重庆科技学院冶金与材料工程学院, 重庆 401331
本文提出了一种简便、可规模化制备CoO纳米线@C/碳布(CC)复合材料的方法, 该复合材料可用作无粘结剂锂离子电池负极。首先通过简单的水热和煅烧法制备了CoO纳米线@碳布复合材料, 再通过葡萄糖溶液浸渍和煅烧获得具有三维立体结构的CoO纳米线@C/CC复合电极材料。碳包覆的CoO纳米线均匀地分散在碳布上, 形成导电的碳网络。在碳布上原位生长的CoO纳米线可以有效缩短锂离子的转移路径, 降低接触电阻。碳涂层厚度约为1 nm, 显著抑制了锂离子嵌入/嵌出过程中活性材料的粉碎, 以及CoO在电解液中的直接暴露。结果表明CoO纳米线@C/CC复合材料用作锂离子电池的无粘结剂负极时, 具有良好的充放电性能和循环稳定性。电流密度为1 A·cm-2时, 200次循环后的比容量为863 mAh·cm-2(容量保持率75.83%)。本研究为柔性锂离子电池负极材料的制备提供了一种可行的新选择。
CoO纳米线 碳包覆 柔性 锂离子电池 负极 CoO nanowire carbon coating flexible lithium-ion battery anode
西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西 西安 710048
针对颜色衰减先验去雾算法存在的透射率估计不准确、整体颜色偏暗及去雾效果欠佳等问题,提出一种基于改进动态大气散射系数函数的图像去雾方法。首先,定义大气散射系数,其为一种图像景深与图像景深指数函数乘积形式的函数。其次,利用平均梯度和信息熵相结合的归一化综合评价参数(CEP)对随机选取的非均匀雾图像进行实验,确定动态大气散射系数函数的两个最佳参数分别为1.3和0.5。最后,借助天空区域透射率纠正算法来校正动态大气散射系数函数。实验结果表明,所提方法能够有效地解决原去雾算法存在的问题,从而进一步提升了图像去雾效果。
激光与光电子学进展
2020, 57(18): 181003
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Transient Optics and Photonics, Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Science (CAS), Xi’an 710119, China
2 University of Chinese Academy of Sciences (CAS), Beijing 100049, China
3 State Key Laboratory of Power Systems, Department of Thermal Engineering, Tsinghua-BP Clean Energy Center, Tsinghua University, Beijing 100084, China
4 School of Science, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China
In this Letter, a miniature wearable Raman spectroscopy system is developed. A wearable fiber-optic probe is employed to help the stable and convenient collection of Raman spectra. A nonlinear partial least squares model based on a multivariate dominant factor is employed to predict the glucose level. The mean coefficients of determination are 0.99, 0.893, and 0.844 for the glucose solution, laboratory rats, and human volunteers. The results demonstrate that a miniature wearable Raman spectroscopy system is feasible to achieve the noninvasive detection of human blood glucose and has important clinical application value in disease diagnosis.
300.6450 Spectroscopy, Raman 300.6190 Spectrometers 120.4290 Nondestructive testing Chinese Optics Letters
2017, 15(8): 083001
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子学国家重点实验室，西安 710119
2 中国科学院大学，北京 100049
3 西安交通大学 理学院，西安 710049
以铊掺杂自聚焦透镜作为光谱采集透镜，设计了一种小型可穿戴式光谱采集探头，在此基础上搭建了一种小型可穿戴式血糖喇曼光谱检测系统. 利用该系统对不同浓度的葡萄糖溶液、11只实验白鼠以及10位人体志愿者进行测试.以光谱特征峰面积作为主要计算参考，以峰强度作为辅助参考进行光谱定量分析.针对不同样本分别建立基于主导因子的非线性多变量偏最小二乘模型以计算葡萄糖水平.计算结果表明葡萄糖溶液、实验白鼠以及人体的准确度分别为98.1%、89.3%和84.4%，测试准确性得到提高. 该检测系统具有体积小、成本低、喇曼信号采集稳定、使用方便等优点，能够准确实现人体血糖的无创检测并具有较好的可重复性.
喇曼光谱 光谱仪 无创检测 血液或组织成分监测 血糖 Raman spectroscopy Spectrometers Nondestructive testing Blood or tissue constituent monitoring Blood glucose
1 防化研究院, 北京 102205
2 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
基于边缘光线原理和光学扩展量守恒思想, 结合复合抛物面聚光器和轴对称自由曲面透镜, 设计并研制了大功率发光二极管扩展光源的反射/折射准直器.运用Tracepro软件对系统进行光束追迹模拟仿真和实验, 研制出均匀光斑的光辐射模拟器.模拟器输出发散角为±12°光束, 测量距离出射面50 cm处光屏的光斑, 在尺寸为14 cm× 14 cm的光照范围内, 测得光斑水平方向中心线上的光度均匀度优于4.1%, 竖直方向中心线上的光度均匀度优于3.8%.
光源与照明 LED扩展光源 光学扩展量 复合抛物面聚光器 自由曲面透镜 均匀度 发散角 Light sources and lighting Extended LED source Optical etendue Compound parabolic concentrator Freeform lens Uniformity Divergence angle
Morlet 由于具有很好的空域和频域局域能力，是小波变换轮廓术中最常用的小波之一。通过计算Morlet 小波与变形条纹之间的相似度，可以从Morlet 小波“ 脊”中获得条纹的相位信息，从而重建被测物体的三位面形。在Morlet 小波“脊”方法中，相位表达式的推导利用了相位函数的一阶泰勒近似，在物体高度变化率大的区域，重建面形的误差大。针对这个不足，提出了基于相位二阶泰勒展开的小波变换轮廓术，推导了“脊”相位的表达式：在已有的小波变换轮廓术的相位表达式中，引入了一个相位的二阶修正项，提高了物体高度变化大的区域的测量精度。计算机仿真和实验结果表明，所提方法可以提高小波变换“脊”方法恢复物体面形的精度。
测量 Morlet 小波变换 精度提高 泰勒展开 相位 光学三维测量 激光与光电子学进展
2014, 51(11): 111203
四川大学电子信息学院光电系, 四川 成都 610064
S变换结合了窗口傅里叶变换和小波变换的优点，适合于解调具有非平稳特性的变形条纹图。实际应用时，S变换处理的对象为离散条纹。计算S变换系数时，利用了信号的傅里叶谱的平移形式，即将相邻频域周期内的频谱信息用于系数计算。当抽样、非线性以及物体高度变化导致频谱出现混叠时，会影响S变换的重建效果。从离散信号频域分析角度，研究了上述原因对S变换的影响；推导了在考虑数字视频投影仪和CCD非线性影响时，离散变形条纹的S变换的频谱表达式以及S变换轮廓术的测量范围。给出了S变换轮廓术的抽样条件及结构条件。计算机模拟和实验验证了该结论。
信息光学 时频分析 S变换轮廓术 抽样 光学学报
2013, 33(10): 1012004
四川大学 电子信息学院, 四川 成都 610065
S变换可以看作是介于小波变换与窗口傅里叶变换之间的变换, 具有很强的时频分析能力, 它将一维信号变换为时间(空间)和频率的函数, 称为瞬时S变换谱, 在沿窗口移动方向上, S变换谱的叠加可得到全局信号的傅里叶频谱。在S变换用于条纹解调时, 局部基频的正确提取是确保获得全局信号基频分量的关键。为此研究了不同的滤波过程对S变换解调条纹相位的影响, 利用不同的滤波器, 在对局部S频谱进行加权滤波后, 叠加局部基频, 得到全局基频分布, 然后再利用逆傅里叶变换获得条纹的相位分布, 从而重建被测物体的面形。讨论了阈值滤波、平顶高斯和平顶汉宁滤波、“脊”线拟合后的平顶高斯和平顶汉宁滤波在S变换轮廓术中的应用, 通过计算机模拟和实验, 初步对比了滤波效果。
信息光学 光学三维测量 S变换 滤波器 optical information optical 3-D measurement S-transform filter
浙江师范大学信息光学研究所，浙江金华 321004
本文将自动聚焦方法应用于激光诱导击穿光谱 (LIBS)检测技术中，利用自动聚焦方法控制激光在样品表面的聚焦位置和焦斑大小，以克服激光诱导击穿光谱系统检测样品时光谱强度的起伏变化较大的缺点，提高 LIBS系统重复测量的精密度。并采用灰度差分法评价函数和改进后的爬山法成功实现了激光诱导击穿光谱技术检测中焦点位置的自动搜寻和调节，为 LIBS检测仪开发了一套自动聚焦系统和相应的软硬件，较好地减小了 LIBS光谱强度多次重复测量的相对标准偏差。
LIBS检测技术 自动聚焦 信号稳定性 LIBS detection technique auto-focusing signal stability
1 防化研究院, 北京 102205
2 浙江大学 现代光学仪器国家重点实验室, 杭州 310027
3 中国气象科学研究院 雷电物理与防护工程实验室, 北京 100081
利用硅光电二极管探测器，对2008年夏季广东省从化地区和北京昌平地区的自然闪电光辐射信号进行了观测研究，并对获得的312个观测数据进行了统计。得到如下结果：光辐射脉冲峰值为［10.97(555)±12.46］ mW/cm2，10%~90%光脉冲前沿为［1.14(0.44)±2.02］ ms，50%~50%光脉冲宽为［1.44(049)±2.07］ ms，一次闪电包含的光脉冲数为［3.78(3.00)±2.30］个；将统计结果与FORTE卫星上的硅光电二极管载荷的探测结果进行了对比，光脉冲峰值要大1~2个量级，脉冲宽度要小，符合对闪电光辐射信号传播的物理过程分析。
大气光学 闪电光辐射信号 硅光电二极管探测器 统计分析 atmospheric optics lightning optical signals silicon photodiode detector statistic analysis 强激光与粒子束
2011, 23(10): 2625
