其混合噪声,而且减少了对噪声独立同分布假设的依赖,能部分抑制与结构相关的噪声.通过对模拟的和真实的高光谱图像进行大量的实验仿真,并与经典的基于低秩和全变差的复原方法相比,本文模型复原结果的平均峰值信噪比提高1.36 dB,平均结构性相似指标提高0.004,而Q-测度降低1.35,平均光谱角降低0.64,复原精度大幅度提高.     

二阶STC格式及其对跨音速湍流流动的数值模拟

ＳＴＣ格式是一种求解积分形式物理守恒律的计算方法,具有守恒性好,精度高的特点。目前求解Ｅｕｌｅｒ方程的ＳＴＣ格式已经建立起来,但求解Ｎ－Ｓ方程的ＳＴＣ格式尚在发展之中。为了使ＳＴＣ格式能够有效地求解粘性流动的问题,本文构造出了求解曲线坐标系下的二维Ｎ－Ｓ方程的二阶ＳＴＣ格式。用该格式对跨音速湍流流动问题进行了计算。     

基于改进Hodrick-Prescott分解模型的近红外自适应降噪方法

在检测果蔬农药残留的近红外光谱采集过程中,往往会受噪声干扰获得低信噪比近红外光谱,且近红外光谱中表征农药和果蔬化学组分的谱峰微弱且重叠度高,因而此近红外光谱降噪普遍存在易平滑微弱的农药组分谱峰、或增加非测量物化学组分谱峰的危险,导致在后续以仅挖掘红外光谱谱峰特征为前提的分类和化学组分分析中,恶化近红外光谱的分类精度、影响农药残留成分的正确分析。针对抑制近红外光谱噪声与保持近红外光谱谱峰的矛盾,提出一种改进Hodrick-Prescott分解模型的自适应降噪方法。在该方法的Hodrick-Prescott分解模型中,以染噪光谱与复原光谱之间残差的L2范数为残差项,描述高斯噪声结构,以复原光谱信号二阶差分的L2范数为正则化项,惩罚复原光谱、迫使从染噪光谱中复原的光谱倾向于梯度减少的方向,以平滑噪声、保持原始谱峰信息。该方法同时结合L-曲线方法,自适应地获取染噪光谱在Hodrick-Prescott优化方程中的正则化参数,并通过求解该曲线最大曲率点对应的参数获得最优正则化参数,确保能平衡Hodrick-Prescott分解模型中正则化项和残差项,以得到较为理想的光谱复原结果。实验以农药残留和未残留的上海青近红外光谱为基本数据、通过降噪前后信噪比、以及支持向量机分类模型的识别率,对比分析bior6.8小波分解方法、 sym8小波分解方法、互补集合模态分解方法的降噪效果。实验结果显示,该方法在处理18.79 dB信噪比染噪近红外光谱时获得了33.35 dB信噪比;在实施上海青农药残留检测中,处理训练集与测试集近红外光谱数据后,训练所得支持向量机分类模型的训练集识别率达93.58%、测试集识别率达71.18%,此识别率明显高于上述三种方法降噪后的结果,接近于原始未染噪声光谱数据。该方法在近红外光谱降噪方面具有明显的优势,能应用于农药残留近红外光谱检测的前期处理。     

基于电子倍增的高光谱成像链模型的系统信噪比分析

高光谱成像的应用效果非常依赖于所获取的图像信噪比(SNR)。在高空间分辨率下,帧速率高、信噪比低,由于光谱成像包含了两维空间-光谱信息,不能使用时间延迟积分(TDI)模式解决光能量弱的问题;目前多采用摆镜降低应用要求,但增加了体积和质量,获取的图像不连续,且运动部件降低了航天的可靠性。基于此,将超高速电子倍增与成像光谱有机结合,构建了基于电子倍增的高分辨率高光谱成像链模型,综合考虑辐射源、地物光谱反射、大气辐射传输、光学系统成像、分光元件特性、探测器光谱响应和相机噪声等各个环节,可用于成像链路信噪比的完整分析。采用LOWTRAN 7软件进行大气辐射传输计算,对不同太阳高度角和地物反射率计算像面的照度,根据电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)探测器的噪声模型,计算出不同工作条件下的SNR。对SNR的分析和实验,选择适当的电子倍增增益,可使微弱光谱信号SNR提高6倍。     

索末菲参量对三重微分截面的影响

在前期工作的基础上，对非对称几何条件下波函数中的索末菲参量作了进一步的完善。研究了索末菲参量对三重微分截面（ＴＤＣＳ）产生的影响。用新的索末菲参量计算了低能电子入射离化氢原子的ＴＤＣＳ。所得结果与前期工作及ＣＣＣ（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔｃｌｏｓｅ－ｃｏｕｐｌｉｎｇ）理论结果进行比较发现：所得结果明显地改善了理论曲线与实验数据的符合程度     

可压缩粘性流动中双方程湍流模型的选择

应用本文作者提出的高收敛率、高精度和高分辨率方法求解可压缩粘性流动问题时选用了k－∈、k－ω和q－ω等三种考虑了可压缩性的双方程湍流模型．综合比较了模型本身以及边界条件提法的难易程度，它们对求解复杂流动以及捕捉各种间断面和滑移面的能力，对初始流场的依赖程度，对收敛速率、CPU时间以及对解的精度和分辨率等的影响。本研究为三维非定常湍流计算提供了选择湍流模型的成功经验．     

超球坐标下Li原子基态能量的快速收敛计算

将Ｌｉ原子２Ｓ态的波函数分解为两项之积，ψ＝ＸΦ，Ｘ＝ｅｘｐ［－α（ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）］，而Φ向以九维超球谐为投影函数而构造的Ｓ３置换群的二维不可约表示的基函数展开。Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程转化为一起球径耦合微分方程。再利用广义Ｌａｇｕｅｒｒｅ函数展开法对其求解，从而得到一广义能量本征方程，给出了库仑势及有关超球角函数在非对称九维超球谐之间矩阵元的简单解析式，可由一起几何函数４Ｆ３：（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ；Ｅ，Ｆ，Ｇ；１）的线性组合表示。取超球谐函数的子集（ｌ１＝ｌ２＝ｌ３＝０），基态１２Ｓ的本征能量在超球角方向的收敛速度加快，首次用非变分法得到了优于Ｈａｒｔｒｅｅ－Ｆｏｃｋ精度的基态能量。结果表明本文给出的方法是对直接超球谐广义Ｌａｇｕｅｒｒｅ函数展开法（ＨＨ－ＧＬＦ）的一个非常有效的改进。