基于CASI高光谱数据的作物叶面积指数估算

叶面积指数(LAI)的快速估算对于及时了解作物长势、病虫害监测以及产量评估具有重要意义。利用2012年7月7日在黑河流域张掖市获取的CASI高光谱数据,精确提取出了不同作物的光谱反射率,同时结合地面实测数据,对比分析了宽波段和“红边”植被指数在估算作物LAI方面的潜力,在此基础上,基于波段组合算法,筛选出作物LAI估算的敏感波段,并构建了两个新型光谱指数NDSI和RSI,最后对研究区域作物LAI的空间分布进行了分析。结果表明,在植被覆盖度较低的情况下,宽波段植被指数NDVI对LAI具有较好的估算效果,模型的精度R2与RMSE分别为0.52,0.45(p<0.01);对于“红边”植被指数,由于CI_{red edge}充分考虑了不同的作物类型,其对LAI的估算精度与NDVI一致;利用波段组合算法构建的光谱指数NDSI_{(569.00, 654.80)}和RSI_{(597.6, 654.80)}对LAI估算的效果要优于NDVI与CI_{red edge},其中,NDSI_{(569.00, 654.80)}主要利用了植被光谱“绿峰”和“红谷”附近的波段,模型估算的精度R2可达0.77(p<0.000 1);根据LAI与NDSI_{(569.00, 654.80)}之间的函数关系,绘制作物LAI的空间分布图,经分析,研究区域的西北部LAI值偏低,需增施肥料。研究结果,可为农业管理部门及时掌握作物长势信息、制定施肥策略提供技术支持。     

光生物节律因子计算模型的研究

通过实验测量额头温度拟合光生物节律因子-额温差曲线,对现有评价光生物效应作用大小的BioEq模型和CLA模型的计算结果进行分析比较.利用不同图片LCD屏幕的光谱计算节律因子,发现两种模型对于绿色波段的光抑制较强,而对红色波段的光则与实际不相符.通过对九种不同颜色的LED光源测试额头温度,比较模型计算结果与实际光生物效应的作用,发现光生物节律因子与生理体征变化线性递增,其中对BioEq模型的直线拟合相关度达到0.95.     

高增透的类金刚石碳膜的红外吸收特性研究

利用射频等离子体分解甲烷的技术在锗片上沉积了非晶结构的类金刚石碳膜,傅里叶红外光谱仪测量显示镀覆的类金刚石碳膜的锗片在红外范围内具有高增透作用,特别在１７４０～！２０４４ｃｍ＾－１其峰值透过率高达９９％,在９４５．７ｃｍ＾－１（１０．６ｕｍ）处透过率为９４．５％。利用实测的液内的吸收系数接近于０,在１０．６ｕｍ的吸收系数为２３０ｃｍ＾－１,膜主要由ｓｐ＾３的Ｃ＿Ｈ键结构组成,各吸收峰均得到了很好的     

GaAs/SiO2纳米晶镶嵌薄膜的拉曼光谱与吸收光谱研究

采用射频磁控共溅射与高真空退火相结合的方法,分别在单晶硅片和光学石英玻璃片上制备了ＧａＡｓ／ＳｉＯ２纳米晶镶嵌薄膜样品。激光拉曼光谱的测量结果表明,退火态样品（４００℃,６０ｍｉｎ）的拉曼光谱特征峰呈现宽化和红移,红移量为９．５ｃｍ＾－１,对应薄膜中ＧａＡｓ纳米晶粒平均粒径约为３ｎｍ。样品的室浊吸收光谱测量结果表明,由于受量子限域效应的主导作用,与ＧａＡｓ块状单晶相比,样品光学吸收边呈现出明显的蓝     

基于AAO的CuCl2纳米花瓣状薄膜的发光特性研究

利用直接沉积法在多孔阳极氧化铝（AAO）材料表面沉积CuCl22H2O水溶液制备纳米花状薄膜,并利用场发射扫描电镜对其形貌进行表征,结合X射线光电子能谱等技术鉴定其成分,结果表明纳米花状薄膜为CuCl2。在室温条件下,测量了样品的光致发光光谱特性,观察到表面有纳米花状CuCl2薄膜的AAO,其激发中心在290 nm,发射中心在415 nm,与基底AAO位置完全相同,但发光强度从127 cd提高到183 cd;对比宏观CuCl2粉末、AAO薄膜的激发和发射光谱,分析认为生长有纳米花状CuCl2的AAO薄膜发光强度提高的原因是该层表面的纳米结构形貌。     

冰洲石-玻璃组合平行分束偏光镜的设计研究

为了既节省稀有昂贵的冰洲石晶体材料，又实现偏振光的大剪切差输出，采用冰洲石晶体与光学玻璃组合的方法，设计了一种新型平行分束偏光镜。该棱镜的前后半块分别为ZBaF₃玻璃和冰洲石晶体，由大折射率液态胶合剂溴代萘胶合而成。实验测试表明：该棱镜透射的2束平行光的消光比，o光可达10^－5；尽管受到光学玻璃的影响，e光的消光比仍优于10^－3；透射比均与纯冰洲石晶体材料的棱镜基本相当。理论分析表明：该棱镜自身结构带来的性能影响在一定情况下完全可以忽略，因此具有较好的应用前景。     

制冷型红外成像系统内部杂散辐射测量方法

杂散辐射是红外光学系统设计和检测过程中涉及的一项重要指标.为了定量测量红外成像系统内部杂散辐射, 提出一种基于辐射定标的测量方法, 并通过理论推导和实验验证以说明该方法的合理性.首先, 建立了不带光学系统的辐射定标模型, 即探测器直接接收定标源辐射能, 获得探测器内部因素对系统输出的影响; 然后将其与带有光学系统的定标结果进行比较, 得到由光学系统自身辐射对系统输出的影响, 进而计算红外成像系统内部杂散辐射; 最后通过实验证明了本文理论的正确性.该方法操作简单, 对实验条件要求低, 并可以精确地测量红外成像系统内部杂散辐射.可用于指导红外系统设计中的杂散辐射抑制, 验证系统杂散辐射分析结果是否准确以及检测系统杂散辐射指标是否合格.     

高光谱成像技术检测高温障碍胁迫下番茄叶片色差的研究

提出了利用可见/近红外高光谱成像技术检测高温障碍胁迫下番茄叶片色差的方法。首先采集380~1 023 nm波段范围内60个高温障碍胁迫和60个健康番茄叶片的高光谱图像,同时获取全部叶片的色差值(L*, a*和b*),然后提取所有样本的高光谱图像中感兴趣区域(region of interest, ROI)的光谱反射率值。基于不同预处理方法建立偏最小二乘(partial least squares, PLS)预测模型,再利用连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)提取特征波长并建立SPA-PLS预测模型。最后分别基于全波段和特征波段建立偏最小二乘-判别分析(partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA)模型。结果显示,全波段中基于原始光谱信息建立的模型效果最好,3个色差值的预测集决定系数(determination coefficient, R2)分别是0.818,0.109和0.896;基于特征波长建立的模型预测集R2分别是0.591,0.244和0.673;所有模型预测集的总体识别率均大于77.50%。结果表明,可见/近红外高光谱成像技术检测番茄叶片色差值(L*和b*)和识别高温障碍样本是可行的。     

一种基于AlGaN和石墨烯的紫外-红外双色探测器

通过MOCVD和CVD生长技术,利用高Al组分Al Ga N和单层石墨烯材料进行纵向集成,成功制备了日盲紫外-近红外双色探测器。在工作温度为室温、调制频率为209 Hz以及工作电压分别为10 V和5 V的工作条件下,所制备的双色探测器在紫外波段263 nm处的响应度为5.9 m A/W,在近红外波段1.15μm处的响应度为0.67 m A/W,并且探测器的响应度均随着工作电压的增加而增大。     

内蒙古东升庙白垩系红层的近红外光谱分析

在内蒙古东升庙矿区西部采取白垩系红层岩心及地表风化土壤样,用近红外光谱分析技术对各个样品进行测试分析。结果表明,近红外光谱技术能通过矿物中各基团的特征吸收峰快速鉴别出矿物,东升庙矿区西部白垩系红层为泥质胶结主要由石英、长石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、白云母等组成,其矿物组成主要受到上游物源区影响;其崩解主要为蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀,失水收缩不均匀,使原有裂隙扩大并产生新的裂隙,导致强度降低,发生崩解;根据其粘土矿物的组合推测其风化过程中气候以寒冷干燥为主,风化过程主要为物理风化。研究结果一方面可以完善该矿区地质特征,另一方面表明在矿物光谱学的基础上,近红外光谱分析技术可以有效地分析土壤和岩石的矿物成分,从而论证了近红外光谱分析技术应用于土壤、岩石矿物的的快速分析可行性,表明了其在地质研究中的可行性,为以后的土壤、岩石研究提供新思路。