弹光调制光电转换放大电路设计

弹光调制干涉具调制的干涉光被探测器接收后输出高速变化的微弱电信号,能否将该电信号提取并放大输出对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的研制至关重要。通过对调制干涉光进行理论分析,设计一种具有高信噪比和较高带宽的光电转换放大电路,主要由电源电路、光电转换电路、放大电路、理论通频带为100 kHz~3.5 MHz的带通滤波电路组成。实验结果表明:设计的电路能够将探测器输出的最大频率为1.6 MHz的信号放大至670 mV左右,实现了将探测器输出的微弱速变电信号从背景噪声中有效提取与放大,为后续傅里叶变换提供可靠数据。     

傅里叶变换实时红外光谱复原的FPGA实现

为实时获取战场激光、大气污染物气体、毒气等待测物光谱信息的光谱复原,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA) 的实时光谱采集分析系统。该系统选用迈克尔逊干涉具和碲镉汞探测器获取待测光谱信息,将采集到的数据传入FPGA。利用硬件描述语言VerilogHDL在Xilinx FPGA芯片上依据傅里叶变换(FFT)实现干涉条纹到光谱数据的实时处理。实验结果表明,FPGA实际计算1 024点基2-FFT频谱分布信息与Matlab理论计算结果相同,可满足实时光谱探测的要求。     

氢化物AlH2自由基分子光谱辐射特征的研究

此文用以前计算的振动频率、转动常数和配分函数,再将常温下的无转动跃迁矩平方近似为一常数并应用于高温,进一步编制程序,计算了氢化物AlH2分子001-000跃迁带不同温度段的辐射强度和吸收系数等谱带辐射特征.配分函数的计算值与高斯程序计算及拟合值,在不同温度都吻合较好,这说明构建的模型是可靠的,可以用来进一步计算谱带强度和吸收系数;从获得不同温度段的模拟光谱辐射特征图也可以看出,本文得到的谱带特征与文献一致.这对进一步研究自由基分子高温光谱的实验和理论都具有一定的参考作用.     

太赫兹波段超材料的制作、设计及应用

本文从制作方法、结构设计和材料选择几方面综述了超材料在太赫兹波段的电磁响应特性和潜在应用。首先,介绍了获得不同维度、具有特异电磁响应以及结构可调超材料的各种微加工制作方法,进而分析和讨论了超材料的电磁响应特性。文中指出,结构设计可以控制超材料的电磁响应特性,如各向异性、双各向异性、偏振调制、多频响应、宽带响应、不对称透射、旋光性和超吸收等。超材料的电磁响应依赖于周围微环境的介电性质,因而可用于制作对环境敏感的传感器件。此外,电光、磁光、相变、温度敏感等功能材料的引入可以获得光场、电场、磁场、温度等主动控制的太赫兹功能器件。最后,简单介绍了超材料在太赫兹波段进一步发展所面临的机遇和挑战。     

PbO对YAG∶Ce3+发光性能的影响

在YAG∶Ce3+荧光粉中加入黄色PbO,得到YAG∶Ce3+,Pb2+荧光粉。比较了PbO掺入前后荧光粉的发射光谱,结果表明:PbO的加入可以使Ce3+的黄光发射发生红移,增加了光谱的红光成分;同时,Ce3+的发射强度也有所增加,形貌表明PbO可能起助熔作用,在PbO的含量为5%时,强度增加10%。比较YAG∶Ce3+,Pb2+和YAG∶Ce3+的温度特性曲线,证明YAG∶Ce3+,Pb2+荧光粉的温度特性好于YAG∶Ce3+荧光粉。     

应用波段深度分析和偏最小二乘回归的冬小麦生物量高光谱估算

当作物生物量较大时,现有植被指数由于受饱和问题限制,不能较好的估算作物生物量。针对此问题,尝试将波段深度分析与偏最小二乘回归(partial least square regression,PLSR)结合,提高对大田冬小麦生物量的估算精度,并将两者结合建立的模型与应用代表性植被指数建立的模型进行生物量估算精度比较。波段深度分析主要对冬小麦冠层光谱550～750nm范围进行,采用波段深度、波段深度比(band depth ratio,BDR)、归一化波段深度指数和归一化面积波段深度对波段深度信息进行表征。在建立的模型中,波段深度分析和PLSR结合的估算精度比应用植被指数模型的精度高,其中BDR与PLSR结合的估算精度最高(R2=0.792,RMSE=0.164kg.m-2)。研究结果表明波段深度分析与PLSR结合能较好的克服生物量较大时存在的饱和问题,提高冬小麦生物量的估算精度。     

飞秒激光剥蚀-多接收电感耦合等离子质谱原位微区分析青铜中铅同位素组成-以古铜钱币为例

建立了飞秒激光剥蚀-多接收电感耦合等离子质谱(fLA-MC-ICPMS)铅同位素原位微区分析方法,分别利用溶液法(SN-MC-ICPMS)和激光剥蚀法(fLA-MC-ICPMS)对15个铜(黄铜,青铜)国家标准物质进行了实验分析,测试的结果表明CuPb12(GBW02137)中Pb同位素组成非常均一,可作为以铜为基体的青铜、黄铜及铜矿中Pb同位素原位微区分析的外部参考物质。对CuPb12进行了112次fLA-MC-ICPMS Pb同位素分析测试,其加权平均值与溶液法测定的Pb同位素比值在2σ误差范围内完全一致,208 Pb/204 Pb和207Pb/206Pb比值的内部精度RSE分别小于90和40ppm,外部精度RSD分别小于60和30ppm。利用本实验室建立的fLA-MC-ICPMS分析方法对13个古铜钱币中Pb同位素进行了原位微区无损伤分析,测试结果表明,不同朝代古钱币中Pb同位素组成差异较大,即使同一朝代的古钱币其Pb同位素组成也不尽相同。     

Hard X-ray optics simulation using the coherent mode decomposition of the Gaussian Schell model

The propagation of a hard X-ray beam from a partially coherent synchrotron source is simulated by using the novel method based on the coherent mode decomposition of Gaussian Schell model and wave-front propagation. We investigate how the coherency properties and intensity distributions of the beam are changed by propagation through optical elements. Here, we simulate and analyze the propagation of the partially coherent radiation trans- mitted through an ideal slit. We present the first simulations for focusing partially coherent synchrotron hard X-ray beams using this novel method. And when compared with the traditional method which assumes the source is a totally coherent point source or completely incoherent, this method is proved to be more reasonable and can also demonstrate the coherence properties of the focusing beam. We also simulate the Young’s double slit experiment and the simulated results validate the academic analysis.     

潜望式观瞄系统的瞄准轴系误差分析与调校

瞄准轴系影响到潜望式观瞄系统的测角精度。根据潜望式观瞄系统的典型光机结构,分析引起瞄准轴系误差的来源,采用矢量反射和旋转原理建立数学模型,给出方位轴、俯仰轴、瞄准轴和反射面误差对瞄准轴系的影响关系。同时,确定了与之相应的调校技术方案,明确了调校过程中的每一项控制要点,给出了联调与检测方法。通过实际产品调试验证,瞄准轴系精度可达0.1 mrad。     

一种高分辨率电视制导连续变焦光学系统

依据高分辨率电视图像导引头瞬时视场和作用距离的要求,结合选定相机的光敏面尺寸等,计算并确定了光学系统的焦距范围,根据光学系统分辨率以及结构尺寸等要求,确定了光学系统的F数,选择机械补偿法、负组补偿的变焦结构,给出焦距分配过程,最后,给出了焦距为40 mm～152 mm、F数为3.5的连续变焦光学系统的设计结果。设计结果表明:在整个变焦过程中,光学系统的传递函数值在106 lp/mm处达到或接近0.4,像面稳定,像质良好。