ALICE光子谱仪光子判别能力模拟研究

光子判别能力是ALICE光子谱仪PHOS的重要性能指标之一. 利用ALIROOT软件包对0.5—100 GeV能量范围随机分布的7种粒子n, p,π+, K+和γ入射到PHOS上时光子判别的效率和纯度进行模拟研究. 在簇射形状分析中, 采用主成分分析方法将7参数分析问题约简为2参数, 并与7参数拓扑分析结果进行了比较. 给出了不同能区中光子判别效率与纯度的关系.The photon discrimination power of the ALICE photon spectrometer is simulated for incident particles n, p,π+, K+and γ with random energy distribution in the range from 0.5 to 100 GeV. The pricipale component analysis method is used to reduce the number of parameters in the shower shape analysis, and the results are compared with that from the seven parameter topology analysis.The efficiency dependence of purity for the photon discrimination is obtained for the deposited energy range 0.5—10, 10—20, 20—50 and 50—100 GeV.     

混合模拟方法模拟电子在固体表面的背散射

将电子输运的直接模拟方法和压缩历史方法相结合,建立能量为50 eV~1 GeV范围的电子在介质中输运的混合模拟蒙特卡罗方法.通过调整散射角参数和损失能量参数控制单次碰撞发生的次数,输运过程中单次碰撞采用直接模拟,在两次直接碰撞之间使用压缩历史方法模拟发生的多次小碰撞过程.利用该方法模拟电子在固体表面的背散射过程,探讨不同计算参数对计算效率和结果的影响,计算不同能量电子在固体表面的背散射系数和出射电子能量分布,计算结果与实验数据符合较好.     

基于PCA和ICA的多光谱数据降维方法

提出了一种结合主成分分析(PCA)和独立成分分析(ICA)的多光谱数据降维方法,实现了用低维基向量的线性组合来表示高维的光谱数据。首先用PCA方法对多光谱数据进行重构,为了提高色度精度,重建中引入了物体的色度信息;然后用ICA方法对因引入色度信息所造成的剩余光谱误差进行修正。从实验结果来看,所提出的方法均方根误差的平均值较PCA法降低了34.48%,GFC的平均值也达到了95%以上,其降维精度优于基于PCA的光谱降维方法。     

用多元分析方法研究乳腺癌血清的表面增强拉曼光谱

借用两种化学计量学分析方法——主成分分析方法(PCA)和判别分析方法(LDA),进行联合运用,分析了乳腺癌血清的表面增强拉曼光谱(SERS)。首先从分子角度上讨论了蛋白质主侧链在乳腺癌血清中变化,结果发现:主链空间结构遭到破坏。侧链的有序性下降、糖质环境也发生了改变;其次采用上述两种计量学的多元分析方法对18例临床确诊为乳腺癌患者和20例健康人的血清样本进行了表面增强拉曼光谱分析。发现主成分分析方法对于样本区分未能达到80%,进而再用判别分析法,准确率达到100%,所得结果令人满意。     

一种基于PCA和Hough变换的类星体自动识别方法

确定类星体的红移是类星体识别的一个重要目标。由于过去类星体发射谱的静止发射谱模板主要靠天文学家的先验知识得到 ,因此采用模板匹配的方法效果一般不太理想。本文的主要工作有以下二个方面 :(1 )选用了主分量分析方法构造类星体静止发射谱的模板 ,这样 ,模板来源于实际光谱 ,而不是依赖于天文学家的推断 ,因此更加接近实际情况 ;(2 )用二维Hough变换来自动确定红移值。尽管理论上来说 ,只有一个红移参数需要确定 ,但观测发现 ,在大多数情况下发射峰的强度同时发生了变化 ,故在Hough变换中加入强度比例因子作为另一个参数 ,这样可有效提高正确识别率。实验证明 ,本文所提出的方法是可行的 ,正确识别率可达 90 %左右。     

基于PCA和BP神经网络的硝酸盐氮浓度检测方法

针对紫外分光光度法（UV法）检测混有干扰物质的硝酸盐氮溶液浓度精度不高的问题,提出一种基于主成分分析（principal component analysis,PCA）和BP神经网络的硝酸盐氮浓度检测方法。通过微型光谱仪物质成分检测系统测得硝酸盐氮试剂在196 nm～631 nm波段的吸光度数据,分为测试集和训练集。通过PCA计算训练集,得到主成分。根据BP算法搭建三层人工神经网络。将所得主成分除以8后输入网络展开训练。训练过程中采用留一法交叉验证。用该模型计算训练集和测试集,所得值与真实浓度的平均相对误差分别为2.411 5%和1.553%。实验结果表明,该方法能较好检测出混有干扰物质的硝酸盐氮溶液浓度。     

用紧束缚方法描述光子晶体缺陷耦合的共振频率移动

通常采用含两个耦合参数的紧束缚近似，就能很好地描述光子晶体缺陷因耦合而导致的共振频率分裂.然而，缺陷耦合造成的共振频率移动，即包含奇数个缺陷的耦合系统的中央共振频率位置与原来单缺陷时的共振频率位置存在差异，则只有采用含三个耦合参数的严格紧束缚方法才能正确描述.根据耦合参数与共振频率的关系，利用三缺陷耦合系统的模拟计算结果确定了三个耦合参数的具体值，从而在理论上能够预言由任意个缺陷构成的耦合系统的共振频率的移动和分裂.理论预言与基于有限时域差分法的数值计算完全相符.     

分布光纤喇曼光子传感器系统的一种解调方法

本文提出一种新的解调方法,在DOFRPS(分布光纤喇曼光子传感器)系统中采用Rayleigh散射OTDR(光学时域反射)曲线解调Raman散射OTDR曲线,提高了系统的测温灵敏度、测温精度,扩展了系统的功能,在2km光纤上可实时测量1000个点的温度、应力和压力;在系统中设置了光纤取样环,确定系统的修正系数,通过计算机进行实时修正,提高了测量稳定性,实验结果与理论分析一致,系统的测温精度达±1℃。     

基于PCA和LS-SVM的傅里叶变换近红外光谱的黄酒酒龄的鉴别模型

利用傅里叶变换近红外光谱技术,对黄酒酒龄鉴别的模型进行研究。对绍兴黄酒样本光谱主成分进行提取与分析,并发现前3个主成分具有较明显的聚类特征。其次,利用LS-SVM模型对不同主成分数进行分类和寻优,发现当主成分数为6时达到判别的正确率是100%,此时模型的两个参数γ和2σ分别为61.890和1.769。研究表明,利用傅里叶变换近红外光谱技术并结合主成分分析(PCA)和最小二乘法支持向量机(LS-SVM)可作为一种可靠、准确、快速的检测方法用于黄酒酒龄定性鉴别分析。     

KPCA-聚类分析法和用便携式拉曼仪快速鉴别降糖药

对不同种类的降糖药片进行拉曼光谱的核主成分分析(KPCA)-聚类分析,实现快速、简便的鉴别。KPCA可以有效地避免主成分分析(PCA)只能处理线性问题和降维效果不明显的弊端。它通过一个非线性变换,首先将原变量空间映射到高维特征空间,然后在这个高维特征空间中进行线性主成分分析。采集得到的药片拉曼光谱的KPCA-聚类分析结果表明,采用KPCA提取特征变量的聚类结果比采用PCA提取特征变量后进行聚类分析的效果好,并且未经刮除表面包膜的降糖药片识别准确率为96.5%,经过刮除表面包膜处理的降糖药片的识别准确率为100%。便携式拉曼光谱仪结合该方法以其检测速度快、准确率高、使用简便、无样品前处理等显著优势,为药品的快速检验技术提供一种新的有效的鉴别手段。     

Photon discrimination simulation with the PCA method

The shower shape of n,n,p,p,K+,π+ and photons,generated by JPCIAE code for 5.5 TeV/A 208Pb+208Pb collisions,incident on the ALICE photon spectrometer(PHOS),is analyzed with the principal component analysis(PCA) method.The efficiency dependence of purity for the photon discrimination is simulated for the deposited energy ranges 0.5-2 GeV,2-10 GeV,10-50 GeV and 50-100 GeV.The result shows that in the energy range of 0.5 to 100 GeV,the efficiency of the photon identification can reach 90% with purity of 90%.     

High pt and photon physics with ALICE at LHC

ALICE,A Large Ion Collider Experiment,is dedicated to study the QCD matter at extreme high temperature and density to understand the Quark Gluon Plasma (QGP) and phase transition.High-transversemomentum photons and neutral mesons from the initial hard scattering of partons can be measured with ALICE calorimeters,PHOS (PHOton Spectrometer) and EMCAL (ElectroMagnetic CALorimeter).Combing the additional central tracking detectors,the γ-jet and π 0-jet measurements thus can be accessed.These measurements offer us a sensitive tomography probe of the hot-dense medium generated in the heavy ion collisions.In this paper,high p T and photon physics is discussed and the ALICE calorimeters capabilities of high-transverse-momentum neutral mesons and γ-jet measurements are presented.     

ALICE光子谱仪前端电子学系统的性能研究

首先讨论了ALICE光子谱仪前端电子学的物理需求, 介绍了光子谱仪前端电子学测试系统. 采用该系统对光子谱仪前端电子学系统板(FEE)进行了检测, 检测表明现行设计的前端电子学系统板的物理性能已达到了ALICE实验的预期物理目标.     

High pt and photon physics with ALICE at LHC

ALICE,A Large Ion Collider Experiment,is dedicated to study the QCD matter at extreme high temperature and density to understand the Quark Gluon Plasma （QGP） and phase transition.High-transversemomentum photons and neutral mesons from the initial hard scattering of partons can be measured with ALICE calorimeters,PHOS （PHOton Spectrometer） and EMCAL （ElectroMagnetic CALorimeter）.Combing the additional central tracking detectors,the γ-jet and π 0-jet measurements thus can be accessed.These measurements offer us a sensitive tomography probe of the hot-dense medium generated in the heavy ion collisions.In this paper,high p T and photon physics is discussed and the ALICE calorimeters capabilities of high-transverse-momentum neutral mesons and γ-jet measurements are presented.     

LHC能区ALICE实验及其PHOS触发选判

综述了CERN/LHC能区的大型重离子碰撞实验(ALICE)的现状, 并对ALICE实验中的光子谱仪(PHOS)的触发选判机制进行了模拟研究.     

Study of the photon identification efficiency with ALICE photon spectrometer

The efficiency for the detection and identification of photons with the ALICE PHOton Spectrometer PHOS has been studied with the Monte-Carlo generated data. In particular, the influence on the efficiency of the PHOS-module edge-effect and of the material in front of PHOS have been examined.     

确定单光子计数系统中最佳甄别电压的实验研究

在光电倍增管相关理论的基础上从改变功率、积分时间、减光片、阴极电子加速电压等方面,通过实验利用Matlab软件对曲线进行拟合,通过该方法得到了光子计数率与功率、信噪比与功率、信噪比与积分时间之间的关系以及光电倍增管的相关特性.最后确定了单光子计数系统中最佳甄别电压的具体方法.     

小样本光子图像的统计处理

讨论了一种对小样本光子图像的统计处理方法。在超微弱发光的研究中（例如细胞的超微弱荧光）,由于发光强度极弱,需要用像增强器对超微弱发光图像进行增强得到可视图像,超微弱发光图像不可避免地受到像增强系统暗噪声及背景噪声的影响,使光子图像湮没在噪声中。为从原始图像中检验出信号,根据信号光子和噪声光子的不同统计分布,运用信号检测与的方法判断光子是否属于信号光子,并得到一简明的判据,由此判据剔除图像中的噪声光子,得到信噪比改善的光子图像。并用此方法处理了人掌的超微弱发光光子图像。     

Photon statistics of the micromaser with a Kerr medium

We have established the master equation for the micromaser with a Kerr medium,we have studied the photon statics of the micromaser with a Kerr medium field and analysed the influence of the Kerr effect on the photon statistics,The influence of the Kerr effect on the photon statistics is different in two regimes,In the thermal-atom regime,the Kerr effect produces quantum noise,and decreases the mean photon number.In the ultracold-atom regime,with the increase of the nonlinear parameter of the Kerr medium,the stability of the mean photon number and the normalized variance enhances the mean photon number,and the normalized variance exhibits collapse-revival phenomena periodically,their resonance peaks become lower,and the photon statistics of more and more regions are sub-Poissonian.