光谱法研究等离子体粒子循环和输运

介绍了三高斯拟合技术,首先用单高斯选点拟合了Hα线形分布的远翼,由谱线的多谱勒展宽得出等离子体离子温度为170 eV,再对剩余量进行双高斯拟合,从多谱勒频移求出反射和解吸粒子入射速度分别为3.0×104 m/s和1×104 m/s,从谱线辐射强度推出再循环粒子由60%反射粒子和40%解吸粒子组成。在简化模型下讨论了粒子的输运行为,算出了氢原子密度、体发射系数和粒子约束时间的分布,均与实验结果相符。分析了粒子入射速度大小对粒子约束时间的影响,结果表明,正常放电下,HT 6M托卡马克粒子约束时间在4~8 ms;反射粒子的速度大小直接决定粒子约束时间的大小和空间分布。     

ψ(2S)扫描实验中相关数据的拟合及误差处理

文中详细讨论了ψ(2S)扫描实验数据拟合过程中同一反应道不同能量点之间,以及同一能量点不同反应道之间的复杂的相关性问题.利用最大似然函数法得到拟合公式;采用多次抽样拟合的办法避免过多待定参数带来的极小化困难;分析并综合各类误差对拟合参数的影响,从而求得最终的合成误差.文中所阐述的方法是处理实验数据拟合过程中复杂相关性问题的一种有效方法.     

PSO-LSSVM对LIBS定量分析精度的提高

针对土壤定量分析受基体效应影响大，LIBS定量分析精度不佳等问题，采用粒子群算法对LSSVM进行优化，提高模型的精确度。选取Pb Ⅰ 405.78 nm和Cr Ⅰ 425.44 nm作为分析谱线进行分析。采集十二个不同浓度样品的特征光谱，每个浓度样品在不同点采集20组数据，将其中17组数据设为训练集，3组数据设为预测集，用LSSVM和PSO-LSSVM两种方法建立定标模型。对比两种模型的拟合相关系数（R2）、训练集均方根误差（RMSEC）和预测集均方根误差(RMSEP)。由于自吸收效应的影响，随着浓度的增加，预测值逐渐低于实际值，LSSVM定标模型的拟合程度较低，无法达到实验要求，模型性能有待提高。利用粒子群算法对LSSVM的模型参数惩罚系数和核函数参数进行优化，得到最佳的参数组合，Pb元素为(8 096.8, 138.865 7)，Cr元素为(4 908.6, 393.563 5)，用最佳的参数组合构建LSSVM的定标模型。相比于LSSVM，PSO-LSSVM定标模型的精确度更高，Pb和Cr元素的R2提高到了0.982 8和0.985 0，拟合效果明显提升。Pb和Cr元素的训练集均方根误差由0.026 0 Wt%和0.027 2 Wt%下降到0.022 4 Wt%和0.019 1 Wt%，预测集均方根误差由0.101 8 Wt%和0.078 8 Wt% 下降到0.045 8 Wt%和0.042 0 Wt%，模型的稳定性进一步提高。说明PSO-LSSVM算法能够更好地降低土壤基体效应和自吸收效应带来的影响，提高分析结果的精确度与稳定性。     

294MeV 20Ne+159Tb反应中出射α粒子的研究

在294MeV Ne束轰击Tb靶的反应中,用ΔE-E望远镜测量了10°—150°发射的α粒子能谱,并用运动源模型拟合了所得的实验能谱,得到与前角度源、中等速度源、熔合蒸发源的有关参数.计算谱很好地复现了实验能谱的形状、峰位信数值,角分布也得到极好的模拟.实验所得的发射α粒子截面为3300mb,运动源模型计算值为3700mb.     

超强激光与等离子体相互作用产生中子的计算

对超强激光与等离子体相互作用过程中发生的氘-氘反应的中子能谱进行了计算.并将计算结 果与实验结果相比较.采用麦克斯韦能量分布和高斯形式的角分布对实验结果进行拟合，从 而确定了入射氘离子的温度和角分布，为研究离子的加速机制提供了依据. 关键词： 中子能谱 激光与等离子体相互作用     

托卡马克等离子体中电子温度梯度不稳定性的粒子模拟编码

本文简述了环形等离子体中电子温度梯度不稳定性的动力学特征粒子模拟的数学方程。给出了计算程序框图以及输入数据变量说明等；计算方法部分和数值模拟结果可参阅文献。在编码中，我们采用四阶自动变步长积分方法。该方法通过每积分一步计算的误差估计公式来帮助编制自动调整积分步长。     

聚变堆燃烧等离子体温度剖面数值分析

采用聚变等离子体中α粒子慢化、扩散的多能群计算方法,结合本底等离子体的能量平衡方程,对α粒子自加热及扩散情形下对聚变堆而言甚为重要的等离子体温度剖面进行了自洽性的数值分析。对动态及稳态等离子体运行方式的模拟结果表明燃烧等离子体温度剖面比起目前实验得出的剖面更峰状化。这一特性不依α粒子在其慢化过程有无显著的扩散损失而改变,在今后对聚变堆α粒子行为及效应的严格分析中应加以考虑。     

半导体阻温曲线拟合方法的研究

针对物理实验中半导体热敏电阻在一定温度范围内电阻随温度变化的关系,采用了多种方法进行曲线拟合,结果发现e指数拟合后的残差平方和最小,其次是二次三项式拟合。结果表明,对于一定范围内热敏电阻阻值随温度变化进行数据拟合以及残差分析,有利于物理实验教学向着数字化、信息化研究型方向发展。     

HT-6M中性注入加热电荷交换能谱分析

用电荷交换中性粒子能谱分析的方法,研究了HT-6M托卡马克中性注入加热期间的氢离子能谱,得到了离子温度的增加。测量结果与实验定标律的估算在误差范围内相符;并与根据Fokker-Planck方程计算的注入过程中的离子能谱和温度变化进行了比较。 关键词：     

α粒子在塑料探测器中的能量响应

在重离子核反应机制研究的实验中,我们用一个总覆盖角为θ_L±20°,φ_L±9°由20个快慢塑料闪烁体单元构成的ΛE-E确良Phoswich探测器系统对重离子反应中前方向出射的轻带电粒子进行了测量,并利用从加速器引出的α束流,在不同厚度的铝箔中降能后,对该探测器系统进行了能量刻度.借助一个简单的关系式成功地拟合了我们的数据.得到的α粒子能谱与硅探测器望远镜测得的α粒子能谱符合得很好.     

相对误差最小二乘法的TDLAS气体浓度标定曲线拟合

可调谐半导体激光光谱技术（TDLAS）是光谱检测技术的一个分支,具有高灵敏度、高分辨率、实时监测、便携性好、小型化等优点,在工业环保、医疗检测、气象监测等领域得到了广泛应用。TDLAS气体传感器的测量精度与标定曲线密切相关,标定时,常用最小二乘法对标定曲线进行多项式拟合,但最小二乘法是以绝对误差的最小平方和作为评价标准,无法对相对误差进行约束,在低浓度量程下TDLAS气体传感器的标定曲线相对误差偏大,限制了标定量程。推导了光强透射率对数与气体浓度关系式作为目标函数,提出了基于相对误差意义下的最小二乘法,迭代方法采用高斯-牛顿迭代法（Gauss-Newton iteration method）,实验以雅士林DHS-100恒温恒湿箱来产生大量程范围的水汽标定浓度,Vaisala HMT337在线湿度检测仪的测量值作为标定浓度,自主研发的TDLAS湿度传感器选择波数为7 306.752 1 cm-1的水汽吸收峰,气室的光路长为50 mm,对1%~50%VOL的水汽浓度进行了拟合标定,对比了最小二乘法与相对误差最小二乘法的标定拟合结果。实验结果表明：采用最小二乘法拟合时,在低浓度量程下会出现较大的相对误差,高浓度量程下相对误差逐渐减小,无法保证整个大量程下测量精度要求;采用相对误差最小二乘法拟合时,在整个大量程范围下的相对误差波动比较小,相对误差分布曲线比较平稳,最大相对误差和相对误差标准差都远小于最小二乘法的拟合结果;以Ratio-C关系式作为目标函数,采用相对误差最小二乘法进行拟合标定时,最大相对误差为0.049 4,相对误差标准差为0.023 7,远优于最小二乘法的拟合结果,符合TDLAS传感器测量精度要求,验证了相对误差最小二乘法的标定算法可靠性,提高了TDLAS气体传感器的测量精度。     

Murrell-Sorbie势能参数与双原子分子光谱数据的关系研究

研究了Murrell-Sorbie势能参数与双原子分子光谱数据的关系.根据光谱数据编程计算了卤化氢分子的力常数和Murrell-Sorbie势能参数.反过来,运用ab initio和非线性最小二乘法拟合出了HF分子的Murrell-Sorbie势能函数和势能参数;并由此计算了HF分子的光谱数据,与实验光谱数据符合较好.这对难以获得实验光谱数据的双原子分子和离子的动力学研究有一定的参考价值.     

体吸收型激光能量计能量损失补偿方法的研究

借助传热学基本理论对体吸收型激光能量计因热辐射、热对流和热传导造成的热能损失进行了分析，在此基础上建立了能量计热能损失的数学模型。根据数学模型采用最小二乘法对测量数据进行了曲线拟合，得到与实际降温曲线非常接近的拟合曲线。利用拟合曲线对测量数据进行补偿修正后使得能量计的测量重复性得到了很大提高。该方法对于体吸收型激光能量计的研制具有一定的理论意义。     

基于自适应粒子群算法的多峰谱线分离方法研究

电感耦合等离子体原子发射光谱分析法（ICP-AES）已成为一种常规的元素分析方法,但在ICP-AES分析过程中,大多元素的分析谱线会受到背景或其他谱线的重叠干扰,形成的光谱干扰严重影响了谱线分析的准确性,所以在元素的分析过程中,需要通过适当的光谱干扰校正方法才能得到合适的元素分析线。根据光谱强度具有叠加性的特征,利用谱图将谱线形状表示为Voigt线型函数加和的多峰谱线叠加模型,以多峰谱线叠加模型与目标谱线的均方根误差构建多元函数作为评价函数的数学模型,设计自适应粒子群优化（APSO）算法寻找分离谱线特征参数的最优解,APSO算法在标准PSO算法的基础上,引入压缩因子同时使得种群参数惯性权重根据粒子个体适应度值自适应变化以及学习因子线性变化,在算法迭代过程中协调粒子种群内全局搜索能力和局部开发能力,保证算法有效且迅速收敛,实现多峰谱线分离,减少干扰谱线的影响从而得到更精准的元素分析线。以ICP-AES检测器返回的含Pr元素溶液特征波长为390.844 nm和汞灯特征波长为313.183 nm两条谱线的光强AD采样值作为两组实测数据,以两个Voigt线型近似函数构成的三种不同重叠程度的叠加合成曲线作为三组模拟数据,在数据曲线上分别选取50个能够包含曲线全部特征参数信息的点作为数据点,通过对上述五组目标数据点进行APSO算法处理,结果表明APSO算法得到的多峰谱线叠加模型相关参数能够较准确地拟合出相应的目标数据曲线,目标数据点与拟合曲线函数值相对误差较低,算法表明能够有效扣除谱线重叠干扰,同组目标数据经过多次算法处理,选择最小的最优适应度值相应的特征参数向量作为Voigt线型函数相关参数,以此拟合出的多峰谱线叠加模型曲线精准度越高、相对误差越小。这种算法具有良好的收敛性和适应性,可应用于ICP-AES在元素定性、定量方面的分析研究。     

Accuracy analysis on Rayleigh lidar measurements of atmospheric temperature based on spectroscopy

We make a detailed analysis on the linearity and accuracy of the relationship between the full-width at half-height （FWHH） of the atmosphere molecules Rayleigh scattering spectrum and the square root of the atmospheric temperature. A simulation of the FWHH of the atmosphere molecules Rayleigh scattering spectrum is made based on the S6 Atmosphere Model and U.S. Standard Atmosphere Model. The calcu- lated temperature is compared with the initial simulation temperature. The result shows that the FWHH of the atmosphere molecules Rayleigh scattering spectrum is nearly proportional to the atmospheric temperature. The goodness-of-fit index of the fitting curve is 0.9977 and the maximum absolute error of measured atmospheric temperature is about 2 K.     

A DEDUCTION ON PRIMARY COSMIC PAY COMPOSITION AND SPECTRA ABOVE 1014eV

The spectra of primary cosmic ray nuclei are fitted from experimental data under 10¹⁴eV and extrapolated to their bending energies. The primary cosmic ray composition above 10¹⁴eV is deduced according to the rigidity cut off model by selecting an appropriate bending energy for proton so that the sum of various nucleus components is consistent with the experimental total particle spectrum. The method used is independent on the behaviour of hadronic interaction.     

XAFS study of aqua (diethylenetriamine)(isonicotinato)‐copper(II) complex – inference of square‐pyramidal geometry

X‐ray absorption fine structure (XAFS) of aqua (diethylenetriamine) (isonicotinato) copper(II) complex has been investigated. The crystal structure of the complex is unavailable. The X‐ray absorption near edge structure (XANES) spectrum of the complex has been compared with those of the standard compounds to estimate the coordination geometry and oxidation state of copper. This study indicates that the copper center has +2 oxidation state and that it may be penta or hexa‐coordinated. The spectrum has been further compared with those of the earlier studied complexes having square‐pyramidal geometry. Similarity has been observed between them indicating that the complex should have penta‐coordinated square‐pyramidal geometry. The same inference has been obtained from the study of the characteristic pre‐edge and XANES features. This inference has been further examined by analysis of the extended X‐ray absorption fine structure (EXAFS) spectrum. The experimental EXAFS data has been fitted with three different theoretical models for tetra‐coordination, penta‐coordination, and hexa‐coordination. The tetra model is unable to provide a satisfactory fit so it has been ignored. Although the penta and hexa models give comparable results, the parameters obtained indicate that the penta‐coordinated model fits better to the experimental data than the hexa‐coordinated model. This penta‐coordinated model has been further fitted to the experimental data by allowing the coordination number to vary. Such fitting also shows that the penta‐coordinated model is a satisfactory model for the studied complex. The obtained values of mean‐square disorder indicate that the force constants are different for the equatorial and axial bonds. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

The influence of several parameters on the lifetimes and intensities of positron lifetime spectra of metals

The influence of the instrumental time-resolution function and the source-surface spectrum on the lifetimes and intensities of positron lifetime spectra is studied by a computer simulation of such spectra. The prompt curve is described not by a sum of Gaussian curves but by the convolution of a Gaussian curve with a double-sided exponential. It is shown that the fitted lifetimes and intensities considerably depend on these parameters.     

Simultaneous measurement of vibration amplitude and rotation angle based on a single-channel laser self-mixing interferometer

Based on a single-channel laser self-mixing interferometer,we present a new simultaneous measurement of the vibration amplitude and the rotation angle of objects that both affect the power spectrum containing two peaks of the interferometer signals.The fitted results indicate that the curve of the peak frequency versus the vibration amplitude follows a linear distribution,and the curve of the difference of the two-peak power values versus the angle follows a Gaussian distribution.A vibration amplitude with an error less than 3.0% and a rotation angle with an error less than 11.7% are calculated from the fitted results.