:基于废液晶玻璃再生利用,设计了一种新型耐热硼硅玻璃SiO2-B2O3-Al2O3-RO-R2O,探究了废液晶玻璃掺量及Na2O 含量对玻璃熔体高温黏度、高温电阻率和表面张力的影响和作用规律。研究结果表明:增加废液晶玻璃的掺入量会导致Al2O3/SiO2 和RO/SiO2 比值增大,降低SiO2-B2O3-Al2O3-RO-R2O 玻璃的高温黏度,增大高温电阻率和表面张力;增加Na2O 会显著降低玻璃的高温黏度、高温电阻率和表面张力。研究结果可为废液晶玻璃再生制备耐热硼硅玻璃提供生产工艺指导。

基于食用油质量检测背景,使用内表面镀银空芯光纤作为传感腔,设计和搭建了食用油和煎炸油拉曼光谱检测系统.对系统的拉曼散射光强进行了理论建模,通过理论仿真与实验数据讨论了空芯光纤长度的优化.使用系统对常见食用油和小吃摊油进行了拉曼光谱采集与分析,引入了衡量油脂不饱和度的参数I3005/I2897.对某品牌大豆油的不饱和度参数采集实验发现,该油样不饱和度参数随煎炸时长增加明显降低.提供了一种灵敏高效的检测系统,可实现食用油和煎炸油结构分析及油脂不饱和度评估,拉曼光谱特征峰清晰尖锐,为样品的结构分析提供了有效手段,可应用于食品安全检测领域.

SDSS-DR10是美国SLOAN巡天望远镜发布的最新数据,包含了首批APOGEE光谱.这些海量的天文光谱除了可以用来探寻银河系的结构和进行多波段证认外,还蕴藏着包括白矮主序双星在内的特殊天体.白矮主序双星是一类特殊的双星系统,它由两颗主序星演化而来,包含了中低质量恒星演化的终点—白矮星,以及M矮星.白矮主序双星对于密近双星的演化和参数研究有积极的意义.目前针对这类特殊天体的发现主要使用测光筛选结合后期观测证认的方法,不但准确率低,而且需要耗费较多的人工处理时间,无法满足在海量光谱数据中快速发现目标天体的需要.提出一种适用于在海量天文光谱中自动、快速发现白矮主序双星的方法.该方法针对SDSS的DR10数据,使用改进的遗传算法对海量光谱进行自动识别,寻找白矮主序双星候选体.实验共发现了4,140个白矮主序双星,通过交叉证认,其中24个是未被收录的新的源.验证了遗传算法在天文数据挖掘和自动搜索方面的有效性,为在海量光谱中快速发现特殊天体提供了另一途径.该方法也可用于在其他巡天望远镜的海量光谱中进行特定天体的自动识别.提供了新发现的白矮主序双星的赤经、赤纬等信息,补充了现有的白矮主序双星光谱库.

从漫射高光谱中可以获得被测物体成分、 结构及其分布等信息。 采用光纤光谱仪获取漫射高光谱是一种常用的方法。 Monte Carlo方法在研究光在浑浊介质的传播方面得到了广泛的应用。 然而, 使用Monte Carlo方法研究漫射高光谱时, 必须考虑实际的检测条件对信号采集的影响。 将光纤参数引入到Monte Carlo模型中, 研究了光纤参数对被检测光学信号的影响。 仿真结果表明, 孔径角和半径增大, 检测的漫射高光谱随之增大, 而光纤与被测物质表面的距离小于1 mm时对漫射高光谱的影响在一定程度上可以忽略。 进一步研究发现存在固定的修正系数使不同孔径角的光纤所采集的漫射高光谱转化为孔径角为π/2的光纤对应的信号。 同时, 得到了实际光纤孔径角范围内的修正系数拟合曲线。 不同半径的光纤通过面积归一化可以得到很好的一致性。 研究检测光纤参数对漫射高光谱的影响对实际测量有重要的指导意义, 而且不同光纤所对应的检测结果可以通过修正系数和面积归一化进行移植。

“M+N”理论从误差理论的角度阐明了光谱分析中外界干扰因素即“N”因素对于测量精度的影响, 并给出了提高测量精度的方法。 通过采用实测变电压光源光谱数据与多组分线性吸收谱仿真模型相结合的方法, 构造了三组分的理想混合溶液并选择光源电压作为影响被测组分浓度测量精度的“N”因素, 分别设定了不同信噪比下的两组各三种不同的校正集与预测集样本“N”因素分布方式, 得出了对于系统误差类“N”因素而言, 校正集与预测集的“N”因素分布范围对组分浓度的预测精度具有一定影响的结论。 实验结果验证了“M+N”理论中“N”因素用于提高测量精度的可行性, 同时为其他测量系统减小外界干扰提高测量精度提供了理论指导。

提出一套适用于在海量光谱中快速发现激变变星的方法。 针对SDSS发布的DR8数据, 尝试流型学习方法在海量光谱数据挖掘中的应用。 首先使用非线性局部线性嵌入方法(LLE)对海量光谱数据进行降维, 然后使用人工神经网络对低维数据进行分类, 最后对较少数量的候选体进行人工证认。 实验共发现了6个新的激变变星候选体, 并与传统的PCA方法进行了比较, 验证了LLE方法在天文数据挖掘中的可行性。

基于光电通讯领域中不断涌现出的高性能与带宽的光电仪器与器件，利用激光光束遮断原理，针对一级气体炮、二级轻气炮及火药炮等动高压加载手段，开展了内弹道弹速精密测量技术的实验研究，并研制一套紧凑型全光纤激光精密测量实验系统（简称：AFOBB-All fiber optical beam breakout）。通过百余发实验的工程应用，以及对实验数据的统计处理与分析表明，AFOBB系统完全满足精密物理实验的测试精度及可靠性要求，其速度测量的相对扩展不确定度小于0.8%，精确测量能力涵盖了几十m/s~7.0 km/s的弹速范围。

针对振动型结构健康监测方法的特点，搭建了基于非平衡M-Z干涉仪和相位载波解调技术的光纤光栅损伤识别系统。运用小波包分解振动信号，建立了基于小波包节点能量相对变化率之和的结构损伤识别指标；介绍了统计过程控制原理，推导了使用均值-极差控制图分析损伤识别指标，识别结构连续损伤的过程。实验测试了铝制简支梁结构处于健康状态和3种损伤状态下的各40次振动信号。信号时域图显示各状态振动信号持续时间均约为0.05 ms，幅值基本相同。依据结构健康状态下的统计过程控制限 (12.85,41.35)进行了均值-极差控制图损伤识别分析，结果表明，搭建的损伤识别系统能连续地对结构进行健康监测。

用光纤布拉格光栅FBG测量非均匀轴向应变时，会由于反射波谱形状的改变而无法用测量Bragg波长的方法来完成解调,因此,研究了用光学低相干反射测量(OLCR)实现光纤Bragg光栅复杂应变测量的原理和方法。分析了以扫描Michelson干涉仪为核心的时分复用光学低相干反射测量系统的测量原理和实现过程。通过傅里叶变换，将脉冲响应转化为失调范围内的频率响应，采用光栅重构技术，获得光栅沿轴向各段的复耦合系数;然后,由各复耦合系数得到沿轴向各段的Bragg波长;最后,根据FBG的传感模型获得沿轴向的应变分布。将该系统用于复合层板Ⅰ型层分断裂试验中应变测量，得到了断裂过程中的轴向非均匀应变分布，结果切实可靠。FBG的平均应变测量精度为13.2 mm，系统的轴向扫描精度可达100 nm。实验表明,OLCR能够很好地实现FBG的复杂应变测量，具有很好的应用前景。

研究了光纤Bragg光栅在材料性能测试方面的应用。介绍了基于分离式霍布金逊压杆(SHPB)的低阻抗材料动态性能测试的原理,探讨了光纤光栅传感器用于SHPB实验装置中进行应变测试的相关问题。推导了低阻抗弹性杆中传播的应力波与光纤光栅传感器的波长漂移量之间的关系式,构建了光纤光栅高频动态应变测试系统,对SHPB实验装置中被撞击弹性杆的表面应变进行了测试,并与现有仪器进行了对比。实验结果显示,构建的光纤光栅动态应变测试系统在10 kHz的频率范围内,具有40 dB的信噪比。研究表明,光纤光栅在低阻抗材料的动态性能测试中具有很好的应用前景。