基于可调谐光纤激光器的C2H2气体光声光谱检测

研制了基于可调谐掺Er光纤激光器的共振式光声光谱乙炔气体检测系统,结合波长调制和锁相放大器的二次谐波信号检测技术,有效地消除了光声池窗片和池壁吸收入射光而引起的背景噪声,通过对该系统的光学、声学和电子检测系统的优化,实现了低浓度乙炔气体的流动式检测.实验结果证明,当气体浓度较低时,二次谐波振幅与气体浓度成正比,其线性响应相关度达到0.999 53.在常温常压和3.5 mW平均光功率以及100 ms锁相积分时间条件下,乙炔气体的极限检测灵敏度达到了0.3 ppm(1 ppm=1μg·mL-1)(SNR=1时),系统用可调谐掺Er光纤激光器代替半导体激光器作光源,降低了成本,为发展低成本、实用、便携式微量气体光谱榆测仪器奠定了基础.若采用多光程光声池,或者采用EDFA提高激光功率,可大幅度提高信噪比,将极限检测灵敏度提高至ppb(1 ppb=1 ng·mL-1)量级.     

光在突变介质界面传输特性的FDTD方法研究

利用时域有限差分(FDTD)方法,结合Matlab编程,研究了光在突变介质界面的反射、透射与干涉.研究改变边界位置介电系数的变化率、连续性等,对反射光强的影响;调整薄膜厚度、电磁参数等,实现了对光干涉现象的动态建模.FDTD方法能够获得电磁场的时域数值解,可以直接进行动态演示;同时,运用FDTD方法可以通过改变介质结构,电磁参数等构筑计算机试验,真正实现让学生自己动手,去观察,去发现隐藏在物理表象下的物理本质.     

近红外高光谱图像结合CARS算法对鸭梨SSC含量定量测定

高光谱数据量大、 维数高且原始光谱噪声明显、 散射严重等特征导致光谱建模时关键波长变量提取困难。 基于此,提出采用竞争性自适应重加权算法(CARS)对近红外高光谱数据进行关键变量选择。 鸭梨作为研究对象。 采用决定系数r2、 预测均方根误差RMSEP和验证集标准偏差和预测集标准偏差的比值RPD值进行模型性能评估。 基于选择的关键变量建立PLS模型(CARS-PLS)与全光谱变量建立的PLS模型进行比较发现CARS-PLS模型仅仅使用原始变量中15.6%的信息获得了比全变量PLS模型更好的鸭梨SSC含量预测结果,r2_pre,RMSEP和RPD分别为0.908 2,0.312 0和3.300 5。 进一步与基于蒙特卡罗无信息变量MC-UVE和遗传算法(GA)获得的特征变量建立的PLS模型比较发现,CARS不仅可以去除原始光谱数据中的无信息变量,同时也能够对共线性的变量进行压缩去除,该方法能够有效地用于高光谱数据变量的选择。 结果表明,近红外高光谱技术结合CARS-PLS模型能够用于鸭梨可溶性固形物SSC含量的定量预测。 从而为基于近红外高光谱技术预测水果内部品质的研究提供了参考。     

小型化第三代移动通信系统用高温超导滤波子系统的研制

本文研究了双向螺旋型谐振器的耦合特性,并采用此谐振器设计、制作了适用于第三代移动通信系统的8节高温超导滤波器.该滤波器中心频率为1950 MHz,带宽为60 MHz.滤波器完成制备后,采用集成封装方式,将其与低温低噪声放大器封装在同一金属盒内,实现了滤波器系统的小型化.文章研究了集成封装方式的尺寸、结构对滤波器性能的影响.测试结果表明,采用集成封装方式的滤波器系统具有优良性能,与独立封装方式相比,器件的总尺寸减小了20%以上.     

示波器电子运动规律与波形显示关系研究

本文详细地论述了示波管荧光屏上的显示波形与电子运动规律、波形周期与扫描电压周期间的关系,以便帮助学生理解和解决学习示波器原理过程中遇到的疑难、疑惑问题。     

双频光栅傅里叶变换轮廓术频谱混叠研究

讨论了用双频光栅方法对包含突变成份的物体产生的变形条纹进行傅里叶变换时,可能会出现频谱混叠问题.推出了低频光栅的频谱f1与高频光栅的频谱f2不相互混叠的条件,分析了探测器非线性会引起同一光栅间频谱发生混叠情况.考虑到通常情况下低频光栅频谱f1与高频光栅频谱f2的混叠起主要作用,因此在该情况下用计算机仿真与实验验证了:当f2<2f1时,f1与f2相互混叠,物体面形难以恢复;当f2>2f1时,f1与f2不相互混叠,物体面形恢复得很好.     

空气中痕量铀的现场光度法测定

作为一种天然放射性金属元素,铀及其化合物可以地气为分散系,以气溶胶形式稳定存在并随空气迁移。气相中铀可经多种途径对人体造成放射性危害,而其浓度变化与该区域核能开发与利用有关。因此,对空气中铀的快速现场检测具有现实意义。采用普通气泵对低品位铀矿石上方的空气进行采样,并以2.0 mol·L-1硝酸溶液对气体进行吸收,向溶液中添加固体试剂包,对溶液中微量铀进行显色后以手持式光度计进行现场光度分析。结果表明：对于普通低品位铀矿石样品,空气中铀含量可用本方法检出,该方法多次测定的RSD为1.72%,其结果与ICP-MS分析结果一致。将该方法用于区分铀矿石和其他矿石,具有成本低廉,操作方便,结果准确可靠等优点。     

基于非色散紫外算法的一氧化氮气体检测与分析

提出了一种基于非色散紫外(NDUV)算法,利用光电二极管阵列(PDA)探测器和光谱仪检测一氧化氮气体的分析方法。通过对比分析不同积分次数下一氧化氮吸收谱和无吸收谱内不同波长宽度的总光强,引入光源影响因子F和吸收谱因子B,得到吸光度与浓度的拟合方程及相关系数。结果表明,采用合适的拟合阶数、拟合波长宽度和分析方法,吸光度与浓度的二阶拟合相关系数可达0.999 9以上, 通过拟合方程所获得的待测气体浓度与标准值浓度的误差在3%以内。     

高斯射线束法在深海声源定位中的应用

在深海匹配场(Matched Field Processing-MFP)声源定位中,拷贝场模型的计算精度和速度对声源的定位效果和定位效率有着直接的影响。针对这一问题,本文数值仿真研究了深海匹配场定位中采用高斯射线束理论作为拷贝场计算模型的可行性。高斯射线束理论具有计算速度快,物理意义清晰,并且适合并行化处理等优点。文中利用不同水文环境、不同频域范围的大量仿真实验来证明该模型的适用性。结果表明,高斯射线束模型在深远海的声源定位中有很好的定位精度,并且在较低频段同样有效,可以作为深远海声源定位的拷贝场计算模型。     

普洱茶及其原料多糖分子组成及光谱学特性研究

研究了普洱茶发酵过程中多糖分子组成及光谱学特性的变化规律。结果显示,普洱茶及其原料多糖主要组分TPS1和TPS2的分子组成及光谱学特性差异显著。TPS2含有较高糖醛酸,而TPS1含有较高的中性糖和蛋白质。TPS1和TPS2均由半乳糖(Gal)、阿拉伯糖(Arb)、甘露糖(Man)、葡萄糖(Glu)、木糖(Xyl)、鼠李糖(Rha)六种单糖组成,其分子摩尔比分别为23.6∶5.9∶24.2∶1.1∶1.8∶3.2和26.9∶3.2∶19.3∶5.5∶1.3∶2.7。TPS2和TPS1的重均分子量分别为1.68×104和1.21×104道尔顿。TPS1和TPS2水溶液在200～400 nm之间无特征吸收峰。红外光谱图显示,TPS1和TPS2的信息基本相同,都是含有吡喃环的多糖。在三维AFM图中,TPS1形成的聚集体高度约为4 nm, 长宽约为0.2～0.4 μm,TPS2形成的聚集体高度约为40 nm,长宽约为0.5～0.8 μm。SEM图片显示,TPS1呈表面光滑的鳞片状聚集体,TPS2呈表面粗糙的片状聚集体。引起普洱茶及其原料多糖分子组成及光谱学性质发生变化的动力主要为微生物作用和湿热作用。