高灵敏度集成光偏振干涉仪特性及生化传感应用研究

利用射频溅射技术在平面单模玻璃波导表面局部淀积一层Ta₂O₅梯度薄膜, 形成复合光波导芯片, 结合棱镜耦合法制备了一种集成光偏振干涉传感器. 基于四层平板波导模型理论分析了复合光波导表面折射率灵敏度S_RI与Ta₂O₅梯度薄膜等效厚度T_eq的关系, 结合实验测定的S_RI得出了本工作中所使用Ta₂O₅梯度薄膜的T_eq ≈ 33.021 nm, 进一步得出芯片吸附层厚度灵敏度S_ab≈ (2.412× 2π) nm^-1. 利用该复合波导偏振干涉仪结合Lorentz-Lorenz有效介质理论测得了市售食用白醋中醋酸的浓度, 并以市售牛栏山二锅头酒为例进行了白酒掺水和掺甲醇的测试, 结果表明, 白酒掺水或甲醇前后的折射率改变量与掺杂量成准线性变化关系; 原位实时监测了丁酰胆碱酯酶的动态吸附过程及细胞色素c/聚苯乙烯磺酸钠的分子自组装过程, 并利用测得的位相差变化结合芯片吸附层厚度灵敏度S_ab 获得了蛋白质表面覆盖度.     

用一种新的独立分量分析算法实现极化SAR图像相干斑抑制

极化SAR图像为雷达图像中的信息处理和获取提供了更为便捷的途径。本文在研究极化SAR成像特点的基础上，介绍了用一种新的独立分量分析(ICA)方法—Infomax算法来进行相干斑抑制，完成了从极化SAR图像中分离相干斑噪声的仿真试验。实验表明，Infomax算法收敛速度较慢，但稳健性好。经ICA处理后的图像其相干斑噪声得到了有效的抑制，具有较低的相干斑指数，明显地改善了图像的质量。     

全极化共形相控阵技术的发展和挑战

全极化共形相控阵雷达新技术融合了雷达极化技术和共形阵列技术的优势,不仅能够显著提高雷达获取信息的维度和精度,扩大空域覆盖范围,还能够有效增加口径面积、解决载体本身气/ 隐身一体化外形设计的难题,是未来多功能相控阵雷达测量信息精细化、智能化不可或缺的技术手段。文中明确了全极化共形相控阵的概念、优势和应用前景,指出了亟需发展的三个关键技术,提出了全极化共形相控阵目前尚存的技术难点,值得引起雷达设计和研发部门的重视。     

一种基于集成学习和特征融合的遥感影像分类新方法

针对多源遥感数据分类的需要,提出了一种基于全极化SAR影像、极化相干矩阵特征、光学遥感影像光谱和纹理的多种特征融合和多分类器集成的遥感影像分类新方法.对全极化PALSAR数据进行预处理和极化相干矩阵特征提取,利用灰度共生矩阵计算光学和SAR影像的对比度、逆差距、二阶距、差异性等纹理特征参数,并与光谱特征结合,形成6种组合策略.利用集成学习方法对随机森林分类器、子空间分类器、最小距离分类器、支持向量机分类器、反向传播神经网络分类器等分类器进行组合,对不同组合策略的遥感影像特征集进行分类.结果表明提出的基于多种特征和多分类器集成的新方法很好地利用了主被动遥感数据在不同地表景观类型提取上的潜力,综合了多种算法的优势,能够有效地提高总体精度和各类别的分类精度.     

荧光偏振法测定荧光素的荧光寿命的研究

用荧光偏振法测定荧光素的荧光寿命的灵敏度和准确度较高。在荧光素钠荧光强度最强时－激发波长４９０ｎｍ，发射波长５１５ｎｍ、ｐＨ值８．５、溶液浓度１．６×１０＾－５ｍｏｌ／Ｌ，测定荧光素钠溶液的荧光偏振度，测定不同温度时荧光素钠溶液的粘度，再根据Ｐｅｒｒｉｎ公式，求出荧光素钠的荧光寿命。用荧光偏振法测得荧光素钠荧光寿命为３．４ｎｓ、ｐ＜０．０２，与文献值符合良好，结果令人满意。     

Non-display bio-optic applications of liquid crystals

Liquid crystal (LC) devices have been largely developed for LC displays and in the last decade for optical telecommunications; however, their application in the field of optical imaging is just starting to emerge. They can be miniaturised and thus have a great potential to be used with miniature optical imaging systems for biomedical applications. LC devices specifically designed for integration into biomedical optical imaging systems are reviewed. Using a combination of a few LC retarders, spectropolarimetric imaging of tissue can be obtained. LC tunable filters with high dynamic range and large throughput are designed for hyperspectral imaging and for spectral domain optical coherence tomography. The designs are based on several concepts, both using the classical stack of retarders and using more modern designs based on single layer in a Fabry–Perot cavity, in a resonant waveguide structure or in a photonic crystal.     

一种基于RBF神经网络的极化SAR图像分类方法

极化SAR图像分类是新体制雷达应用研究的基础前沿问题.文中提出了提出了一种基于径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络的极化SAR图像分类方法.在构建包含G0分布最大似然距离和一些常规特征的极化SAR图像分类特征集的基础上,利用样本数据对RBF神经网络进行训练,完成分类器的设计.实测极化SAR图像的分类实验结果表明,该方法具有较好的图像细节保持能力.     

基于非邻域结构似然函数的舰船检测方法

提出了一种利用似然函数进行舰船检测的新方法。该方法首先利用非邻域滤波的思想构造一种包含邻域的窗结构。对于非中心的窗,利用重复的邻域窗估计出邻域窗不同位置对应的协方差矩阵;然后,利用邻域窗的协方差矩阵和中心像素的邻域窗得到的似然函数构造检测器;最后,使用实际的极化合成孔径雷达（PolSAR）数据对提出算法的有效性做验证并和已有算法进行比较。结果证明,本文方法得到了很好的实验效果。     

运动估计误差对同时极化测量影响和分析

同时全极化雷达是面向空中运动目标动态散射矩阵测量的一种全极化雷达，针对同时全极化雷达系统特点，对同时全极化雷达系统中匹配滤波器引入的误差进行了分析，并仿照分时全极化雷达系统模型的发射和接收失真矩阵模型，给出了匹配滤波器引入的失真矩阵及各矩阵元素的物理意义。分析了目标运动估计对目标动态散射矩阵测量的影响机理，提出了运动估计误差矩阵，利用该矩阵对同时全极化雷达测量影响进行了定量仿真分析，从而为同时全极化雷达系统运动估计方法的性能要求提供理论依据。     

偏振光谱BRDF建模与仿真

在偏振光条件下,物体的表面反射受到折射率、表面粗糙度、入射角等多种因素的影响。针对粗糙物体表面在不同波段光照下表现出不同的偏振反射特性,提出一种基于Kirchhof理论的偏振光谱BRDF模型。利用已知材质在不同波长下的复折射率,对其折射率和消光系数部分分别反演出的对应光谱模型,进而得到复折射率的光谱模型;同借鉴经典的表面粗糙度测量方法,结合菲涅耳反射公式,推导出表面粗糙度的光谱模型,将得到的复折射率和粗糙度光谱模型与BRDF模型相结合,推导出偏振光谱BRDF建模。模型分别在折射率随波长变化、粗糙度为常量,折射率、粗糙度均随波长变化以及原模型三种情况下进行仿真对比实验,并将所得到的数据与其他资料进行对比。其结果表明,该模型能够较为准确的反映物体表面的偏振反射特性,并且能够描述偏振度随波长变化趋势的光谱特征,能够为偏振遥感、物质分类等方面的应用提供可靠依据。