肥皂膜中光分支流现象的探究

光通过弱无序散射介质时可产生分支流现象。针对激光在肥皂液薄膜中的传播,本文利用分步傅里叶变换方法数值求解等效薛定谔方程,探究了光波长、肥皂液浓度、肥皂膜厚度等因素对光分支现象的影响。理论分析及数值计算显示,有效势场变化幅度越大、关联长度越小,分支现象越明显;相应地,激光波长越小、肥皂液浓度越高、肥皂膜厚度变化幅度越大、厚度变化关联长度越小,则分支现象越明显。在此基础上,我们通过实验验证了多种参数对光的分支现象的影响,得到了与理论分析及数值计算相一致的结果。本研究理论与实验相辅相成,有助于学生理解光分支现象的产生机制,可作为创新性或居家物理实验教学参考。     

高斯型空间光孤子相互作用的数值研究

 通过数值模拟的方法,对高斯孤子在对数型饱和非线性介质中的相互作用进行了研究,考查了两光束间的相对振幅和相对相位对其相互作用的影响。结果表明：高斯孤子之间的相互作用敏感地依赖于两光束间的相对振幅和相对相位。在不同的振幅差异范围内,光束间的主要作用交替地表现为相互排斥和相互吸引,并由于高斯孤子的不稳定性,导致了光束在碰撞后以一种尺寸周期性变化的呼吸模式传输。随着相对相位的增大,两光束间始终持续地表现出强烈的排斥作用,直到相对相位增加到一个2π周期之后。而且碰撞之后,光束也都以呼吸模式进行传输,其分离的角度越大,呼吸就越明显。     

美洲商陆对锰毒生理响应的FTIR研究

在一定Mn浓度梯度处理下(0,0.125,0.25,0.5,1 g·kg-1),超积累植物——美洲商陆(Phytolacca americana)不同组织器官的傅里叶变换红外光谱(FTIR)图谱发生了变化。其中,茎组织在3 336和2 916 cm-1处峰高先上升后下降,反映了有机物运输受阻情况的变化,即美洲商陆在低Mn刺激下会产生大量有机物作为渗透调节物质来增强其耐Mn性,高Mn则抑制了有机物的分泌和运输;根和叶组织分别在2 922和1 606 cm-1处表现不同变化趋势,但都反映了一个变化规律即低Mn处理下美洲商陆分泌的有机酸不断螯合Mn,随着Mn毒害的加重,其羧酸螯合力变弱;根组织1 732和1 026 cm-1、茎组织1 028 cm-1、叶组织1 052和967 cm-1处呈现差异性变化,但都与其膜脂过氧化有关;根组织1 375 cm-1处峰高先上升后下降,可能与植物在细胞壁结构上增强抗逆性有一定关系,即低Mn处理下细胞壁可能通过阳离子交换能力(CEC)的提高增强了耐Mn性。以上说明,利用FTIR研究重金属超积累植物化学组分具有应用价值。     

人工神经网络对VOCs的自动识别

利用人工神经网络(ANN)对严重混叠的傅里叶变换红外光谱图进行了定性和定量解析。通过大量模拟数据训练神经网络后,引用了新的评价标准——逼近度来选择最优网络模型。利用此优化网络对两类光谱图进行了解析,考察了网络的泛化能力。结果表明：该网络不仅能够对两组分同时存在时的样本进行准确解析,而且对于未知单组分光谱图,也能够进行准确鉴别和定量分析。可见, 该研究为人工神经网络在单组分和多组分未知物的定性和定量分析方面提供了一种新思路。     

不同采收期滇龙胆的红外光谱鉴别研究

采收是中药生产的重要环节,采收时间直接影响中药质量和产量,是中医临床安全有效用药的前提,开展中药适时采收期的研究具有重要意义和应用价值。采用傅里叶变换红外光谱法对72份不同采收期的滇龙胆进行鉴别研究,用TQ8.0软件对原始光谱进行一阶导数(first derivative,FD)、二阶导数(second derivative,SD)、标准正态变量(standard normal variate,SNV)、多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)和平滑(savitaky-golay filter,SG)预处理,样品按3∶1分为校正集和预测集,同时建立主成分分析(principal component analysis,PCA)和偏最小二乘判别分析(partial least square discriminant analysis,PLS-DA)模型。结果显示,选取1 800~600cm~(-1)波段范围的光谱,去除光谱噪音;SNV结合二阶导数光谱和SG(15,3)平滑,预处理结果满意。主成分分析表明,前三个主成分方差贡献率为92.47%,5月、9月和10月份采收的样品差异较小。偏最小二乘判别分析建立判别模型,决定系数R2和校正均方根误差(RMSEE)分别为0.967 8和0.086 0,可对18个预测集样品进行准确分类。红外光谱法结合主成分分析、偏最小二乘判别分析对不同采收期滇龙胆的分类和判别效果较好,为不同采收期的中药鉴别提供理论依据。     

傅里叶变换拉曼光谱对芦竹碱木质素的研究

芦竹作为一种多年生的能源植物,具有广阔的开发利用前景。以傅里叶变换拉曼光谱技术对苯醇抽提前后芦竹原料、磨木木质素以及不同碱处理时间获得的碱木质素进行了无损分析。研究结果表明,原料中苯醇抽出物的存在会降低芦竹拉曼特征峰的强度,但不产生新的拉曼特征峰。芦竹磨木木质素的拉曼光谱图表明芦竹木质素为SGH型木质素。相比于木材磨木木质素,芦竹磨木木质素在1 173cm-1处的特征峰更强。通过对羟基肉桂酸标准物的拉曼光谱分析,进一步证实了该特征峰可能由草类原料中的羟基肉桂酸引起。此外,碱木质素拉曼光谱分析结果表明,碱处理40min获得的木质素中羟基肉桂酸特征峰最强,松柏醛/芥子醛特征峰最弱,而松柏醇/芥子醇的特征峰几乎消失。可见,该碱木质素中酚酸含量最高,潜在的抗氧化性最好,利用价值最高。二维异核单量子碳氢相关谱进一步验证了所得结果,证实了傅里叶变换拉曼光谱技术可作为一种安全、快速、准确、无损的分析手段鉴定木质素结构。     

基于快速傅里叶变换和汉克耳变换的逆阿贝尔变换

激光等离子体实验中的轴对称的Ｘ光的体发射强度及光学全息干涉的测量,需要采用逆阿贝尔（Ａｂｅｌ）变换。用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）和汉克耳（Ｈａｎｋｅｌ）变换的算法数值求解逆阿贝尔变换,具有精度高、可在频域内滤波的特点。     

衍射光栅的傅里叶分析方法

本文用衍射理论中的傅里叶分析方法,分析光栅在各种不同情况下的夫琅和费衍射现象中,其衍射屏上的复振幅分布、光强分布及频谱分布的规律。对于衍射光栅的应用具有指导意义。     

一种用于衍射光元件优化设计的快速算法的研究

讨论了傅里叶迭代算法对初始相位敏感的缺陷机理,提出用伪随机相位编码作为傅里叶迭代算法初始值的改进算法来克服相位敏感缺陷。改进算法具有加快迭代收敛速度、提高恢复图像强度准确性的优点。将该算法产生的任意期望图样的相位全息图写入纯相位液晶空间光调制器上,在远场成功地再现了期望图样。算法迭代10次可产生衍射效率接近85%的一幅相位全息图。作为一种快速相位恢复算法它在相控阵激光雷达以及光束敏捷偏转等领域有重要意义。     

FTIR光谱方法对比分析少年和老年软骨成分含量

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱方法测量了少年和老年人软骨的红外光谱。由OMNIC 5.2软件计算了软骨中主要有机成分(胶原)和无机成分相关光谱带的积分面积。对代表有机物和无机物的某些谱带面积大小进行了比较。结果表明：软骨中有机成分(酰氨Ⅰ)含量与无机成分(PO3-₄)含量之比少年是老年人的5～7倍;然而脂类含量却有很大的不同, 对脂类(1 747 cm-1)与无机物(PO3-₄)的谱带积分面积进行比较,老年人软骨中脂类含量明显高于少年。作者认为人体随着年龄的增加,全身性的退化在软骨中的总体表现为有机成分(胶原)的减少(而脂类含量却增加)和无机成分(磷酸盐、碳酸盐等)相对的增加,使得软骨骨质变脆,失去过多弹性,耐磨性减低,是进一步容易导致骨病和骨伤的原因。