基于B样条的TERS形貌成像背景扣除方法

在针尖增强拉曼光谱(TERS)形貌成像过程中，由于针尖与扫描台无法绝对平行、样品电子密度骤变处针尖快速升降以及扫描控制系统响应时间特性差等综合原因的影响，往往使形貌图中带有倾斜或边界面卷曲的成像背景。成像背景对样品形貌的识别和分析带来十分不利的影响，而背景扣除就是解决该问题的重要手段，也是形貌成像预处理的重要组成部分。背景扣除的原理一般是通过拟合背景的方法来扣除成像中的背景。传统的背景扣除方法是利用多项式拟合的方法对成像进行逐行的基线校正，但是该方法在处理形貌成像时常常会由于过拟合而造成样品形貌的失真，同时容易在图片上留下明显的线条纹理。针对传统方法的缺点，本文提出采用B样条曲面拟合方法，直接对样品形貌图进行曲面背景拟合，发挥B样条低阶光滑的优点，能够有效克服传统方法的缺陷。在实验中，同时利用传统方法和该方法对金单晶和合成金片的形貌图进行背景扣除，实验结果表明，两种方法都能够扣除样品形貌图中的成像背景，但与传统方法相比，所提出的方法不会造成样品形貌的失真，且不会留下线条纹理，获得了更加良好的背景扣除效果，为进一步分析样品形貌特征提供了更准确可靠的信息，是一种更加有效的TERS形貌成像背景扣除算法。     

面向下一代航电系统的数据块填装性能

结合光分组交换(OPS)网络和光纤通道(FC)技术的优势, 提出一种下一代航电系统组网方案——基于光分组交换网络的光纤通道技术(FC over OPS)。建立了数学仿真模型, 研究了一种数据块填装算法与网络实时性之间的关系, 分析不同的参数如发送带宽、最低效率门限、发送定时的选取对网络实时性的影响。进一步完成硬件原型设计和仿真, 比较了软件仿真与硬件仿真的结果, 并分析该数据块填装算法的性能。     

顶空-气相色谱法快速测定食品中甜蜜素的含量

甜蜜素,其化学名称为环己基氨基磺酸钠,是食品生产中常用的甜味剂,其甜度是蔗糖的30~40倍。消费者如果经常食用甜蜜素含量超标的食品,就会对人体的肝脏和神经系统造成危害[1]。国家标准GB 2760-2014规定,甜蜜素在饼干、果冻、饮料类中最大使用量为0.65 g kg^-1.     

A 7-bit photonic true-time-delay system based on an 8 × 8 MOEMS optical switch

We demonstrate a 7-bit photonic true-time-delay （TTD） system which uses an 8 × 8 micro-optical-electro- mechanical system （MOEMS） optical switch for phased array antennas （PAAs） beamforming applications. The switch controls the optical signal to pass by the fiber delay lines （FDLs） of different lengths. Different time delays between adjacent channels are obtained due to the chromatic dispersion of FDLs. Therefore, the system cannot be disturbed by the environment. The measured time delay responses are nearly linear with the wavelength spacing between optical carriers as well as the lengths of FDLs, which agrees well with the theoretical analysis.     

反射式高能电子衍射实时监控的分子束外延生长GaAs晶体衬底温度校准及表面相变的研究

以反射式高能电子衍射(RHEED)作为实时监测工具,根据GaAs(100)表面重构相与衬底温度、As₄等效束流压强之间的关系,对分子束外延(MBE)系统中衬底测温系统进行了校准,这种方法也适用于其他的MBE系统.为生长高质量的外延薄膜材料、研究InGaAs表面粗糙化及相变等过程提供了实验依据. 关键词： 分子束外延 反射式高能电子衍射 表面重构 温度校准     

一种基于中值滤波和统计学的拉曼光谱spike剔除算法

拉曼光谱是一种已广泛应用于化学、生物学和物理学的技术。然而拉曼光谱仪的电荷耦合器件很容易受到宇宙射线的影响,从而产生随机的窄带宽、高强度的spike。在真实样品中出现概率较低,约为千分之一,但一旦出现将严重降低信号对比度。该研究提出一种实用的spike剔除算法。该算法对中值滤波后的数据与原始数据作差,得到偏差数据。用分位数的方法将偏差数据从小到大排序,取中间99%数据作为真实数据作高斯分布拟合。根据spike强度高,稀疏的特性,以光谱中高强度数据的出现概率作为阈值标准剔除spike。最后以中值滤波结果带入原始数据代替spike,从而最大程度还原样本原始信息且不需任何调试参数。以加入不同强度spike的拉曼光谱作为验证对象,实验结果表明本算法对spike检测与去除的灵敏度可以高达99.5%。本算法同时适用于一维拉曼光谱、二维拉曼图像和三维拉曼数据立方体,且算法表现随着维度的增加而提高,一维spike剔除算法能检测超过最大峰强度40%的spike,而在三维拉曼数据立方体中,超过峰值20%的spike即能被检测出。用该算法对40 000条真实拉曼光谱进行处理,可以在不扭曲真实信号的情况下有效...     

光频域反射技术中激光相位噪声影响分析

研究了光频域反射技术(OFDR)中因激光线宽有限而造成的激光相位噪声对系统性能的影响.理论推导了相位噪声的分布函数,仿真分析和实验测试了激光相位噪声与激光相干长度、反射信号强度之间的内在关联性.研究结果表明,激光相位噪声是OFDR中的重要噪声来源,影响着系统的测试精度和可测距离,当测试距离接近相干长度、链路中存在强的反...     

All-optical reconfigurable multi-logic gates based on nonlinear polarization rotation effect in a single SOA

We demonstrate an all-optical reconfigurable logic gate based on dominant nonlinear polarization rotation accompanied with cross-gain modulation effect in a single semiconductor optical amplifier (SOA).Five logic functions,including NOT,OR,NOR,AND,and NAND,are realized using 10-Gb/s on-off keying signals with flexible wavelength tunability.The operation principle is explained in detail.By adjusting polarization controllers,multiple logic functions corresponding to different input polarization states are separately achieved using a single SOA with high flexibility.     

Be,Mg,Mn掺杂CuInO_2形成能的第一性原理研究

研制开发新型的光电材料对促进社会经济发展具有重要的科学意义和实用价值.利用宽禁带CuInO_2铟基材料实现全透明光电材料是目前深入研究的热点.通过基于密度泛函的第一性原理计算方法,本文计算出掺杂元素Mg, Be, Mn在CuInO_2的形成能.计算结果表明,施主类缺陷(如掺杂元素替代Cu原子或进入间隙位置)由于较高的形成能和较深的跃迁能级,很难在CuInO_2材料中出现N型导电;而受主缺陷中,在氧原子化学势极大的情况下, Mg原子替代In能成为CuInO_2理想的受主缺陷.计算结果可为制备性能优异的CuInO_2材料提供指导.     

基于特征提取的低信噪比拉曼光谱去噪方法研究

为了提高拉曼光谱检测系统的时间分辨率,常常需要采用较短的采样积分时间,此时带有分子结构振动谱的有用拉曼信号可能完全淹没在噪声中,严重影响信号的进一步分析,因此有必要对测量所得的光谱信号进行噪声消除处理。传统的消噪方法是基于信号与噪声在频域或统计特性之间的差异,通过平滑滤波或取平均值的方法来消除噪声,一般适用于噪声强度不高的情况,对于信噪比较低的情况处理效果并不理想。针对传统去噪方法的不足,从信号重构的角度,利用基于小波变换的谱峰识别、半峰宽检测提取光谱特征参数,再利用最小二乘拟合的方法,能够有效地提取淹没于强噪声背景下的有用拉曼信号。在仿真中,运用该算法得到的光谱曲线光滑,峰位置准确,信噪比改善明显。在实验中,分别利用该方法处理头孢呋辛酯片和罗红霉素拉曼光谱数据,得到了清晰的谱峰位置、幅值及半峰宽信息,实现了对短积分时间、强噪声背景的拉曼信号的有效还原,提高了检测系统的时间分辨率。仿真和实验结果表明,该方法需要调整参数少,易于实现,在信噪比比较低的情况下依然能够得到良好的去噪效果,为进一步分析光谱数据提供准确可靠的信息。