江西省科学院 应用物理研究所, 江西 南昌 330012
针对空间滤波测速（SFV）中的速度解算算法和系统设计参数优化问题, 使用计算机仿真的方法研究了基于对数加权平均的速度解算新算法, 设计了计算机仿真计算实验, 得到线列图像传感器采集的特征目标的图像和速度解算精度。在运动物体的速度范围为0.1~100m/s内, 设计的SFV均可以解算出物体的运动速度, 解算速度相对误差的均值偏差为-0.250%, 相对误差的标准差为0.623%。使用Monte Carlo仿真的方法研究了基于对数加权平均的速度解算算法中功率阈值对速度测量精度的影响, 以物体运动速度100m/s为例, 解算得到的运动速度的误差由功率阈值为0dB时的1.065m/s降低至功率阈值为-5dB时的0.381m/s, 即相对误差由1.065%降低至0.381%。
空间滤波测速 速度解算算法 对数加权平均 Monte Carlo仿真 spatial filtering velocimeter speed retrieval algorithm weighted average of logarithm Monte Carlo simulation
1 徐州工程学院物理与新能源学院，江苏 徐州 221018
2 江苏师范大学物理与电子工程学院江苏省先进激光材料与器件重点实验室，江苏 徐州 221116
提出了由四个不同旋转方向的氧化铟锡（ITO）螺旋子单元组成的周期性中红外宽带手性结构。模拟结果显示，通过优化子单元螺旋的圈数、螺旋半径、螺距和螺旋线半径，该结构在中红外波段实现了良好的宽带圆二向色性（CD）。与两种非旋转螺旋结构比较发现，ITO旋转螺旋结构的CD带宽更宽。在波长7.95 μm处，ITO旋转螺旋结构获得CD的最大值为0.454，CD的半峰全宽为7.5 μm，波长范围从4.1到11.6 μm。产生宽带CD的原因是四个不同旋转方向的ITO螺旋子单元之间存在较强的耦合。模拟结果还显示，在中红外波段，与金属（金和银）旋转螺旋结构相比，该ITO旋转螺旋结构表现出了良好的宽带CD，这为中红外波段宽带偏振态调控器件的设计提供了新的思路。
光学材料 氧化铟锡 旋转螺旋结构 中红外波段 手性超材料 圆二向色性 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0516002
1 四川大学化学学院, 四川 成都 610064
2 四川大学网络空间安全学院, 四川 成都 610064
3 成都图径生物科技有限公司, 四川 成都 610093
冬虫夏草作为著名的传统中药材, 由于其良好的药用价值而备受青睐。 目前多数工作集中研究其活性成分含量以及药理药效。 而对其不同部位的识别研究较为匮乏。 基于红外光谱数据, 结合化学计量学对多维度复杂体系的解析优势对冬虫夏草不同部位进行分类识别。 首先对野生冬虫夏草五个不同部位包括子座头、 子座中、 头部、 虫体中段、 虫体尾段总共808个光谱数据使用标准正态变换(SNV)、 多元散射矫正(MSC)进行数据预处理。 而后用竞争自适应再权重取样(CARS)、 变量组合种群分析(VCPA)挑选具有代表意义的特征变量。 最后使用偏最小二乘判别分析(PLS-DA)、 线性判别分析(LDA)进行建模预测分析。 模型对训练集使用十倍交叉验证, 以准确率(Acc)作为评价指标。 结果表明, 在该数据上PLS-DA模型在10倍交叉验证和独立测试集上的预测准确率分别是90.1%和92.0%, 而使用LDA模型时, 预测准确率分别降低到86.7%和85.8%。 采用CARS和VCPA特征挑选方法可有效将特征从3 601维分别降到699和420维, 同时保持预测准确率与全部特征的预测准确率相当。 而挑选的特征波数630, 625, 1 024, 1 028, 1 084和1 089 cm-1与虫草的甘露醇相关, 879和874 cm-1与虫草的多糖相关。 通过对挑选的波数进行Wilcoxon rank-sum检验进一步表明虫草五个部位之间存在显著差异。 研究表明化学计量学方法结合红外光谱能够有效识别冬虫夏草不同部位, 有助于在分子层面上加深对冬虫夏草形成的认识, 为针对虫草不同部位高效利用提供参考。
冬虫夏草 红外光谱 化学计量学 分类 特征选择 Cordyceps sinensis Infrared spectroscopy Chemometrics Classification Feature selection 光谱学与光谱分析
2021, 41(12): 3727
1 国网吉林省电力有限公司，吉林 长春 130000
2 吉林大学电子科学与工程学院，吉林 长春 130012
3 国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，吉林 长春 130021
利用飞秒激光烧蚀聚四氟乙烯材料表面，制备具有微纳结构的聚四氟乙烯材料衬底，然后在结构化聚四氟乙烯表面蒸镀银，形成纳米银岛膜，用于表面增强拉曼散射光谱测试。通过调谐飞秒激光的扫描图案，分别制备了具有一维光栅结构和二维光栅结构的聚四氟乙烯材料表面。经过蒸镀银纳米粒子，二维光栅结构的聚四氟乙烯材料衬底表现出更优的表面增强拉曼散射性能，与一维光栅结构的聚四氟乙烯材料表面相比，性能提高约3倍。
激光技术 聚四氟乙烯 表面增强拉曼散射衬底 微结构 激光与光电子学进展
2021, 58(23): 2314011
Author Affiliations
Abstract
1 School of Physics and New Energy, Xuzhou Institute of Technology, Xuzhou 221018, China
2 Jiangsu Key Laboratory of Advanced Laser Materials and Devices, School of Physics and Electronic Engineering, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, China
We proposed a periodic mid-infrared broadband chiral structure. Its unit cell consists of four indium tin oxide (ITO) helix subunits with different radii. The simulation results show that the flat-topped broadband circular dichroism (CD) can be achieved in the mid-infrared band by optimizing the parameters of helix structures. The simulation results also show that compared with the metallic (Ag and Au) helix structures, the ITO helix structure proposed exhibits evidently better broadband CD and optical activity, which provides a new idea for the design of broadband polarization state control devices in the mid-infrared band.
mid-infrared flat-topped broadband chiral helix metamaterial Chinese Optics Letters
2021, 19(11): 111601
1 江西科技学院城市建设学院，南昌 330098
2 江西科技学院绿色建筑研究所， 南昌 330098
3 河北工程大学土木工程学院，邯郸 056038
ZnO是一类具有广阔应用前景的光催化材料，但是光生载流子复合率高等问题限制了其进一步应用。本研究使用水热法制备了Mn掺杂ZnO粉体，测试了该粉体的物相组成、孔隙结构、发光性质和光催化性能。结果表明，当Mn替代0.5% Zn时，Mn占据了ZnO晶格中Zn的位置，粉体粒度小、比表面积大，抑制了光生载流子的复合，降低了禁带宽度，拓宽了光的响应范围。在8 W、365 nm紫外光条件下光照70 min后，制备的Mn0.05Zn0.95O粉体对刚果红降解率达到了97.4%，COD去除率达到了76.34%; Mn0.05Zn0.95O对罗丹明B吸附最好，对亚甲基蓝降解最好; 对刚果红连续降解4个循环后，降解率降低了6.6%。该研究成果为光催化降解有机废水提供了技术支撑。
Mn掺杂ZnO 水热法 光催化 有机废水 Mn doped ZnO hydrothermal method photocatalysis organic wastewater
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术联合国家重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学, 北京 100049
紫外分光光度法(UV法)由于较传统化学方法具有效率高操作简便、 无二次污染且可现场原位测试等优点, 近些年来被广泛应用到水质参数的测试中。 硝酸盐氮是工业废水中的主要污染物之一。 基于UV法测量水体中硝酸盐氮浓度的标准方法是分别测量水样在220nm和275nm处的吸光度, 然后用275 nm处的吸光度对220 nm处的吸光度进行校正, 进而绘制出校正后的吸光度与硝酸盐氮浓度的标准曲线。 然而, 当硝酸盐氮浓度升高时, 标准法所采用的朗伯比尔定律的线性关系以及不同物质吸光度叠加的线性不能很好地满足, 在实际的实验测试中也发现, 很难建立硝酸盐氮在220 nm处的吸收模型。 为了克服单波长或双波长方法的缺陷, 将硝酸盐氮吸收峰范围的各个波长的吸光特性引入到模型的建立之中。 同时, 为了降低模型的复杂度, 在建立模型之前先对吸光度数据进行主成分分析, 将输入数据的维度数从107压缩到4, 然后对压缩后的数据使用局部加权线性回归法建模, 该吸收模型对于训练样本和测试样本都有较好的预测结果, 且能够适应高浓度时吸光度与浓度的非线性关系, 测量上限可达几百mg·L-1。 另外, 此方法的原理和流程也适用于其他水质参数吸收模型的建立。
紫外分光光度法 硝酸盐氮 主成分分析 局部加权线性回归 Ultraviolet spectrophotometry Nitrate nitrogen Principal component analysis Locally weighted linear regression 光谱学与光谱分析
2017, 37(4): 1179
1 华东理工大学 机械与动力工程学院, 上海 200237
2 聊城大学 东昌学院, 山东 聊城 252000
3 公安部上海消防研究所, 上海 200438
图像配准是机器视觉和图像处理的重要研究内容, 针对印刷缺陷检测中图像配准效率低、误差大等问题, 提出了区别于普通连续色调图像的新方法。采用数学形态学和Hough变换的方法检测图像配准的旋转角和缩放因子, 并基于相位相关原理对傅里叶变换的范围进行改进, 求取待检图像和标准图像之间的相对偏移量, 最终实现文本印刷图像的高效配准。实验结果表明, 平均配准误差控制在1个像素范围以内, 而且整个配准过程在1s内完成, 对文本图像具有较好地配准效果, 能为文本印刷品的质量检测奠定良好的基础。
图像配准 数学形态学 Hough变换 相位相关 文本图像 image registration mathematical morphology Hough transform phase correlation text image
哈尔滨工程大学自动化学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了一种新型结构的光子晶体光纤(PCF),利用全矢量有限元方法对其色散和非线性特性进行了数值分析。通过优化结构参数，得到了三种在不同波段具有较高非线性的近零色散平坦、宽带色散平坦甚至色散超平坦的光子晶体光纤，并给出了这种微结构PCF预制棒的制备方法。这些新型光纤在全光格式转化、超连续谱产生、光波长转换等领域具有良好的应用前景。
光纤光学 光子晶体光纤 全矢量有限元方法 附加微孔 色散平坦
安徽师范大学生命科学学院, 生物环境与生态安全省级重点实验室, 安徽 芜湖 241000
应用MTT法检测了靶向性药物索拉非尼(Sorafenib)分别与阿霉素(ADM)、氟尿嘧啶(5-FU)、顺铂(DDP)和紫杉醇(PTX)等4种化疗药物按照不同给药序贯联合作用对肝癌细胞Bel-7402增殖的影响。结果表明, 索拉非尼与4种化疗药物联用对Bel-7402细胞增殖的抑制作用效果均要好于单独用药, 对细胞的IC50明显低于单独用药。联合用药效果受到给药序贯的影响, 索拉非尼先于化疗药物给药, CI值(除与紫杉醇联用)均大于1, 表现为拮抗效应; 索拉非尼后于化疗药物给药, CI值均小于1, 表现为明显的协同效应。研究结果可供肝癌临床治疗参考, 有助于临床降低用药剂量, 减轻药物毒副作用。
索拉非尼 化学治疗 肝癌 联合用药 sorafenib chemotherapy hepatocellular carcinoma drug combination
