SPR棱镜传感器测量液体折射率的原理

推导了消失波函数的表达式,介绍了衰减全反射现象及SPR传感器测量液体折射率的原理,并利用SPR传感器测量了牛奶样品的反射系数及折射率与脂肪等主要成分含量的关系曲线.     

基于高光谱成像技术的油菜叶片SPAD值检测

以油菜叶片为研究对象,利用高光谱成像技术,成功建立了叶绿素相对值SPAD值的预测模型。共采集了160个油菜叶片样本在380～1030 nm范围内的高光谱图像。选择500～900 nm之间的平均光谱作为油菜叶片样本的光谱。利用蒙特卡罗最小二乘法(monte carlo partial least squares, MC-PLS)剔除了13个异常样本,基于剩余的147个样本光谱数据与SPAD测量值进行分析,采用了不同的方法建立了多种预测模型,包括：全光谱的偏最小二乘法(partial least squares, PLS)模型,连续投影算法(successive projections algorithm, SPA)选择特征波长的PLS预测模型,“红边”位置(λ_red)的简单经验估测模型,三种植被指数R₇₁₀/R₇₆₀,(R₇₅₀-R₇₀₅)/(R₇₅₀-R₇₀₅)和R₈₆₀/(R₅₅₀*R₇₀₈)分别建立的简单经验估测模型,以及基于这三种植被指数的PLS预测模型。建模结果显示,全光谱的PLS模型预测效果最为精确,其预测相关系数r_p为0.833 9,预测均方根误差RMSEP为1.52。而使用SPA算法选出的8个特征波长所建立的PLS模型其预测结果可达到与全光谱的PLS模型非常接近的水平,而且在保证一定精度的条件下减少了大量运算,节省了运算时间,大幅提高了建模的速度。而基于红边位置和选择的三种植被指数而建立的简单经验估计模型其预测结果虽与基于全光谱的PLS预测模型有一定差距,但模型简单、运算量小,适合用于对精度要求不高的场合,对后续的便携仪器设备开发有一定的指导作用。     

P schl-Teller势阱中线性与非线性光学折射率变化

利用量子力学中的密度矩阵算符理论导出了P schl-Teller势阱中的线性与三阶非线性光学折射率的解析表达式。P schl-Teller势阱中有两个可调参数κ和λ,势阱的形状及其非对称性会随势阱参数的取值不同而明显不同,从而其线性与非线性光学折射率变化的大小也会随势阱参数和入射光强的变化而呈规律性的变化。文章以典型的GaAs/AlGaAs势阱为例作了数值计算,数值计算结果表明,势阱的形状和入射光强对光学折射率有着重要的影响。     

彩色负片印片颗粒指数的准确测定

分析了彩色负片印片颗粒指数σper实际测试中不同性能负片的测试特点和影响因素。印片颗粒指数的测试点应根据彩色负片的感光特性确定,为正常扩印时对应正片0．74中灰密度的负片密度点。影响印片颗粒指数值的两个主要因素是彩色相纸的反差修正系数α和彩色负片的覆盖力系数ECP;建立了α和ECP的实验求取方法,并通过对几种负片参量的实际测定,分析和说明了参量变化对印片颗粒指数数值的影响程度和应进行的修正。     

Coadsorption of water and CO molecules on Ru(0 0 1) at high CO coverages: comparisons with a Ru(0 0 1) electrode surface

The coadsorption of carbon monoxide (CO) and water molecules on a Ru(0 0 1) surface has been studied by infrared spectroscopy, LEED and STM. At high CO coverage phases, a 2×2-(2CO+D₂O) structure was observed on both UHV and electrode surfaces. Electrode potential dependent structures from CO and water adlayers on an electrode surface were reproduced on a UHV surface by controlling molecular orientations of the first layer and second over-layer water molecules. At lower CO coverages, a CO band center showed coverage dependent shift down to 1444 cm⁻¹ due to an electron transfer from a lone pair of a water molecule to CO 2π^*.     

（Ti,Al）N薄膜光学性能的研究

研究了（Ｔｉ，Ａｌ）薄膜的光学特性，对其反射和透射光谱作了仔细分析。运用Ｈａｄｌｅｙ方程，算出一定成分（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的折射率ｎ，消光系数ｋ随波长的变化关系。又根据透射曲线，计算出了（Ｔｉ，Ａｌ）Ｎ膜的光隙能。     

微纳光纤布拉格光栅折射率传感特性研究

利用光纤布拉格光栅方程和光纤基模有效折射率随纤芯半径和环境折射率的函数关系, 建立了微纳光纤布拉格光栅(MNFBG)反射波长随环境折射率变化的数学模型, 给出了波长灵敏度函数, 并指出MNFBG反射波长的变化规律决定于有效折射率随纤芯半径和环境折射率变化的关系. 详细探究了有效折射率及其灵敏度的变化规律, 结果表明: 有效折射率随纤芯半径和环境折射率的减小而非线性减小, 其对环境折射率变化的灵敏度随环境折射率的增大而非线性增加, 而且随纤芯半径减小, 有效折射率的灵敏度、线性度以及线性响应范围均呈递增规律. 通过对纤芯半径为0.5 μm的MNFBG在1.20–1.30和1.33–1.43 环境折射率范围内的波长响应关系拟合, 分别获得了477.33 nm/RIU和856.30 nm/RIU的波长灵敏度以及99.58 %和99.7%的高线性度, 论证了分析结论以及折射率区间划分测量方案的正确性, 为MNFBG折射率传感器的设计、优化以及应用提供了参考依据. 关键词： 微纳光纤 光纤布拉格光栅 折射率传感 数值模拟     

微纳尺度光纤布拉格光栅折射率传感的理论研究

亚波长直径微纳光纤强倏逝场传输的光学特性,使其对周围介质折射率的变化具有极高的灵敏度.本文提出一种基于微纳尺度光纤布拉格光栅(MNFBG)的折射率传感器,结合微纳光纤倏逝场传输和光纤布拉格光栅(FBG)强波长选择的特性来实现高精度折射率传感,对其制备可行性进行了讨论.论文中对MNFBG折射率传感机理进行了深入的理论分析,并使用OptiGrating软件进行了数值模拟,模拟数据显示MNFBG折射率测量的灵敏度随着光纤半径的减小而增加,其中光纤半径为400 nm的MNFBG灵敏度可达到993 nm/RIU,相比于包层蚀刻的FBG灵敏度增加了170倍,说明MNFBG对发展微型化、高灵敏度折射率传感器具有良好的应用前景. 关键词： 微纳光纤 光纤布拉格光栅 折射率传感     

Index for vehicle acoustical comfort inside a passenger car

Sound quality is among the main factors that influence customers’ preference for choosing good automobile products. It all started more than 10 years ago and grows up so fast due to high competition in the automotive industries. A-weighted noise levels and sound power are usually utilised to measure the noise but they are not adequate to characterise the impact sound inside a car. The most popular approach to determine sound quality of a product is to define an annoyance or specific index, which involves both subjective and objective evaluations. Subjective and objective tests should be studied concurrently in order to determine the sound quality inside a passenger car. This approach is used in this paper to evaluate vehicle comfort index according to most frequently used sound quality metrics, namely; Zwicker loudness, sharpness, roughness and fluctuation strength. As a result researchers of different fields of automotive acoustics investigations can use this index according to the type of road (international road roughness) without any need to perform time-consuming jury tests. The metrics are correlated with jury test results that show which of them and how much has affected the acoustical comfort of the vehicle. The relation between road roughness and vehicle acoustical comfort index is another point of interest in this research.     

太赫兹光谱技术用于干旱胁迫下大豆冠层含水量检测研究

近年来水资源短缺问题日益严重,部分地区由于农业灌溉用水不足导致庄稼减产农民利益受损。大豆是一种需水量较大的农作物,一旦水分亏缺将直接影响大豆植株的形态和生长发育,从而造成大豆品质降低和产量减少。大豆叶片的水分状况可真实地反映植株水分受土壤水分亏缺的影响程度,因此,大豆冠层叶片水分含量的快速获取成为一种需要。太赫兹辐射在水中的强烈衰减使其成为一种非常灵敏的非接触式探针,可以快速、无损地检测叶片含水量。因此基于太赫兹光谱这一新技术进行大豆冠层叶片含水量的检测研究,用于实时监测田间大豆的健康状况。实验选用中黄13号大豆进行栽培,为尽可能模拟田间不同程度的干旱胁迫状况,将开花期大豆进行5个不同梯度：正常供水、轻度干旱胁迫、中度干旱胁迫、重度干旱胁迫、严重干旱胁迫(分别占田间最大持水量的80%,65%,50%,35%,20%)的水分灌溉,每个梯度设置3个重复。利用人工称重法与便携式土壤水分速测仪结合将土壤含水量调控到各水分梯度要求。然后,将实验大豆植株运回实验室并利用透射式太赫兹时域光谱仪进行样本扫描,每个梯度采集18片冠层叶片,共90个样本,以2∶1的比例分为校正集和预测集。在获取各样本时域光谱数据后,根据Dorney和Duvillaret提出的模型进行了光学参数的提取,得到各样本的吸收系数谱以及折射率谱。定性分析了太赫兹时域光谱、吸收系数、折射率随水分胁迫程度不同的变化情况。实验发现：随着水分胁迫程度的降低,时域光谱的峰值呈不断衰减趋势,且均低于空白参考峰值,同时有明显的时间延迟。吸收系数值随干旱胁迫程度的加剧逐渐降低;折射率值同样随干旱胁迫程度的加剧逐渐降低。并利用偏最小二乘(PLS)和多元线性回归(MLR)方法定量研究了时域光谱、吸收系数、折射率光谱数据与叶片含水率的相关关系。结果表明,太赫兹波对大豆叶片水分差异十分敏感,基于时域光谱最大值和最小值的MLR预测精度最高,预测集相关性(r_p)达-0.939 3,均方根误差(RMSEP)为0.049 5。研究表明太赫兹光谱技术应用于大豆冠层叶片含水量观测具有良好的可行性,为开展大豆冠层含水量信息快速获取,实现科学节水管理与灌溉决策提供了新的检测手段和实验依据。