吉林农业大学信息技术学院, 吉林 长春 130118
针对玉米生产中叶片氮素快速、 无损检测的实际需求, 使用叶级高光谱数据(400~2 500 nm), 依据等效水厚度梯度划分叶片样本, 建立了梯度连续的叶片氮素反演模型, 初步探索了含水量因素对叶片反射率特性及反演模型精度的影响。 首先获取叶级高光谱数据, 再根据等效水厚度数值大小对样本进行排序及滑动划分, 建立了子集集合。 父集除原光谱数据之外还采用了三大类: (1)基线矫正类、 (2)散射校正类和(3)平滑处理类光谱变换方法, 而子集未使用任何光谱变换方法。 建立全波段的PLSR反演模型, 对比模型精度, 初步定量评价了等效水厚度因素对建模精度的影响。 研究结果表明: (1)四组数据中有三组父集反演精度低于最优子集的反演精度, 另外一组持平(2018大田低氮: (父)=0.48<(子)=0.57, (父)RPDCV=1.38<(子)RPDCV=1.52; 2018大田高氮: (父)=0.48<(子)=0.7, (父)RPDCV=1.39<(子)RPDCV=1.8; 2019大田高氮: (父)=0.59<(子)=0.68, (父)RPDCV=1.57<(子)RPDCV=1.77); (2)四组数据的最优子集反演精度都达到甚至超过了定性模型水平, 而父集只有两组; (3)制作反演数据集时在样本筛选问题上需要考虑等效水厚度因素, 以避免过于宽泛的样本选择而导致整体反演精度的损失。 综上, 等效水厚度因素对玉米叶片氮素建模精度存在显著影响, 不可忽视。 在考虑该因素后, 使用叶级高光谱数据对玉米叶片氮素进行快速无损检测的技术方法会更加可信、 可行。
叶片氮浓度 等效水厚度 高光谱 光谱变换技术 数据集滑动划分 Foliar nitrogen concentration Equivalent water thickness Hyperspectral Spectral transformation techniques PLSR Sliding datasets partition PLSR 光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2913
1 中国海洋大学海洋技术学院/三亚海洋研究院,山东 青岛 266100/海南 三亚 572024
2 青岛海洋科学与技术试点国家实验室,山东 青岛256237
3 国家卫星海洋应用中心,北京100081
利用黄海不同季节实测生物发光数据, 结合同步测量的固有光学性质数据, 基于辐射传输模拟, 分析了生物发光所致离水辐亮度(Lw-bio)的数值变化和光谱变化, 并讨论其与固有光学性质及生物发光所处深度的联系。 主要结论如下: (1)黄海水体Lw-bio幅值不仅具有显著的季节变化特征, 同时具有显著的空间变化特征, 影响其变化的主要因素除水体本身发光生物的丰度和发光能力外, 与水体自身固有光学性质和发光生物所处深度有关。 (2)在光谱变化方面, Lw-bio最大峰值波长漂移不仅随着生物发光所处深度加深而增大, 同时与固有光学性质有关, 在固有光学性质其值较大的水体, 当生物发光的光源深度位于表层以下, Lw-bio峰值波长可由蓝光波段(474 nm)变为绿光波段(最大可移动至578 nm); 在固有光学性质其值较小的清澈水体中, 辐亮度光谱变化较弱, 其Lw-bio峰值波长仍在蓝光波段范围内(最大可移动至500 nm)。 (3)黄海海域宽泛的固有光学性质对生物发光光源的几何深度反演影响较大, 但可通过Lw-bio的光谱信息, 反演光源的几何深度。
黄海水体 辐射传输 固有光学性质 生物发光所致离水辐亮度 The Yellow Sea Radiative transfer Inherent optical properties Water leaving radiance originated from bioluminescence 光谱学与光谱分析
2022, 42(6): 1899
红外与激光工程
2022, 51(3): 20220087
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
为研究曲面目标的量子雷达散射截面(QRCS)特性,以圆柱曲面为数学模型,并根据光子与镜面物质相互作用的量子描述,分别引入单光子和双光子的概率波函数.基于经典雷达散射截面(CRCS)定义式,分别推导了单光子和双光子的 QRCS解析式,并对多光子的 QRCS定义进行了扩展和推导.对 QRCS和 CRCS截然不同的物理本质及其相互关系进行了分析.仿真结果表明,双光子 QRCS在不同入射角度下形成的波形在毫米波段出现畸变,因此单光子 QRCS具有更好的性能;与 CRCS相比,QRCS的主旁瓣比更高。
量子光学 量子雷达 雷达散射截面 光子波函数 毫米波段 主旁瓣比 光学学报
2016, 36(12): 1227002
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
约瑟夫森混合器是一种能够生成纠缠量子微波信号的电路。 建立了约瑟夫森混合器的等效电路模型, 对三波混频哈密顿量进行量子化,研究了约瑟夫森结的临界电流、分路线性电感、谐振器传输线等效电感 以及外加穿过环路磁通对三波混频强度的影响。仿真结果表明:约瑟夫森结的临界电流决定了选择的线性 电感最大值,而对三波混频强度影响不大;线性电感的大小决定了外加穿过环路磁通的最优值以及三波混 频强度的最大值;谐振器传输线等效电感在允许范围内越小越好。研究对于有效选择电路元器件参数, 提高纠缠量子微波生成能力有重要价值。
量子物理 三波混频强度 等效电路参数分析 约瑟夫森混合器 纠缠量子微波 quantum physics three-wave mixing strength equivalent circuit parameter analysis Josephson mixer entangled quantum microwave
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
针对多光子纠缠测距方案量子态的产生和保持困难及量子关联测距中利用光路延迟法进行测距时量程有限的问题，设计了基于双模压缩态和平衡零拍探测的量子测距方案。利用双模压缩光束对应正交分量在同步时关联性最大的性质，对参考信号光电流进行时间延迟实现距离参数的测量，在双平衡零拍探测器对纠缠光束正交分量探测的基础上，分别提出了相关函数估计法、关联噪声估计法和关联矩阵分析法以实现量子测距的延迟时间估计，并进行了相应的理论证明和原理性仿真验证，结果表明，提出的量子测距方案是可行的。
量子光学 双模压缩态 量子关联噪声 量子测距 平衡零拍探测器
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 中国北方车辆研究所, 北京 100081
为了实现无遮拦、宽谱段、动态的局部高分辨成像, 设计了一种局部高分辨率的离轴主动反射变焦系统。该系统将离轴主动反射式变焦理论和局部动态高分辨率成像理论相结合, 实现了宽谱段范围内不同焦距处的动态局部高分辨成像。采用曲率半径可变的变形镜实现变焦, 避免了传统机械变焦中复杂的机械运动控制, 减轻了系统体积和重量并有效地保证了系统的宽谱段和大视场; 通过对变形镜面形的控制, 在不同焦距处实现了全视场内任意感兴趣区域的局部高分辨成像, 降低了数据传输量; 而采用无色差的反射式系统则克服了传统透射式及折反射式系统只能实现单色局部高分辨成像的缺点。经过优化设计,系统在可见光范围内成像, 焦距f′为75 mm(视场角FOV为x: 0°~0.5°, y: 3°~10°)~150 mm(FOV为x: 0°~0.5°, y: 1.7°~5°), F/#为7~14。理论和仿真分析表明, 系统在各焦距处感兴趣区域内的成像质量均可达到衍射极限, 实现了全视场内任意区域动态局部高分辨的成像效果。
光学系统设计: 离轴反射变焦系统 局部高分辨成像 主动光学 变形镜 optical system design off axis reflective zoom system local high-resolution imaging active optics deformable mirror
吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室, 四平 136000
本文采用水热法制备了钛酸盐纳米管, 并用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-VIS)对样品进行了分析。以罗丹明B溶液为目标降解物, 考察了样品的光催化性能。结果表明纳米管管径在8~20纳米之间, 管长从几百纳米到几微米, 具有不同于锐钛矿的钛酸盐结构。在紫外光照射下, 钛酸盐纳米管的光催化性能明显高于TiO2纳米粒子, 光照100分钟后降解率达到87%。
钛酸盐纳米管 水热法 紫外-可见光谱 光催化 Titanate nanotubes hydrothemeral UV-VIS spectrum photocatalysis
北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
对配对啁啾镜传统的优化过程进行了改进,并且尝试了新的多个啁啾镜匹配的方法。理论上实现了在700～1050 nm光谱范围内,两个啁啾镜配对色散总和振荡小于±10 fs2,三个啁啾镜配对色散总和振荡小于±15 fs2。此配对啁啾镜所实现的精确补偿色散,是获得极短光脉冲的基础,可以用于飞秒激光的脉冲压缩。
超快光学 啁啾镜 色散补偿 群延迟 周期量级脉冲
