1 内蒙古蒙牛乳业（集团）股份有限公司, 内蒙古 呼和浩特 011500
2 天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072
随着生活和消费水平提高, 消费者对于乳制品食品安全及品质的要求越来越高。 原料奶质量直接影响乳制品的生产与消费安全, 在牛奶收储及生产环节都需要对各种非法添加物进行严格检测, 以保证产品质量。 目前常用的检测方法主要以化学法与仪器分析方法为主, 需要针对不同类型添加物设计前处理步骤, 过程繁琐, 检测效率低, 无法满足实时在线需要。 针对多种类掺假异常牛奶样品实时在线检测需要, 研究了基于中红外光谱的非靶向检测方法。 实验样品选择蒙牛公司六个奶质稳定的奶源地收集到的天然原奶样品, 并配制含有多种掺假物的异常牛奶样品集。 采集样品中红外光谱, 并针对在线检测过程中的干扰来源, 选择平滑滤波、 多元散射校正、 基线校正及归一化等预处理方法, 提高光谱信噪比与一致性。 为了提高非靶向模型识别准确度及稳健性, 根据牛奶样品中红外光谱特征, 选择无信息变量消除（MC-UVE）、 无变量信息消除-连续投影（UVE-SPA）与竞争自适应重加权采样（CARS）三种方法, 筛选原始光谱中的特征波长变量。 在得到的不同特征波长变量组合的基础上, 分别建立基于偏最小二乘判别（PLS-DA）及支持向量机（SVM）的鉴别模型, 对多种掺假物异常牛奶样品进行非靶向鉴别。 实验结果表明, SVM模型鉴别准确度优于PLS-DA, CARS方法筛选得到的变量组合应用于不同鉴别模型的效果均较优, 与SVM模型结合对训练集与测试集的分类准确率分别达到97.84%与94.55%。 分析特征波长变量分布可知, CARS方法筛选出的变量主要集中在异常牛奶样品光谱特征比较明显的区域。 样品误分类结果表明, 该模型组合可以较为准确识别异常牛奶样品, 具有较好的特异性。 研究结果表明, 基于红外光谱技术建立非靶向鉴别模型可以实现多种异常牛奶样品快速准确识别, 为牛奶掺假及生产过程在线检测提供了支持。
中红外光谱 非靶向检测 变量选择 判别模型 Mid-infrared spectroscopy Untargeted detection Variable selection Discriminant models 光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3009
1 北京应用物理与计算数学研究所，北京 100088
2 清华大学工程物理系，北京 100084
3 危爆物品探测技术国家工程研究中心，北京 100084
太赫兹波在生物学和危爆物检测等领域有广泛的应用前景，但其在成像上会受到探测器灵敏度的限制。搭建一套基于太赫兹量子级联激光器的自混合相干成像系统，将全息成像技术与自混合干涉测量相结合，实现太赫兹波段的大景深成像。利用自混合收发一体的特性，在不同偏焦程度下，对分辨率板上每毫米2个线对的区域进行二维成像，在偏焦56倍波长条件下得到与焦平面处相同的图像对比度。
自混合探测 太赫兹成像 全息技术 量子级联激光器 景深扩展 激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811013
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory for Artificial Microstructure and Mesoscopic Physics, School of Physics, Peking University, Beijing 100871, China
2 Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, Beijing 100871, China
3 Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University, Taiyuan 030006, China
Colloidal CdSe nanoplatelets are thin semiconductor materials with atomic flatness surfaces and one-dimensional strong quantum confinement, and hence they own very narrow and anisotropic emission. Here, we present a polydimethylsiloxane (PDMS) assisted transferring method that can pick up single layer CdSe nanoplatelet films self-assembled on a liquid surface and then precisely transfer to a target. By layer-by-layer picking up and transferring, multiple layers of CdSe films can be built up to form CdSe stacks with each single layer having dominant in-plane transition dipole distribution, which both material and energic structures are analogous to traditional multiple quantum wells grown by molecular-beam epitaxy. Additionally, with the great flexibility of colloidal nanoplatelets and this transferring method, CdSe nanoplatelets films can be combined with other materials to form hybrid heterostructures. We transferred a single-layer CdSe film onto WS2 flakes, and precisely studied the fast energy transfer rate with controlled CdSe nanoplatelet orientation and by using a streak camera with a ps time resolution.
Journal of Semiconductors
2021, 42(8): 082901
1 空军工程大学 装备管理与安全工程学院, 陕西 西安 710051
2 空军工程大学 装备管理与运用研究中心, 陕西 西安 710051
3 空军工程大学 空管领航学院, 陕西 西安 710051
针对光电跟踪系统对目标探测过程中发生的不完全量测现象, 采用雷达辅助光电跟踪系统进行协同跟踪保证量测的连续性。首先给出光电跟踪系统的不完全量测模型以及雷达辅助下的协同互牵引模型,提出基于粒子滤波的序贯融合算法; 其次, 利用粒子滤波求取传感器在每一时刻的Renyi信息增量作为协同过程互牵引准则, 确定互牵引触发时机, 确保协同过程的自主性。仿真结果表明: 通过选择合适的互牵引门限, 能够在尽量少的雷达辐射的条件下改善对目标跟踪性能并保证对目标探测的稳定性。
光电跟踪系统 不完全量测 协同跟踪 Renyi信息增量 互牵引 optic-electric tracking system intermittent observations cooperative tracking Renyi information gain cross cueing 红外与激光工程
2017, 46(12): 1217006
空军工程大学装备管理与安全工程学院, 陕西 西安 710051
为使低密度奇偶校验(LDPC)码高效地应用于光通信系统中，针对光通信系统的传输特点，提出了一种新颖的基于循环置换矩阵和掩蔽矩阵构造满秩准循环低密度奇偶校验(QC-LDPC)码的方法。该方法定义了一类基矩阵，由基矩阵扩展出循环置换矩阵，构造出围长至少为8 的校验矩阵；提出了掩蔽矩阵的设计规则，并利用设计的掩蔽矩阵对前面得到的校验矩阵进行变换，构造出围长至少为8 的满秩QC-LDPC 码。与多种不同的QC-LDPC 码构造方法进行理论分析和性能仿真比较，结果表明，利用该方法构造出的LDPC 码字是满秩的，具有严格的准循环特性和优异的纠错性能，且构造灵活。该方法构造的码字适用于光通信系统。
光通信 准循环低密度奇偶校验码 满秩 基矩阵 围长 中国激光
2015, 42(10): 1005003
1 空军工程大学 理学院，陕西 西安710051
2 西安交通大学 电子陶瓷与器件教育部重点实验室，陕西 西安710049
3 空军工程大学 综合电子信息系统与电子对抗技术研究中心，陕西 西安710051
在太赫兹波段设计了一种宽频带准全向的平板超材料吸波体．仿真结果表明,该吸波体在4.36～4.91 THz之间具有极化不敏感和宽入射角的强吸收．提取的等效阻抗实部表明,可以通过调节超材料的电磁响应造成吸波体一侧与自由空间近似阻抗匹配、另一侧与自由空间阻抗不匹配，从而在吸收频带内同时实现反射率和传输率最小、吸收率最大．仿真的三种不同损耗情况下吸波体的吸收率表明,吸波体的强吸波特性主要源于金属损耗；金属无耗时，基板的介质损耗只能吸收部分能量．仿真的金属覆层在不同电导率和不同厚度情况下吸波体的吸收率表明,可以通过选用合适高电导率的金属以及适当减小金属覆层的厚度来加强金属损耗的强度．该吸波体可能在许多领域具有广泛的应用．
太赫兹 宽频带 极化不敏感 宽入射角 terahertz wide-band polarization-insensitive wide-angle
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049
2 Institute of Science, Air Force Engineering University, Xi'an 710051
A novel quantitative analysis method of multi-component mixture gas concentration based on support vector machine (SVM) and spectroscopy is proposed. Through transformation of the kernel function, the seriously overlapped and nonlinear spectrum data are transformed in high-dimensional space, but the high-dimensional data can be processed in the original space. Some factors, such as kernel function, range of the wavelength, and penalty coefficient, are discussed. This method is applied to the quantitative analysis of natural gas components concentration, and the component concentration maximal deviation is 2.28%.
300.6340 Spectroscopy, infrared 200.4740 Optical processing 070.4790 Optical spectrum analysis Chinese Optics Letters
2006, 4(4): 04243
