硅片绒面形貌影响光线反射的数值研究

太阳能硅片表面绒面的光陷阱可以使光在其中经历多次反射,从而尽量减少光的反射损耗.不同光陷阱的形貌决定了光的不同多次反射路径而具有不同的反射效果.为了研究光陷阱形貌及光线入射角对减反射效果的影响,提出了数值仿真计算的方法跟踪每一条光线的反射过程计算加权出射系数.从而可以计算分析复杂形貌绒面的减反射效果并给出合理的优化方法,为制备高性能绒面结构提供理论依据.当光陷阱尺寸小于入射光线波长时,发生镜反射,将该尺寸的结构平滑处理.然后从光陷阱的深径比、高度、密度等方面计算分析光在不同入射角的情形下的加权出射系数.提出了理想的绒面光陷阱形貌,及获得最佳反射效果的入射角度.最后计算碱腐蚀及电火花加工产生的两种典型绒面的加权出射系数,并利用实验测量值验证了该计算方法.     

LED红蓝光连续光照及其光强对生菜生长及矿质元素吸收的影响

红光和蓝光是植物进行光合作用和光形态建成的主要光谱,且红蓝LED是植物工厂光源的发展趋势。因此为实现连续光照在植物工厂中的应用,植物对红蓝光谱连续光照的响应特征及其机理亟待探究。在环境可控的植物工厂内,应用ICP-AES技术,研究了红蓝光谱下连续光照及其光强对生菜生长和矿质元素吸收的影响。该研究共包含两个试验,试验一设置了常规光照（12 h/12 h）和连续光照（24 h/0 h）2个光照处理及5个生菜品种,试验二设置了5个连续光照光强处理（80,120,160,200和240 μmol·m-2·s-1）。结果表明,连续光照30 d内生菜的干重和干物质含量能够持续显著提高,且表现为随连续光照光强增加而升高的趋势。但地上部鲜重仅在连续光照的前15 d得到显著提高,并随光强增加而升高。而连续光照30天时,连续光照对生菜地上部鲜重无显著促进作用,甚至显著降低意大利生菜的地上部鲜重。相比常规光照,连续光照30 d显著降低了生菜的Ca,Mg,Fe,Mn,Cu和Zn含量,但这些元素积累量均有所增加。不同光强下,生菜Ca,Fe,Cu和Zn的含量随光强增加而降低,其中Ca和Fe积累量随光强增强而升高,Cu和Zn积累量不受光强影响。Mg元素含量和积累量均随光强增强先升高后降低。Mn元素含量受光强影响不显著,但积累量随光强增大而升高。此外,连续光照30 d生菜叶片出现褪绿萎黄的伤害症状,且伤害症状随光强增加而逐渐加重,说明矿质元素含量的降低在一定程度上加剧了连续光照伤害。综上所述,15 d连续光照能够显著提高生菜产量。全生长期（30 d）连续光照虽能促进生菜干物质累积,但对产量无显著促进作用,同时还会导致生菜矿质元素含量的降低及叶片伤害。相对而言,低光强（80和120 μmol·m-2·s-1）连续光照对生菜无明显伤害作用,且矿质元素含量相对较高,但不能提高产量。研究结果表明短期红蓝光连续光照更适宜应用于在植物工厂生菜栽培,能够获得相比能量投入更高的产量。矿质元素含量的降低可能是长期连续光照伤害的机制之一。     

不同光质对人参愈伤组织生长及皂苷含量的影响

人参主要依靠大田栽培,耗时长,利用植物组织培养技术不仅可以缩短育种年限,还可以用来生产次生代谢产物.在组织培养中,光质对于药用植物次生代谢产物的影响受到了人们广泛关注.以人参愈伤组织为试材,采用超高效液相色谱法,研究了不同光质(包括红光、红蓝光、蓝光、绿光、黄绿光)对人参愈伤组织生长状态、总皂苷及9种皂苷单体Rg1,R...     

虚光场对光场与玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中光场压缩性质的影响

在压缩真空态光场和二能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体相互作用系统中, 应用全量子理论, 采用非旋波近似, 研究了光场的压缩特性以及原子本征频率、原子-光场的耦合系数、光场初始压缩因子以及虚光场对系统光场压缩特性的影响. 研究表明, 光场的两个正交分量均被周期性压缩, 其压缩深度与光场初始压缩因子有关, 光场与原子的耦合系数决定了光场的量子崩塌-回复频率,虚光场效应使得光场的压缩深度增强.     

不同LED光质对人参种苗叶片生理特性和超微结构的影响

主要针对不同光质对人参种苗叶片生长影响的研究,从而探究人参工厂化育苗的优良光质,为提高种苗质量提供基础依据。试验设置六组处理,分别为白光(W,作为对照)、蓝光(B, 450～470 nm)、红光(R, 625～655 nm)、绿光(G,510～530 nm)、黄光(Y, 585～605 nm)、红蓝光(RB,R/B=4∶1),白光作为对照光源。试验结果表明,不同光质下生长的人参种苗叶片在外观形态、生理特性和细胞结构上都显现明显的差异。在叶面积的生长过程中,红蓝光和白光下的叶面积较大,红光次之,蓝光下最小;在叶绿素含量的分布中,添加蓝光的处理组明显高于对照组,说明蓝光对叶绿素的合成有关键作用,红光下叶绿素含量最低,表明红光不利于叶绿素的合成。蓝光、黄光和白光下叶绿素荧光电子效率较高,而在气孔特性上,绿光、红光和白光的气孔数量较多,单个气孔面积蓝光和红蓝光下较大。通过电镜下叶片超微结构的观察发现,不同光质对叶片的细胞结构产生了明显的影响,主要表现在线粒体和叶绿体的分布以及叶绿体的结构上,其中白光和蓝光照射下的线粒体和叶绿体数量较多,叶绿体片层结构垛叠数上也更紧凑丰富。另外,不同光质下生长的...     

基于Mie光散射理论的尾流气泡前向散射光特性研究

实验中利用CMOS图像传感器代替传统的光电探测器接受前向散射光,由几何光学和图像处理分析得出不同散射角的散射光与采集图像中的光环相对应.通过计算各个光环的所有像素值的总和就可以得到前向散射光光强的相对值,进而可以得出前向散射光光强变化规律.根据米氏（Mie）光散射理论可以计算出气泡各个方向的散射光光强,通过比较实验结果和Mie理论计算结果可以看出,采用CMOS图像传感器探测和图像处理技术可以准确地得出散射光强度的变化规律.     

尘埃粒子计数器中光源对传感器光通量的影响分析

在Mie散射理论基础上，由单分散射的光强表达式导出在偏振光的入射条件下一定立体角内的散射光通量的表达式，并与自然光入射作比较。计算了在相同强度不同光源入射下，尘埃粒子计数器的两种常用散射光收集系统收集的散射光通量。结果表明：采用近前向散射光收集系统得到的光通量相等；而采用直角方向散射光收集系统时两者并不相等，且在平面偏振光入射时，收集的散射光通量还跟探测器中心与入射光偏振方向夹角有关。用MATLAB编程计算，得出了在探测器中心与偏振方向的夹角成90°或270°位置时，收集的散射光通量有极值的结论，为激光尘埃计数器传感器光学设计提供了依据。     

图像火灾探测中液晶光阀的特性

在实验的基础上,深入研究了TN型液晶光阀的原理和光学特性。发现TN型液晶光阀对红外波段和可见光波段所产生的不同透射和截止效应都取决于光阀的偏振片。分析了液晶光阀的视角和波谱透过率等因素对图像火灾探测的影响,并指出了在利用液晶光阀做光开关的火灾探测系统中应该注意的问题。     

细菌视紫红质的动态透射特性及其应用

细菌视紫红质 (Bacteriorhodopsin,简称 b R)是由嗜盐菌中提取出的一种光敏蛋白质 ,它是一种新型的生物光子学材料。我们测量的 b R膜在黄光和蓝光束分别照射下的非线性透射特性表明 ,在光照开始阶段 ,光的透过率随时间延长而增加 ,然后逐渐达到一个稳定值。黄光和蓝光的透过特性的不同是蓝光达到最大透过率的时间比黄光短。 b R膜在黄光和蓝光双光束同时照射下的非线性透射特性的计算结果表明 ,在某一固定蓝光光强 ,蓝光的透过光强随黄光强度的增加而减小 ,甚至变为零。这说明黄光对蓝光有抑制作用 ,即黄光可以调控蓝光的透过率。这一奇异的透射特性可以用做新出现事物滤波器     

红蓝复合光谱对两个生态型羊草光合生理特性的影响

采用LED红蓝光源激发产生不同比例、不同强度红蓝复合光,对实验控制培养的两个生态型羊草光合生理特性进行研究。两个生态型羊草在红蓝复合光低于50 μmol·m-2·s-1时光合作用不能进行,红蓝复合光强高于50 μmol·m-2·s-1后,光合速率、气孔限制值和蒸腾速率不断上升,但灰绿型羊草在红蓝复合光达到1 150 μmol·m-2·s-1、黄绿型羊草在红蓝复合光达到907 μmol·m-2·s-1后,光合速率不再增加,出现光饱和现象,同时气孔限制值增加以减少水分过多的消耗,蒸腾速率下降。植物在各个生理指标之间进行权衡,保证在生理损伤最小的情况下获得最大生产能力。在高光条件时,蓝光对光合的作用已逐渐消弱,红光对光合生理的作用逐步增强。在同样的红蓝复合光源照射条件下,灰绿型羊草在保持较低的气孔限制和较高水平水分消耗时,依旧能有较高的光合速率,表明灰绿型羊草光合生产能力和生理的适应性强于黄绿型羊草。对两个生态型羊草光合生理特性产生影响的主要因素就是红蓝复合模拟光谱。     

光锥聚光性能分析

推导了光线在光锥中传播的轨迹方程,利用Matlab进行仿真分析,得到了平行光和杂散光入射光锥后的传播情况。结果表明,光锥对大入射角的平行光的聚集能力较好,对杂散光会聚增益较小,在非视线光通信中只适宜作为不同光学元件的结合部。     

大面积三角形探测光幕灵敏度空域分布分析

分体式探测光幕实现室内靶道弹丸初速测试时,探测光幕的灵敏度直接影响初速测量的精度。研究了线光源配接镜头式接收装置组成大面积三角形探测光幕的灵敏度分布,考虑光学镜头离轴效应和线光源随距离衰减现象,将探测光幕内不同位置处光照度等效到线光源处,假设光幕厚度均匀,弹长始终大于幕厚,弹丸遮挡探测光幕所形成的面积与当前区域光幕截面积之比等效为弹径与当前位置处光幕宽度之比。在4.8 m×2.4 m 三角形探测光幕上进行理论仿真与实弹试验验证,仿真分析与实弹试验结果一致,靠近镜头处灵敏度大,远离镜头处灵敏度小,且关键探测区域内模拟电压幅值标准差为0.05 V,均匀性符合测试要求。研究结果可为三角形探测光幕的工程设计提供参考。     

敏化光波长对(Fe,Ni):LiNbO3晶体全息记录性能的影响

分别采用514 nm绿光、488 nm蓝光和390 nm紫外光作为敏化光,633 nm红光作为记录光,详细研究了敏化光波长对氧化(Fe,Ni):LiNbO3晶体全息记录性能的影响.结果表明:随着敏化光波长的逐渐减小,氧化(Fe,Ni):LiNbO3晶体的非挥发全息记录性能逐渐优化,390 nm紫外光是这三种敏化光中最优的敏化光.考虑敏化光的吸收,为了在双中心全息记录中获得最优的性能,应当选择合适波长的敏化光:一方面短波长敏化光能有效地敏化深中心;另一方面短波长敏化光的吸收太强(如对光折变效应无用的基质吸收),不能沿厚度方向有效地敏化晶体,所以实际上需折衷考虑,并从理论上给予了解释.     

光照强度对蛇足石杉共生蓝藻细胞悬浮培养的影响

以蛇足石杉孢子囊为材料,分离出蛇足石杉共生蓝藻细胞,研究光照强度对液体培养的共生蓝藻细胞生长的影响.研究结果表明,在光强500 Lx下,共生蓝藻的生长速率最大;增加光照强度(> 2000 Lx)将抑制共生蓝藻的生长,菌体褪绿变白;在共生蓝藻生长过程中,蓝藻细胞内叶绿素a的含量随着光强的增加而显著减少,这与其在强光照下生物量的降低呈正相关.不同光质实验结果表明,绿光和蓝光条件下蛇足石杉内生藻生长快而红光条件下藻体增殖最慢,这与在绿光和蓝光条件下藻体细胞合成的色素含量增高有密切的关系.实验结论:蛇足石杉共生蓝藻细胞适宜的光照条件是弱光光照,适宜的光质是绿光或蓝光.     

不同波长的散射介质后向散射光偏振度特性

基于Stockes矢量,通过测量以线偏振光和圆偏振光入射时脂肪乳剂后向散射光的偏振度,研究了532nm、650nm和780nm三个波长的光与散射粒子粒径为325nm的脂肪乳剂溶液作用后,其后向散射光的偏振度特性.研究结果表明,对于入射线偏振光,780nm波长后向散射光中的线偏振光成分多于圆偏振光成分,而532nm波长则相反;对于入射圆偏振光,三个波长后向散射光中的圆偏振光成分均多于线偏振光成分;532nm波长的总偏振度高于650nm和780nm两个波长各自的总偏振度;线偏振光的保偏性优于圆偏振光的保偏性,但偏振光在散射介质中的穿透深度较小.因此,后向散射成像技术适用于物体表层成像,而且选择波长略大于粒径的线偏振光可以提高成像质量.     

星载超光谱成像仪杂散光及其测量

超光谱成像仪比一般光谱仪器具有更多的光谱通道和更高的光谱分辨率,而杂散光是影响超光谱成像仪光谱测节精度的重要因素之一,当前光谱仪器的杂散光测量方法尚不能满足超光谱成像仪杂散光检测的需要.作者探讨了此类成像光谱仪杂散光的定义、来源和危害,论述了使用杂散光影响因子di,j描述光谱仪杂散光的可行性和优越性,并给出了杂散光受扰系数fi(λ)和杂散光干扰系数Fi(λ)的定义、物理意义和工程应用价值.最后,介绍了使用窄带滤光片测量星载超光谱成像仪杂散光的测量系统组成、测量步骤和测量结果.结果表明:杂散光影响因子di,j能正确表示光谱仪的杂散光特性,与光源、滤光片、探测器等测量条件无关,而测量效率比谱杂散光系数法至少提高1倍,满足星载超光谱成像仪杂散光测量的工程需要.     

可见光谱照明对小鼠卵母细胞及早期胚胎发育质量的影响

卵母细胞及早期胚胎在体外提取时难免受到可见光照明的刺激。但光照明对其体外发育质量的影响仍不明确。结合体外培养技术、无损成像技术(全场光学相干层析系统)及三维重构技术,在光强与曝光时间一致的条件下,首次实时原位地,从形态学角度,分析了不同可见光谱对小鼠卵母细胞及早期胚胎发育质量的影响。发现(1)与白光照明相比,蓝紫光显著降低卵母细胞生发泡破裂及第一极体排出比率,而在绿光及红光照明下,生发泡破裂及第一极体排出比率明显提高。(2)与白光组相比,蓝紫光组囊胚发生率明显下降,凋亡程度明显加大,而绿光及红光组囊胚发生率显著上调,凋亡程度明显减弱。这表明蓝紫光对小鼠卵母细胞及早期胚胎发育的损伤最大,而绿光和红光几乎无损伤。     

不同波长的散射介质后向散射光偏振度特性

基于Stockes矢量,通过测量以线偏振光和圆偏振光入射时脂肪乳剂后向散射光的偏振度,研究了532 nm、650 nm和780 nm三个波长的光与散射粒子粒径为325 nm的脂肪乳剂溶液作用后,其后向散射光的偏振度特性.研究结果表明,对于入射线偏振光,780 nm波长后向散射光中的线偏振光成分多于圆偏振光成分,而532 nm波长则相反;对于入射圆偏振光,三个波长后向散射光中的圆偏振光成分均多于线偏振光成分;532 nm波长的总偏振度高于650 nm和780 nm两个波长各自的总偏振度;线偏振光的保偏性优于圆偏振光的保偏性,但偏振光在散射介质中的穿透深度较小.因此,后向散射成像技术适用于物体表层成像,而且选择波长略大于粒径的线偏振光可以提高成像质量.     

转光农膜的光谱特性研究

通过太阳光谱以及菊花、番茄作用光谱的测试分析 ,讨论了植物生长与太阳光谱的关系 ,表明太阳光谱中 2 80～ 380nm的紫外光 ,5 0 0～ 6 0 0nm的绿黄光及 72 0nm以上近红外光植物利用率较低 ,4 30～ 4 80nm的蓝紫光和 6 30～ 6 90nm的红光有利于增强光合作用。依据植物光合作用和太阳光谱特征 ,设计出CaS∶Cu ,Cl-蓝光膜 ,利用CaS∶Eu2 ,Mn2 ,Cl-,设计出绿光转红光的红光膜。讨论了红蓝复合双峰增益膜及紫外光转红光的稀土有机配合物的光谱特性。农用光能转换剂研制面临新的突破 ,利用反Stocks位移技术研制开发近红外光转红光膜值得关注     

船舶夜航光环境评价指标筛选

为了客观、全面地评价船舶夜航光环境质量,保障船舶夜航安全,从分析海上光污染的概念及其来源出发,提出了选取船舶夜航光环境评价指标应遵循“主导性、可操作性及覆盖面广”的原则;在遵循该指标选取原则的基础上,利用光学、色度学及系统工程理论,从驾驶人员视觉绩效、船舶避碰行为、通航光环境条件等3大方面筛选出19个评价指标,建立了海上光环境评价体系,并给出了通航光环境条件中背景光的亮度、背景光的色度、污染光源眩光以及污染光源闪烁度的评价标准,为船舶夜航光环境的测量与评价奠定了基础。