作者单位
摘要
1 江苏大学卓越学院, 江苏 镇江 212013
2 江苏大学电气信息工程学院, 江苏 镇江 212013
4 滁州职业技术学院信息工程学院, 安徽 滁州 239000
红外光谱分析是基于分子振动与跃迁理论的鉴别物质化学组成的技术。 得到的光谱数据常常具有较高的维数和重叠度, 这给后续的数据处理带来困难。 为此提出一种GK可能C均值聚类算法(GKIPCM), 引入了GK聚类算法的马氏距离测度与改进的可能C均值聚类算法(IPCM)的模糊隶属度与聚类中心更新方程, 使样本的距离测度具有自适应性且避免了聚类中心的一致性。 GKIPCM算法具有分类精度更高, 分类准确率对参数敏感性低的优点。 将四组洗净白菜作为光谱分析对象, 分别施加三种农药(高效氯氟氰菊酯)配比, 采用安捷伦Cary 630 FTIR光谱仪采集白菜的傅里叶中红外光谱(FT-MIR)。 首先对样本进行预处理, 使用多元散射矫正(MSC)对光谱数据降噪, 消除数据偏移量; 其次, 由于采集到的数据波数范围为4 300~590 cm-1, 数据维数达到了971维, 故使用主成分分析(PCA)对数据实现降维, 降维后的数据维度减小到了23, 且23个主成分的累积贡献率高达99.60%; 但各类光谱的特征信息依然混杂在一起, 故使用线性判别分析(LDA)提取特征鉴别信息, 进一步将数据降至3维; 最终, 运行模糊C-均值聚类算法(FCM)得到较优初始聚类中心, 使用GKIPCM算法对四类降维后的光谱数据进行聚类分析, 并与GK聚类算法与IPCM聚类算法的运行结果作对比。 GKIPCM算法的总迭代时长为0.218 8 s, 分类准确率达到了97.22%。 相较之下, GK算法与IPCM算法的准确率分别为63.89%和91.67%, 运行的总时长为0.093 8与0.062 5 s。 从实验结果可看出, GKIPCM算法可以通过分析光谱数据从而完成对不同程度农药残留进行定性分析的任务。
白菜 农药残留 光谱分析 主成分分析 线性判别分析 模糊聚类 Chinese cabbage Pesticide residues Infrared spectroscopy Principal component analysis Linear discriminant analysis Fuzzy clustering 
光谱学与光谱分析
2022, 42(5): 1465
谢修敏 1徐强 1胡卫英 1陈剑 1[ ... ]宋海智 1,2,*
作者单位
摘要
1 西南技术物理研究所, 成都 610041
2 电子科技大学 基础与前沿研究院, 成都 610054
为了研究不同形状的防辐射屏自发辐射对探测器的影响并找出影响最小的防辐射屏形状, 采用理论计算对抛物面、双曲面、半椭球面(含半球面)、台柱面(含圆柱面和圆椎面)的防辐射屏内屏自发辐射至探测器的功率进行了系统分析。结果表明, 各种形状防辐射屏自发辐射至探测器的功率随防辐射屏高度与底面半径比值的增大而先减小再增大, 其中最大值为与探测器尺寸相关的常数, 最小值出现在防辐射屏高度与底面半径接近或相等时; 当防辐射屏为半椭球面且高度和底面半径相等(即半球面)时, 自发辐射至探测器的功率小于其它任何形状的防辐射屏, 且与防辐射屏尺寸及顶部开小孔与否无关。本研究能为防辐射屏结构设计提供有价值的参考。
探测器 防辐射屏 自发辐射 冷屏 超导 detector radiation shield spontaneous radiation cold shield superconductor 
激光技术
2022, 46(5): 579
作者单位
摘要
吉林大学地球探测科学与技术学院, 吉林 长春 130026
田间土壤属性复杂且随时间变化, 快速精准地获得多种土壤理化指标数据对指导精细农业操作具有重要意义。 为避免土壤水分带来的干扰, 基于光谱技术的土壤成分含量预测需在土壤样本干燥的情况下进行光谱测量, 然而土壤水分同样是指导农业生产的重要指标。 为同时预测黑土区土壤有机质(SOM)、 水分(SMC)、 总铁(Fe)和pH值, 提出测量湿土土壤样本的可见-近红外光谱, 并采用标准正态变量变换(SNV)-连续小波变换(CWT)法分解光谱反射率, 逐样本进行SNV后, 以Mexh为小波基函数进行10个尺度(21, 22, …, 210)的分解, 并与常用光谱处理方法进行对比, 包括高斯滤波(GS)、 一阶导数(FD)、 连续统去除(CR), 数学变换等7种方法。 将74个样本数据划分为两组, 其中50个作为建模集, 24个作为验证集。 经SNV-CWT变换后, 每个尺度的小波系数与每个目标变量间置信度小于0.05的波段作为随机森林(RF)预测模型的输入变量, 以各尺度验证模型精度为标准确定每个预测目标的最佳分解尺度; 通过计算最佳尺度小波系数与土壤成分间的皮尔森相关系数(PCC), 基于模型的相关系数(MBC)和灰色关联度(GRD), 判断各属性的特征波段, 且分别以三种相关系数作为指标, 以过滤式筛选法建立不同属性的RF估测模型。 结果表明: 与7种常用的处理方法相比, SNV-CWT分解后四种土壤成分的预测精度均有提高, SOM, SMC, Fe和pH对应的最佳分解尺度分别为7, 8, 1和10。 在以多维特征作为输入变量的情况下, SOM与SMC的验证模型决定系数(R2)即可达到0.90和0.93。 三种分析方法中以MBC计算的相关系数为波段筛选指标建立的模型精度最佳, 其中SOM与SMC的R2均为0.94, 且Fe(R2=0.67, Mse=0.01%, RPD=1.76)与pH(R2=0.80, Mse=0.1, RPD=2.24)的模型精度具有大幅度提高, 可应用于多种土壤理化指标数据的提取与监测。
黑土区 近红外光谱 数据处理 有机质 水分 总铁 Black soil area Vis-Nir spectra Data processing Soil organic matter Soil moisture Total iron pH pH 
光谱学与光谱分析
2021, 41(11): 3424
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Microscale Optoelectronics, Shenzhen University, Shenzhen 518052, China
2 School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
3 Departamento Física Aplicada, Facultad Ciencias, Universidad de Salamanca, Salamanca 37008, Spain
We fabricated a three-dimensional microstructured optical waveguide (MOW) in a single-crystal using the femtosecond-laser writing and phosphoric acid etching techniques, and observed excellent midinfrared waveguiding performance with low loss of 0.5 dB/cm. Tracks with a periodic arrangement were written inside the yttrium aluminum garnet (YAG) crystal via femtosecond laser inscription, and then etched by the phosphoric acid (H3PO4) to form the hollow structures. The evolution of the microstructure of tracks was investigated in detail. The function of the MOW was analyzed by different numerical methods, indicating the proposed MOW can effectively operate in quasi-single-mode pattern in the midinfrared wavelength range, which agrees well with our experiment results.
Photonics Research
2020, 8(3): 03000257
作者单位
摘要
陆军军医大学大坪医院皮肤科, 重庆 400042
光动力疗法(PDT)因其创伤小, 选择性强且同时保持对肿瘤的治疗疗效, 受到了越来越广泛的社会关注, 已经成为治疗体表、消化道、泌尿道等部位浅表肿瘤的方法之一。它通过使光敏剂被选择性的吸收后, 用一定波长的可见光照射病灶部位, 引发活性氧蓄积, 从而杀灭肿瘤细胞。自噬在细胞营养缺乏或应激状况下被激活, 通过降解胞内大分子物质或细胞器, 促进细胞生存或死亡。自噬在PDT早期即被激活, 起到保护细胞或促进细胞死亡的作用, 但其确切机制并不十分清楚。本文就PDT激活自噬的途径, 以及自噬在保护或杀灭肿瘤细胞中的作用进行综述。
光动力疗法 自噬 肿瘤 耐药 photodynamic therapy autophagy neoplasm drug resistance 
应用激光
2019, 39(6): 1066
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Respiration, Jinan Central Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan, Shandong 250013, China
2 Department of Ophthalmology, Jinan Central Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan, Shandong 250013, China
3 Department of Oncology, Jinan Central Hospital Affiliated to Shandong University, Jinan, Shandong 250013, China
4 School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
5 Departamento Física Aplicada, Facultad Ciencias, Universidad de Salamanca, Salamanca 37008, Spain
This work demonstrates the Nd:YAG waveguide laser as an efficient platform for the bio-sensing of dextrose solutions and tumor cells. The waveguide was fabricated in an Nd:YAG crystal with the cooperation of ultrafast laser writing and ion irradiation. The laser oscillation in the Nd:YAG waveguide is ultrasensitive to the external environment of the waveguide. Even a weak disturbance leads to a large variation of the output power of the laser. According to this feature, an Nd:YAG waveguide coated with graphene and WSe2 layers is used as substrate for the microfluidic channel. When the microflow crosses the Nd:YAG waveguide, the laser oscillation in the waveguide is disturbed and induces fluctuation of the output laser. According to the fluctuation, the microflow is detected with a sensitivity of 10 mW/RIU.
(230.7380) Waveguides channeled (140.0140) Lasers and laser optics (280.3420) Laser sensors. 
Photonics Research
2017, 5(6): 06000728
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics, State Key Laboratory of Crystal Materials, Shandong University, Jinan 250100, China
2 Key Laboratory of Materials for High-Power Laser, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
3 Laser Microprocessing Group, Facultad Ciencias, Universidad de Salamanca, Salamanca 37008, Spain
4 School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, China
We report on the operation of passively Q-switched waveguide lasers at 1 μm wavelength based on a graphene/WS2 heterostructure as a saturable absorber (SA). The gain medium is a crystalline Nd:YVO4 cladding waveguide produced by femtosecond laser writing. The nanosecond waveguide laser operation at 1064 nm has been realized with the maximum average output power of 275 mW and slope efficiency of 37%. In comparison with the systems based on single WS2 or graphene SA, the lasing Q-switched by a graphene/WS2 heterostructure SA possesses advantages of a higher pulse energy and enhanced slope efficiency, indicating the promising applications of van der Waals heterostructures for ultrafast photonic devices.
(230.7370) Waveguides (140.3540) Lasers Q-switched (130.0130) Integrated optics (160.4236) Nanomaterials. 
Photonics Research
2017, 5(5): 05000406
作者单位
摘要
山东大学物理学院, 山东 济南 250100
利用二氧化钒(VO2)的饱和吸收性质, 通过消逝场吸收的方式对波导激光进行调节, 实现了皮秒脉冲激光输出; 通过控制VO2的温度可对输出激光的脉冲宽度、重复频率和能量等进行调控。在VO2薄膜从绝缘相过渡到金属相期间, 通过测量复合光波导(掺杂钇铝石榴石波导表面附着VO2)的激光输出, 可直接观察到VO2的可饱和吸收性质。VO2薄膜与波导模式这两者之间通过消逝场相互作用, 使得VO2对光的吸收显著增加。受益于VO2独特的热驱动光学性质, 在1064 nm处, 波导激光在皮秒脉冲和连续波机制间可有效切换。由于VO2薄膜可饱和吸收的热滞特征, 通过冷却或加热处理, 在相同的温度条件下, 复合波导可产生连续激光和皮秒脉冲激光。这项研究为在芯片级平台上实现热控制有源集成光源提供了一种方法。
材料 薄膜 调Q 热控制 
中国激光
2017, 44(7): 0703010
Author Affiliations
Abstract
1 School of Traffic and Transportation, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang 050043, China
2 Optoelectronic System Lab, Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
The bonded distributed feedback (DFB) fiber laser (FL) acoustic emission sensor and the intensity response of the DFB-FL to external acoustic emissions are investigated. The dynamic sensitivity of the DFB-FL is calibrated by a referenced piezoelectric receiver. In the DFB-FL we used here, the minimum detectable signal is 2×10 6 m/s at 5 kHz. Using wavelet packet technology, the collected signals are analyzed, which confirms that an intensity-modulated DFB-FL sensor can be used to detect acoustic emission signals.
060.2370 Fiber optics sensors 140.3490 Lasers, distributed-feedback 140.3510 Lasers, fiber 
Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 120602
作者单位
摘要
华南师范大学数学科学学院, 广东 广州 510631
基于实测光谱的恒星大气物理参数估计是探索恒星本质的首要任务。 随着郭守敬望远镜(LAMOST)进入正式巡天阶段, 正以前所未有的速度获取海量的恒星实测光谱数据, 这为星系研究带来了新的机遇和挑战。 由于LAMOST是多目标光纤光谱天文望远镜, 获取的光谱噪音比较大。 光谱前期处理中的波长定标和流量定标精度不高, 导致光谱存在微小畸变, 这些都大大增加了恒星大气物理参数测量的难度。 如何对LAMOST实测光谱的恒星大气物理参数进行自动测量是迫切期待需要研究的一个重要课题, 关键是如何消除噪声, 提高恒星大气物理参数的测量精度和鲁棒性。 提出了一个测量LAMOST恒星光谱大气参数的回归模型(SVM(lasso))。 基本思路是: 首先使用Haar小波对光谱信号进行滤波, 抑制光谱中噪声的不利影响, 最大限度地保留光谱判别信息。 然后采用lasso算法进行特征选择, 选取与恒星大气物理参数相关性强的特征。 最后将选择的光谱特征输入支持向量机回归模型对恒星大气物理参数进行估计, 该模型对光谱畸变和噪音的容忍性比较好, 提高了测量的精确度。 为了验证上述方案的可行性, 在33 963条LAMOST先导巡天恒星光谱库上作了实验研究, 三个恒星大气物理参数的精度分别为log Teff: 0.006 8 dex, log g: 0.155 1 dex, [Fe/H]: 0.104 0 dex。
Haar小波 支持向量机 特征 恒星 参数 Haar wavelet Lasso lasso The support vector regression model Feature star Parameters 
光谱学与光谱分析
2014, 34(11): 3127

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