基于场地高光谱BRDF模型的Suomi-NPP VIIRS长时序定标

为提升光学卫星遥感器的定标频次,提出一种基于场地高光谱BRDF(Bidirectional Reflectance Distribution Function)模型的高频次绝对辐射定标方法,实现了Suomi-NPP (Suomi-National Polar-Orbiting Partnership Spacecraft)VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite)的长时序高频次绝对辐射定标。介绍了基于场地高光谱BRDF模型的绝对辐射定标原理,于2018年4月和8月利用场地高光谱BRDF手动测量系统分别对敦煌场的方向特性进行测量试验,并基于半经验核驱动反演敦煌场的地表高光谱BRDF模型参数。基于BRDF模型计算2018年全年VIIRS M1～M11波段的表观反射率,并与卫星观测表观反射率进行比对。结果表明:Suomi-NPP VIIRS遥感器2018年全年的有效定标频次为51次,其中M1～M7波段模型计算的表观反射率与卫星观测的相对偏差均小于3.23%。基于场地BRDF模型的高频次绝对辐射定标方法可有效地提高卫星载荷的定标频次,及时跟踪载荷的辐射特性变化。     

干涉条纹密度的计算及其应用研究

采用光的干涉方法检测曲面光学表面的加工质量时,都需要事先设计好系统光路的最佳检测技术参数,并能对检测的难度进行有效的评估,从而确保检测的精度。该研究采用了一种计算干涉条纹密度的新方法,对任意光学曲面检测的难度进行评估,并用于确定球面参考光点光源的最佳位置。以非球面为例,计算了非球面的最接近球面的半径和最大非球面度以及非球面检测时球面参考光点光源的最佳位置,说明了计算干涉条纹密度方法在确定干涉检测系统光路调试最佳条件的优越性,可为各种干涉检测系统的设计以及优化调试过程提供理论依据和分析指导。     

制备工艺对掺杂NaYF4:Er3+,Yb3+发光纳米晶的聚合物光波导放大器性能的影响

制备了NaYF₄：Er³⁺,Yb³⁺纳米晶,表征了纳米晶的形貌,通过物理掺杂的方式将纳米粒子掺杂到SU-8中作为光波导放大器的芯层材料,优化了波导放大器的尺寸,利用旋涂、刻蚀等工艺,在二氧化硅衬底上制备了光波导放大器。实验中用光漂白法和湿法刻蚀两种方法制备光波导放大器,分别给出了两种方法制备的器件的结构、工艺流程、光场模拟结果,并对两种方法制备的器件的放大特性进行了测试。测试结果表明,当980 nm波长的泵浦光功率为241 mW且1 550 nm波长的信号光功率为0.1 mW时,使用湿法刻蚀法制备的放大器得到2.7 dB的相对增益。当980 nm波长的泵浦光功率为235 mW且1 550 nm波长的信号光功率为0.1 mW时,使用光漂白法制备的放大器得到4.5 dB的相对增益。根据以上测试结果,分析了两种工艺对器件性能的影响。     

山东省焦家式金矿区土壤重金属铬高光谱监测研究

矿区土壤环境问题日益突出,以山东省烟台市焦家式金矿区为典型区,系统采集了85个表层土壤样品进行野外光谱实测,其中35份用于重金属铬含量测定。利用光谱变换技术对原始光谱提取了一阶微分、二阶微分和去包络线三种光谱指标,采用偏最小二乘回归法建立光谱数据与铬含量间的定量关系,将最优预测模型应用于其余50个样本点铬浓度值的获取,最终通过克里金插值实现了对研究区土壤重金属铬的快速监测。结果表明,基于一阶微分数据模型预测精度最高,其次为二阶微分,原始光谱和去包络线数据。研究区铬的含量与金矿的分布情况密切相关,即金矿密集区域铬含量更高,这表明金矿开采对土壤中铬的含量与分布存在一定影响。     

基于KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶的红光聚合物平面光波导放大器

制作了基于KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶材料的工作波长655 nm的聚合物平面光波导放大器。材料的吸收光谱表明,KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶在980 nm附近有很强的吸收。在980 nm激光的激发下,由于Er~(3+)和Mn2+能级之间的能量传递,KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米晶产生了很强的红色上转换发光。根据KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)纳米粒子的发光特性,制备了KMnF_3∶Yb~(3+),Er~(3+)NCs-PMMA复合材料,用其作为芯层设计了掩埋形结构光波导放大器,利用传统的半导体工艺完成器件制备。器件测试结果表明,当655 nm信号光功率为0.1 m W、980 nm泵浦功率为260 m W时,器件获得了2.7 d B的相对增益。     

高热稳定性氟化聚醚砜的合成及其在阵列波导光栅复用器中的应用

用合成的3-三氟甲基苯侧基聚醚砜(3F-PES)作为波导芯层材料制作了新型硅基聚合物阵列波导光栅(AWG)复用器.采用DSC,TGA和AFM等方法对3F-PES的光学性质和热稳定性进行了表征.DSC和TGA结果显示,3F-PES的玻璃化转变温度为170℃,在空气中5%的热失重温度为542℃,表明具有非常好的热稳定性.3F-PES溶液在旋涂时具有很好的成膜性,AFM照片显示,粗糙度起伏为0.35nm.近红外吸收谱表明,3F-PES在光通讯波段有较小的吸收,适合用来制作低损耗的光波导器件.用3F-PES作为波导芯层材料制作的八通道硅基聚合物阵列波导光栅(AWG)复用器的通道间隔为1.603nm,中心波长为1550.15nm.     

铍原子的能级和超精细结构的研究

采用多组态相互作用方法及Rayleigh Ritz变分法 ,并考虑相对论修正、质量极化效应等 ,获得了铍原子低激发态 1s2 2s2p3 Po和 1s2 2p2 3 P高精度的相对论能量 .同时还计算了铍原子超精细结构常数 ,与其他理论和实验结果符合得很好. The Rayleigh-Ritz variational method is used with a multiconfiguration-interaction function and restricted variation method to obtain the relativistic energies of 1s 22s2p 3P o and 1s 22p 2 3Pin beryllium, including the mass polarization and relativistic corrections. Hyperfine structure is also studied to compared with theoretical and experiment data in the literature.     

氧掺杂对VN-g-C3N4催化剂光催化固氮性能的影响

采用介质阻挡放电等离子体法合成了氧原子掺杂的具有氮空穴的石墨相氮化碳催化剂(g-C₃N₄), 并对催化剂的结构和形貌进行了表征分析. 结果表明, 等离子体处理没有改变催化剂的形貌, 并同时将氮空穴和氧原子引入了g-C₃N₄的晶格. 在可见光条件下, 制备的共掺杂g-C₃N₄催化剂的铵离子产率高达5.9 mg·L ^-1·h ^-1· {\mathrm{g}}_{\mathrm{cat}}^{-1} , 分别是具有氮空穴的g-C₃N₄和纯g-C₃N₄的2.2倍和20倍, 同时还表现出优异的催化稳定性. 密度泛函理论计算结果显示, 与具有氮空穴的g-C₃N₄相比, 氧原子的引入能提高氮空穴对反应物氮气分子的活化能力, 提高光催化固氮性能.     

类铍离子激发态1s22P2 3Pe的能量、精细结构和跃迁波长的计算

采用多组态相互作用方法及Rayleigh-Ritz变分法,计算了类铍离子等电子系列(Z=4-10)激发态1s22p2 3Pe的非相对论能量,利用截断变分方法得到能量改进量,进一步考虑相对论效应和质量极化效应,从而获得了高精度的能量计算值.给出了类铍离子等电子系列激发态1s22p2 3Pe的相对论能量修正和质量极化效应随核电荷数Z变化的情况.同时还计算了激发态1s22p23Pe的精细结构能级和劈裂,以及1s22s2p3Po到1s22p2 3Pe态的辐射跃迁波长.计算结果与其他理论和实验符合得很好.     

波片提高声光Q开关关断Nd∶YAG激光能力研究

采用琼斯矢量变换的方法,分析了四分之一波片对入射椭圆偏振光偏振面的变换过程.结合声光相互作用理论和声光介质熔石英在平行和垂直于声场的两个方向具有不同声光优值的特性,理论推导了腔内引入四分之一波片后声光Q开关的布喇格衍射效率公式,计算模拟得出引入四分之一波片能够有效地提高声光Q开关关断连续Nd∶YAG激光的能力·在理论分析的基础上进行了实验验证,实验结果与理论分析符合得很好·