锶元素是人体不可缺少的微量元素, 饮用富锶矿泉水可以为人体补充锶。 目前用于检测富锶矿泉水中锶元素的常规分析方法如原子吸收光谱法、 原子荧光光谱法、 离子色谱法、 电感耦合等离子体-原子发射光谱法/质谱法等, 具有检测灵敏度高、 检测稳定性好的优点, 但是相关仪器体积庞大, 价格昂贵, 能耗高, 有些还需要使用惰性/特殊气体, 不适合现场、 实时和在线连续监测。 因此, 发展小型化、 低成本、 快速的光谱检测对锶元素的有效测量具有重要意义。 溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法是近年来发展迅速的水体金属离子测量方法, 具有检出限低、 成本低、 小型化等优点。 因此, 建立溶液阴极辉光放电-原子发射光谱系统, 实现了富锶矿泉水中锶元素的浓度测量。 实验考察了溶液阴极辉光放电装置中放电电流、 溶液流速和pH值等参数对锶的信背比的影响, 确定了定量分析元素锶的最佳实验条件: 溶液流速1.85 mL·min-1、 溶液阴极辉光放电装置的放电电流75 mA, pH 1.0的HNO3作为电解质。 选取波长为460.77 nm的光谱线作为锶元素的分析谱线。 在上述最佳工作条件下对锶的溶液进行测定, 锶元素的发射光谱稳定性为0.52% (n=21)。 锶的质量浓度在0.1~20 mg·L-1范围内与其发射强度呈线性关系, 线性相关系数为0.999 6。 所建立的溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法测得锶的检出限为29 μg·L-1。 采用搭建的溶液阴极辉光放电-原子发射光谱检测系统测量了市场上常见的三种富锶矿泉水, 测量结果与电感耦合等离子体发射光谱法一致。 此外, 该方法对富锶矿泉水的加标回收率为98.8%~107.6%。 结果表明: 溶液阴极辉光放电-原子发射光谱法是测定富锶矿泉水中锶的一种有效方法。
溶液阴极辉光放电-原子发射光谱 矿泉水 锶 检测 Solution cthode gow dscharge Mineral water Strontium Detection 
1 上海理工大学能源与动力工程学院/上海市动力工程多相流动与传热重点实验室, 上海 200093
2 上海航天动力技术研究所, 上海 201109
光谱消光法广泛应用于颗粒粒径测量领域, 在利用光谱消光法对颗粒粒径进行反演的过程中, 由于颗粒的消光系数存在理论复杂、 计算繁琐、 收敛速度慢以及求解不稳定等问题, 很大程度上影响了整个反演过程的快速性和准确性。 且在众多波长的消光数据中, 存在较多重复冗余的信息, 也很大程度上增加了反演算法的时间。 针对光谱消光法粒径反演算法计算繁琐、 反演效率低的问题, 提出了基于主成分分析(PCA)和BP神经网络的光谱消光颗粒粒径分析方法。 基于Mie散射理论对不同粒径、 不同波长下的光谱消光值进行了仿真计算, 通过对光谱消光数据集的主成分分析及各个波长综合载荷系数的计算, 实现了最优特征波长的选取, 利用降维后的光谱消光数据训练了PCA-BP神经网络模型, 并利用该网络模型计算了粒径颗粒分布。 通过仿真计算, 比较了PCA-BP神经网络模型与传统的BP神经网络模型的预测精度, 并分析了波长数目对两种神经网络模型预测结果的影响。 针对训练得到的PCA-BP神经网络模型开展光谱消光法粒径参数反演算法的验证实验, 搭建了光谱消光法颗粒粒径参数测量实验系统, 测量了粒径范围在0.5~9.7 μm内的6种不同粒径参数的聚苯乙烯标准颗粒。 仿真和实验结果表明: 基于主成分分析方法可确定各个波长向量之间的相关性, 利用综合载荷系数选取最优特征波长对应的消光值对整体的光谱数据具有较好的代表性, 可实现光谱数据的降维。 相比传统的BP神经网络模型, 基于PCA-BP神经网络模型的颗粒粒径分布的分析方法预测精度更高, 对于较分散颗粒系的分布参数的预测有更加明显的优势。 而且, 被选取的波长数较少时, PCA-BP神经网络模型依然有较高的预测精度。 利用训练好的PCA-BP神经网络模型对颗粒粒径参数进行实验验证, 预测结果可瞬时输出, 颗粒粒径分布误差在5%以内, 验证了该算法的可行性。
粒径测量 光谱消光法 最优特征波长 PCA-BP神经网络 Particle size measurement Spectral extinction method Optimal characteristic wavelength PCA-BP neural network 光谱学与光谱分析
2021, 41(11): 3639
哈尔滨商业大学食品工程学院, 黑龙江省谷物食品与综合加工重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150076
汉麻是高端植物油脂的重要来源, 而汉麻饼粕中含有大量的优质蛋白目前尚未得到充分开发利用。 汉麻蛋白含有20种氨基酸, 必需氨基酸含量相对均衡, 且其精氨酸含量较高, 是一种营养丰富的优质植物蛋白源; 但汉麻蛋白溶解性较差, 这严重限制了其在食品加工中的应用。 目前对汉麻分离蛋白构象研究还较少, 在加工过程中酸碱性变化对其构象的影响研究还少未见报道。 该研究采用圆二色谱、 傅里变换叶红外光谱、 荧光光谱和紫外光谱技术对汉麻分离蛋白(HPI)构象进行表征, 并与大豆分离蛋白构象进行比较, 同时探究不同pH条件对HPI构象的影响。 构象分析结果显示: 与大豆分离蛋白相比, 圆二色谱和傅里叶变换红外光谱结果显示HPI含有比例更高的α-螺旋结构(39.1%和33.1%), 而SPI含有较多的β-折叠; 荧光光谱和紫外光谱结果显示, HPI暴露的芳香族氨基酸残基含量较少, 此外HPI分子内含有更多的二硫键(10.06 μmol·g-1)以及更高的表面疏水性(374), 且HPI的游离巯基/总巯基比值显著(p<0.05)小于SPI中游离巯基/总巯基比值, 表明HPI三级结构紧凑程度要高于SPI的三级结构。 因而导致天然HPI分子粒径小于SPI。 强酸强碱条件下, HPI分子结构得到适当伸展, 粒径变大, 芳香族氨基酸残基之间的距离增大, 降低了Phe到Tyr和Trp的能量传递效率, 最终导致Try残基荧光强度减弱, Phe和Tyr残基的荧光部分得到显示, 改变HPI的结构特性。 相对而言, 在酸性条件下HPI的构象稳定性相对较差, 蛋白亚基容易发生解离缔合反应; 而在碱性条件下, HPI构象则相对稳定, 且构象灵活性更大。 借助荧光光谱和紫外二阶导数光谱, 可以推测HPI氨基酸残基微环境的变化, 从而了解蛋白质分子三维结构的变化信息。 综上所述, 深入对HPI构象的了解以及明晰酸碱性变化对HPI构象的影响有利于为特异性改性HPI制备高品质的汉麻籽蛋白粉以及具有生理活性的多肽提供理论参考。
汉麻分离蛋白 构象表征 光谱技术 pH值 Hemp protein isolate Conformation characterization Spectrum technology pH 光谱学与光谱分析
2020, 40(12): 3748
针对雾天情况下, 所获取的航空图像清晰度和保真度易丢失, 以致于目标难以被检测到的问题, 提出了一种基于不同远近景的高斯加权融合暗通道图结合边界约束的图像去雾处理方法。首先在暗通道先验基础上构造不同远近景有不同权值的高斯加权函数, 高斯函数对暗通道图在不同景深位置赋予不同权值, 利用边界约束对场景透射率粗估计, 再利用上下文正则化对场景透射率细化得到更准确的透射率值, 最后得到复原的无雾图像。实验结果表明, 该方法能够有效地复原出雾天图像的对比度和真实色彩, 具有较强的鲁棒性。
图像去雾 高斯加权 暗通道 边界约束 image defogging Gaussian weighting dark channel boundary constraint
1 福建农林大学东方学院 信息工程系,福建 福州 350715
2 中南民族大学 电子信息工程学院 智能无线通信湖北省重点实验室,湖北 武汉 430074
针对传统算法在信噪比(SNR)较低且存在传输色散的场景同步误差大的问题,发现了一种基于反正切运算的伪随机序列,能够对传统的Awoseyila 定时同步算法进行优化,同时借鉴ES-CAZAC序列的部分思想,提出反正切伪随机序列CO-OFDM光纤传输定时同步算法。仿真实验表明,所提算法可以在低SNR和传输色散场景下有效降低定时同步误差。
相干光正交频分复用光纤传输 光纤传输定时同步 伪随机序列定时同步 CO-OFDM optical fiber communications optical fiber communications timing estimation pseudo-random preamble aided timing estimation
复旦大学 电磁波信息科学教育部重点实验室, 上海 200433
提出了一种光滑凸曲面上的一致性几何绕射理论(UTD)爬行波射线寻迹算法, 该算法结合泰勒级数, 并根据测地线的相关性质, 使用计算几何方法对暗区爬行波射线进行寻迹; 在参数曲面片上根据测地线性质求解爬行波轨迹点, 并对爬行波在任意一点处的测地曲率进行计算, 结果准确度高。最后使用该算法结合UTD方法计算二维圆柱的散射场, 得到的结果与级数解吻合, 验证了本文算法的有效性, 扩展了UTD方法在实际工程中的应用。
一致性几何绕射理论 测地线 爬行波 射线寻迹 Uniform Geometrical Theory of Diffraction geodesic creeping wave ray tracing 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(5): 745
1 发光学及应用国家重点实验室 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 长春轨道客车股份有限公司, 吉林 长春 130062
4 内蒙古民族大学 化学化工学院, 内蒙古 通辽 028000
对苯基、萘基和蒽基在中位取代的氟硼二吡咯(BODIPY)衍生物薄膜的放大自发辐射(ASE)性能进行了研究, 探讨了影响材料ASE稳定性的因素。首先,将3种BODIPY衍生物材料PhBOD、NaBOD和EnBOD掺入聚苯乙烯经溶液旋涂法制备成薄膜, 接下来测试了吸收光谱和荧光光谱, 然后在光泵浦条件下测量了3种样品的ASE性能, 获得了材料的ASE阈值。进一步通过长时间泵浦、环境中长时间放置和高温环境下泵浦等方法研究了材料的光稳定性、ASE环境稳定性和热稳定性。最后使用Gaussian 09计算了分子基态性质。实验结果表明, PhBOD、NaBOD和EnBOD薄膜的初始阈值分别为12.4, 4.55, 3.4 kW/cm2,其中PhBOD有较强的ASE稳定性。ASE稳定性差异可能与分子结构的共轭程度和化学稳定性相关。分子中各个基团的共轭程度较大、Mulliken电荷分布对称性较好的材料具有较好的ASE稳定性。
氟硼二吡咯衍生物 放大自发辐射 稳定性 分子结构 BODIPY derivatives amplified spontaneous emission (ASE) stability molecular structure
Author Affiliations
Abstract
College of Physics and Electronics, Shandong Normal University, Jinan 250014, China
A setup for the generation of arbitrary vector beams is proposed. The setup mainly consists of a spatial light modulator (SLM), an angle-adjustable polarization beam splitter modulator, and a spatial filtering imaging system. Compared with the system using a birefringent beam splitter with a non-adjustable splitting angle, the polarization splitting angle of the improved setup can be adjusted by slightly rotating the related mirrors, which will bring more convenience when different wavelengths and different pixel sizes of SLMs are involved. The experimental results also demonstrate that the setup possesses a good polarization-selective imaging ability, which reveals that the setup may also be useful in polarization-selective spatial filtering imaging and polarization-encoded encryption.
260.5430 Polarization 230.5440 Polarization-selective devices 090.1760 Computer holography Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 122601
1 中国电子科技集团公司 第10 研究所，四川 成都 610054
2 电子科技大学 通信与信息工程学院，四川 成都 610054
介绍了Turbo 码的编译码原理和常用的译码算法。使用Altera DE4 开发板对Turbo 编译码进行硬件实现，给出了实现中功能模块的详细划分情况。本次实现的Turbo 码的相关参数取自3GPP 的长期演进(LTE)协议，针对LTE 中不同场景下码长不同的情况，对硬件采取了可配置参数的设计，符合LTE 链路中任意情况下的Turbo 码的规范。最后搭建了验证平台，将硬件得到的数据和仿真的结果进行对比，验证了实现的正确性。
长期演进 Turbo 码 Log-MAP 算法 现场可编程门阵列 Long Term Evolution Turbo Log-MAP Field Programmable Gate Array 太赫兹科学与电子信息学报
2015, 13(5): 722
内蒙古民族大学 物理与电子信息学院,内蒙古 通辽 028043
本文采用幺正变换和改进的线性组合算符相结合的办法研究了自旋对量子线中强耦合束缚极化子性质的影响。计算了在自旋影响下量子线中强耦合束缚极化子的振动频率、基态能量和平均声子数。计算表明,在自旋影响下振动频率随受限强度和库仑束缚势的增大而增大,随耦合强度的增大而减小;基态能量分裂为自旋向上,向下两条能量,并随着振动频率的增大而减小;能量会随受限强度的增大而增大。
自旋 量子线 强耦合 束缚极化子 振动频率 Spin bound polaron quantum wire strong coupled vibrational frequency
