基于同色异谱黑理论的非线性复合模型光谱重建研究

同色异谱现象是光谱反射率重建与颜色再现中的一个重要问题。采用三基色CCD相机采集CIE标准光源D65下的颜色样品信号,建立非线性复合模型,使用主成分分析结合神经网络的方法(PCA-NET)改进基于同色异谱黑理论的R矩阵算法,对标准Munsell色卡光谱重建进行研究。在保证给定照明条件下的色度精度同时,对光谱重建的结果进行了实验评价和讨论。实验结果表明,在给定的照明条件下,PCA-NET算法能够准确的拟合相机输出信号与主成分系数之间的非线性关系, 将其代替线性算法应用于R矩阵算法中时,测试集的平均均方根值是未改进R矩阵算法的0.76,平均标准差是R矩阵算法的0.85,可有效提高光谱反射率的重建精度。改进后的R矩阵算法具有精度较高、操作简单易实现的特点, 可用于对重建色度精度及光谱精度均要求较高的领域。     

具有垂直孔道的壳聚糖乳酸盐海绵的制备及体外释药模型的拟合分析

先将壳聚糖(CH)经乳酸改性制成壳聚糖乳酸盐(LCH)以改善其溶解性, 然后通过加入冰晶生长引导剂叔丁醇(TBA), 在特制的定向冷冻装置中冻结, 再经冷冻干燥后, 制成了一种圆柱形的海绵体, 其内部具有垂直方向上的孔道结构. 通过控制叔丁醇的浓度, 制备了具有不同孔径及孔隙率的海绵样品. 以红霉素为模型药物, 研究了具有自身降解溶蚀功能的LCH样品的体外释药模型, 结果表明, LCH样品的释药过程主要分为基体溶蚀控释和药物后扩散2个阶段. 其中基体控释阶段符合Couarraze释药模型.     

达克罗涂层的腐蚀动力学行为研究

达克罗涂层以高耐蚀性、无废水排放、无氢脆等优良性能而成为表面处理行业的一项高新技术[1] 。这种涂层由微细的鳞片状金属锌和以三价铬氧化物为主的粘合物构成 ,并以膜层的整体铬酸盐化为基本特征。近年来 ,我们采用动电位扫描法、恒电流法和快速三角波等多种电化学测试方法对其腐蚀动力学行为进行了研究 ,分析达克罗涂层的高耐蚀性的成因 ;同时从腐蚀电化学角度探讨用硼酸部分取代铬酸配制处理液能明显改善涂层在淡水中的耐蚀性 的机制。1　实验部分1 1　处理液的配制和涂层的制备所用试剂包括 :铬酸酐 (ＡＲ) ,硼酸 (ＡＲ) ,二丙醇 (…     

Sn类钙钛矿太阳电池薄膜的掺杂改性研究

采用一步法分别制备了Sn类CH3NH3Sn I3和Pb类CH3NH3Pb I3钙钛矿太阳电池薄膜材料,并对其表面形貌、微观结构、吸收光谱和电池器件性能进行了表征和测试。研究结果表明:Sn类钙钛矿材料的吸收光谱相对于Pb类钙钛矿材料发生了明显的红移,吸收截止波长从800 nm上升到950 nm左右,光学带隙由1.45 e V降低至1.21 e V左右;Sn类钙钛矿材料的光谱吸收范围明显扩大,但吸收强度有所降低,相应太阳电池器件的光电转换效率也明显低于Pb类钙钛矿太阳电池,分别为2.05%和6.71%。而Br的掺杂可使Sn类钙钛矿材料带隙变宽,吸收光子能量增大,电池器件的开路电压也相应提高。当Br含量由0增加至完全替代I时,Sn类钙钛矿材料逐渐由黑褐色转变为黄色,光学带隙增大至1.95 e V,但吸收截止波长由950 nm降低至650nm。值得提及的是当Br含量为0.5时,电池器件的光电转换效率可由最初的2.05%提升至2.94%。     

高分辨率傅里叶变换成像光谱仪光谱重建并行算法

高分辨率傅里叶变换成像光谱仪具有高空间分辨率和高光谱分辨率的特点,但光谱重建时间冗长。通过对傅里叶变换光谱重建流程分析,为研制的1024pixel(光谱维)×1024piexl(像宽)×1024piexl(像高)高分辨率紫外傅里叶变换成像光谱仪的数据立方体反演,设计了一种并行优化算法。实验表明,在6核处理器上对512M和2G的数据立方体进行变换,时间分别只需88.33s和489.75s,加速比分别为3.70和3.04,大幅度提高了运算效率。如将该算法应用到更多内核处理器上,可得到更高的加速比和更少的运算时间。     

太阳电池用YVO_4∶Eu~(3+)下转换材料的掺杂改性研究

为进一步提高YVO_4材料的下转换发光性能,在改进后的溶胶-凝胶法制备的YVO_4∶Eu~(3+)中,通过掺入Bi~(3+)来拓宽其在紫外波段的光谱吸收并提高其发光强度,通过掺入P~(5+)达到以PO_4~(3-)部分取代VO_4~(3-)来改善YVO_4∶Eu~(3+)的光输出稳定性及温度猝灭特性的目的。研究表明,掺入的Bi~(3+)和P~(5+)可成功取代YVO_4晶格中的Y~(3+)和V~(5+)。当Bi~(3+)掺入量较少时,样品仍然为四方晶系,Bi~(3+)较好地取代了Y~(3+)的晶格位置,形成单相的晶体结构。而在掺入少量的P~(5+)之后,YVO_4与YPO_4之间形成了均匀的固溶体。在350 nm激发光源作用下,当Bi~(3+)和P5+掺杂摩尔分数分别为0.04和0.10时,发光强度达到最大,特别是YV0.90P0.10O4∶0.05Eu~(3+)在619 nm处的发光强度要比YVO_4∶0.05Eu~(3+)的发光强度增大1.9倍。     

无透镜数字全息显微成像技术与应用

针对微结构和微光学元件等微小物体的表面定量检测,本文介绍了一种利用无透镜数字全息的快速、无损的显微成像方法。首先介绍了基于球面波的无透镜数字全息显微成像技术的基本原理,采用CCD作为光电转换器件,基于迈克尔逊干涉光路,设计了无透镜数字全息显微成像系统,利用反射镜构成折反式光路,系统结构简单、紧凑,提升了系统便携性。然后利用USAF1951分辨率板对构建的成像系统进行了标定实验,得出其横向分辨率为6.69μm,放大倍率为3.375,系统工作距离为12.0mm。此外,还对晶圆表面结构进行实际测量。实验验证了该系统的可行性和有效性,有望进一步应用于MEMS、微光学元件、光学元件等表面形貌的定量测量中。     

一种基于LASSO回归模型的彩色相机颜色校正方法

彩色相机的颜色校正是实现成像色彩一致性的必要保障手段。传统的相机颜色校正中,对测量数据多采用多项式回归分析来确定颜色定标系数,存在着精度不高的缺点,因此,本文对测量数据提出了基于LASSO的高阶多项式回归拟合方法,利用LASSO压缩系数的特点,在保证计算复杂度的前提下,有效提高了回归模型的校正精度。在D65标准光源下对ColorChecker 24色卡进行了实际成像实验,并用CIELAB色差公式表征了校正效果,实验结果表明,新方法的校正效果明显优于传统的线性回归、二次多项式回归方法,平均色差指标可以达到5个CIELAB色差单位。     

基于Clamped B样条的空间非合作目标抓捕策略研

空间机械臂技术是未来实施在轨服务与维护任务的关键技术之一. 利用机械臂对空间非合作目标, 特别是翻滚目标的抓捕仍然存在巨大的挑战. 本文提出一种基于Clamped B样条的空间非合作目标抓捕策略方案. 在对非合作目标与空间机械臂运动学与动力学分析的基础上, 结合非合作目标被空间机械臂抓捕后的动静态对偶性分析, 构建抓捕后的力可操作度椭球作为抓捕策略设计的优化指标. 其次, 考虑目标的运动预测和空间机械臂的抓捕能力图谱构建, 确定空间机械臂应对目标的最优抓捕时机与抓捕终端状态. 基于Clamped B样条对空间机械臂各关节轨迹进行时间归一化参数描述, 并对抓捕过程中的机械臂关节角、速度、避撞、抓捕走廊等约束进行数学变换, 最终将抓捕策略转换为多约束、多目标的非线性优化问题, 利用自适应惯性权重的粒子群优化算法进行求解. 将所设计的抓捕策略应用于空间七自由度运动学冗余机械臂, 实现了对空间中翻滚目标的成功捕获, 验证了所提抓捕策略的可行性与有效性.