混合数据采集与存储的实现

设计了一种传感器信号与GPIO口数字量隔离与采集的方案,研究了模拟信号线性光耦的隔离与电压转换技术,提出了采用光耦隔离模拟量与数字信号,利用主控芯片FPGA完成单路采样率不低于5 kHz的模拟量与数字量数据的混合编帧,使用缓冲FIFO实时完成记录仪的发送与接收,通过对数据的的回读来确保数据传输的正确性与可靠性;经大量测试表明,该方案稳定、实用,满足系统的实时性要求。     

对“磁力小火车”的原理探究及实验验证

根据磁铁在不均匀磁场中受力公式和洛伦兹力公式推导出"磁力小火车"现象中,"小车"的平衡速度表达公式,并通过MATLAB和COMSOL等软件结合实验测量数据得出表达式中相关参数数值,利用MATLAB做出小车平衡速度v与电池电压U_0,v与线圈半径R,v与线圈匝数密度n,v与加入磁铁个数N的理论图像,并通过实验探究v与U_0,v与n,v与N的关系,得到的实验图像与理论图像趋势吻合程度较好.     

两维耦合腔系统中的纠缠特性EI北大核心CSCD

研究四个二能级原子与两维耦合腔的相互作用系统,其中每个腔囚禁一个二能级原子,并且原子通过单光子跃迁与腔场发生共振相互作用。利用负本征值度量两子系统间的纠缠,讨论了腔与腔之间的耦合系数变化对原子与原子之间和腔与腔之间纠缠的影响。研究结果表明,随腔与腔之间耦合系数的增大,原子与原子之间纠缠增强,腔与腔之间纠缠减弱。     

锻炼思维的电表改装问题

1 电压表、电流表的摆角与读数问题 1.1 电压表的摆角与读数问题 电压表是由一个电流表和一个电阻串联改装而成,电流表的摆角与电流成正比,因此电压表的摆角与流过内部电流表的电流成正比,电流越大摆角越大;电压表的读数为电流表的电压与串联电阻的电压之和,因此读数与摆角和量程都有关系.     

碳酸二甲酯与柴油混合物粘度的实验研究

利用密度瓶和玻璃毛细管粘度计,本文对293~353 K温度范围内的碳酸二甲酯与柴油混合物的密度与粘度进行了实验研究,得到了不同配比下碳酸二甲酯与柴油混合物的密度与粘度实验数据。利用得到的实验数据,拟合了不同配比下的碳酸二甲酯与柴油混合物的密度与粘度计算方程。根据Grunberg-Nissan方法,最终得到了混合物粘度的计算方程,此方程适用于碳酸二甲酯的比例不超过20％的情况,分析表明计算结果与实验数据的偏差小于5％,可以满足工程实际应用的需要。     

“用打点计时器测速度”教学案例及分析

与以往课程改革相比,本次课改是最彻底的一次.作为国家颁布的法规性文件,<课程标准>把"科学探究及物理实验能力要求"与"共同必修模块"和"选修模块"并列,且放在内容标准的首位.从提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作等方面都提出了具体的要求,突出了探究与实验在物理教学中的地位.     

《强激光与粒子束》迎来创刊20周年北大核心

《强激光与粒子束》是由中国工程物理研究院和四川核学会创办的国内外公开出版的科技期刊。主要报道我国高能激光与粒子束技术领域的基础理论、实验与应用研究的成果和最新进展。内容涉及高功率激光（含高功率微波）与粒子束的产生、传输及其与物质的相互作用,加速器及高功率脉冲功率技术。主要学科包括：强激光光学,激光器与加速器,高功率微波,脉冲功率,等离子体物理,     

深海近距离声场频率-距离干涉结构反演海底声学参数

地声反演一般存在多解性的问题,不易有效分离沉积层声速与厚度,本文提出了一种当声源与接收水听器分别位于海面与海底附近时匹配声场干涉周期反演深海沉积层声速与厚度的方法。该声场周期结构由直达波与海底沉积层反射回波干涉形成,其干涉周期受沉积层声速和厚度影响,通过匹配实测与理论计算的声场干涉周期可有效反演沉积层声速和厚度。开展了深海实验验证,利用水听器接收到的近距离船舶噪声的声场干涉条纹,反演得到的实验海域海底沉积层声速与该海域海底表层采样平均值差小于20 m/s。数值仿真与实验结果表明该方法可以有效反演沉积层的声速与厚度。      

《光谱学与光谱分析》投稿简则

正《光谱学与光谱分析》是由中国科协主管,中国光学学会主办,钢铁研究总院、中国科学院物理研究所、北京大学、清华大学共同承办的专业学术期刊。国内外公开发行,从2004年起为月刊,大16开本,2014年仍为月刊,每期292页。《光谱学与光谱分析》主要报道我国光谱学与光谱分析领域内具有创新性科研成果,及时反映国内外光谱学与光谱分析的进展和动态;发现并培育人才;推动和促进光谱学与光谱分析的发展。为科教兴国服务。读者对象为从事光谱学与光谱分析的科研人员、教学人     

写稿注意事项

1要注意本刊的性质与特点本刊是以教学研究为主,横跨中学与大学物理教学,兼顾科学普及与提高的综合性物理学杂志.投寄本刊的稿件,首先要注意是否符合本刊上述性质与特点以及本刊所设栏目的内容.     

基于子波变换的光谱信息数据压缩方法

本文介绍一种基于子波变换的光谱信息数据压缩方法，利用子波变换的多尺度分析原理，将原始光谱数据分解成集中源信号绝大部分能量的模糊信号和反映源信号变化特性的锐化信号。由于锐化信号只有源信号变化梯度大的区域系数值才较大，其他区域都接近零，只需保存少量的系数，就可以实现数据压缩，用本文方法，对２１种典型地物光谱数据进行了数据压缩实验，在１．０～１．７均方根误差情况下，若压缩结果不编码，压缩比一般为４：１～     

Covariance NMR spectroscopy by singular value decomposition

Covariance NMR is demonstrated for homonuclear 2D NMR data collected using the hypercomplex and TPPI methods. Absorption mode 2D spectra are obtained by application of the square-root operation to the covariance matrices. The resulting spectra closely resemble the 2D Fourier transformation spectra, except that they are fully symmetric with the spectral resolution along both dimensions determined by the favorable resolution achievable along omega2. An efficient method is introduced for the calculation of the square root of the covariance spectrum by applying a singular value decomposition (SVD) directly to the mixed time-frequency domain data matrix. Applications are shown for 2D NOESY and 2QF-COSY data sets and computational benchmarks are given for data matrix dimensions typically encountered in practice. The SVD implementation makes covariance NMR amenable to routine applications.     

多维核磁共振数据在通用计算机上的处理与三维谱的观测

本文分析、讨论了利用外部通用计算机处理核磁共振数据的方法及程序,包括数据格式转换,一维、二维、三维谱的数据处理,谱图的显示及输出,并以VAX机为例实现了三维谱的观测。文中还详细讨论了编程的原理和一些技术细节。     

核磁共振数据的参数化谱分析方法

讨论参数化谱分析方法的基本原理以及基于高阶Yule-Walker方程组的参数计算方法,提出了一种新的从数据中估计谱线根数的方法,实验表明,该方法是有效的。     

大孔径静态干涉成像光谱仪数据源选择对压缩效果影响的研究

针对实际工程应用中存在的大孔径静态干涉成像光谱仪(large aperture static imaging spectrometer,LASIS)的数据压缩问题,根据LASIS的成像特点,在详细分析其数据特性之后,提出了基于光程差维数据源的压缩,并与以往的LASIS和LAMIS数据源压缩进行对比研究。选择不同的数据源获得的压缩效果不同,为了更合理的选择LASIS数据源,降低压缩算法带来的图像和光谱损失,实验以LASIS原理样机推扫获得的短波红外数据作为研究对象,在详细介绍了三种数据的数据特点以及提取方法之后,变换得到上述三种形式的数据源,采用工程中成熟应用的JPEG和JPEG2000算法对三种数据源分别进行逐帧压缩和重建,然后对压缩效果在图像维、干涉维和光谱维以及压缩比进行了详细的对比分析,并提取视场中三种目标物质的光谱曲线,对压缩前后它们的光谱信息损失进行了度量。实验结果表明,相较于采用LASIS和LAMIS数据源作为压缩对象,以LASIS光程差维数据作为压缩对象,无论是在图像维、干涉维还是光谱维的压缩评价标准下都表现出明显的优越性：同样的压缩方案下,基于光程差维数据源的压缩能在获得较高压缩比的同时获得更低的均方误差和更高的峰值信噪比,且对光谱信息的损失也是三种数据源中最小的。     

用于CARS激发源的全光纤飞秒脉冲谱压缩

进行了基于光纤预啁啾和自相位调制的多模/单模组合式全光纤啁啾谱压缩研究.提出利用多模光纤模式估计群速度色散均值的方法,并将该估计值作为啁啾参量分析的计算参数,仿真计算了50/125μm折射率渐变多模光纤的群速度色散均值及其与单模光纤在不同长度比值下的光谱压缩效果.采用三种折射率渐变多模光纤进行实验,对比分析了折射率渐变多模光纤的芯径大小及其与单模光纤的长度比值对光谱压缩效果的影响.实验结果表明使用50/125μm折射率渐变多模光纤获得光谱最大压缩比为5.796,谱宽为2.243 nm,与理论仿真一致;使用105/125μm折射率渐变多模光纤,可进一步提高压缩比至152.941,输出谱宽为0.085 nm的光脉冲.将此脉冲用于相干反斯托克斯拉曼散射光谱探测,理论光谱分辨率可达1.386 cm~(-1).     

NMR Analysis of the Water-Soluble Fraction of Airborne Pollen Particles

The analysis of ambient organic aerosols by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy is limited because of the large number of organic compounds present at low concentrations. Here, we demonstrate the integrative analysis of NMR spectra of airborne pollen particles using reference spectra, spectral similarity metrics, principal components analysis (PCA), and a chemical mass balance model to determine the predominant types of organic compounds. Strong associations among glucose, fucose, specific amino acids, and airborne pollen particles were observed by spectral similarity metrics and PCA. Carbohydrates accounted for about 51 % of the airborne pollen particles in the spectrum followed by amino acids (42 %) and other compounds (7 %). Overall, our investigations showed that analysis of NMR spectral data of mixtures of environmental organic compounds with pattern recognition methods may generate information on the chemical characteristics of the mixture.     

基于小波的干涉多光谱卫星图像压缩方法

分析了干涉多光谱卫星遥感图像的成像特性,并根据该类图像对压缩效果的要求提出了一种基于小波分层树集合分割排序（Set Partitioning Hierarchical Trees,SPIHT）的局部图像优先编码方法,通过对图像小波域系数的局部增强,获得了对图像重要数据优先编码的特性,在8倍压缩比的条件下获得了满意的效果。用该方法对多幅干涉多光谱图像进行了测试,测试结果表明：该方法性能优于其他多光 谱卫星遥感图像编码方法,并有利于在实时图像编码系统中得到应用。     

基于分类和曲线拟合的干涉超光谱图像压缩

根据干涉超光谱图像的特点,提出了一种基于图像分类与曲线拟合的干涉超光谱图像数据分解算法,结合内嵌比特平面编码技术实现干涉超光谱图像的压缩。与JPEG2000一样,该算法实现了有损、无损压缩的兼容。将干涉超光谱图像数据分为主干涉区域与非主干涉区域两类,针对主干涉区域提出了一种相似匹配算法,而对非主干涉区域采用经验模式分解和二次曲线拟合方法进行数据分析,两种分析算法结合起来能够有效地对谱线数据进行分解,从而有利于取得更好的压缩效果。仿真结果表明,提出的算法可以使无损压缩的输出码率降低0.2~0.4bit/pixel,而近无损、限失真压缩的重建图像质量相应提高。     

适用于楔形滤光片型光谱成像仪的快速无损数据压缩方法

楔形滤光片型光谱成像仪具有无运动部件、低光机复杂度等优点，是低成本微型化光谱成像仪的一个重要发展方向。不同于传统色散型光谱成像仪，楔形滤光片型光谱成像仪获取的数据是光谱-空间混合调制的图像。针对直接应用CCSDS123进行楔形滤光片型光谱成像仪数据压缩时压缩比较低的问题，结合楔形滤光片型光谱成像仪“谱像混合”、“推扫成谱”的特点，通过定义新的局部差向量，构建了一种低运算复杂度适合硬件实现的快速无损压缩方法WCCSDS123。新的局部差向量中参与计算的像元集合代表的是同一被观测点的光谱信息。WCCSDS123方法首先利用局部和与改进的局部差向量对采样点的值进行预测，再利用预测值与真实值计算预测残差并对其进行整数映射，最后采用采样自适应熵编码对映射预测残差进行编码完成压缩。在6组楔形滤光片型光谱成像仪数据上分别采用WCCSDS123和CCSDS123进行了压缩实验。实验结果表明，与CCSDS123相比，WCCSDS123的压缩比提高了约21.62%，压缩耗时没有明显差异。因此，该方法在提高压缩比同时，继承了CCSDS123复杂度低，易于硬件实现的优点。该方法WCCSDS123具有较低的计算复杂度，能够更加有效地利用空间光谱冗余信息，获得更好的压缩效果，是针对楔形滤光片型光谱成像仪的一种良好的快速无损数据压缩方法。