1 中国科学院空间科学与应用研究中心 复杂航天系统电子信息技术重点实验室, 北京 100190
2 中国科学院空间天气学国家重点实验室, 北京 100190
光学遥感的邻近效应可以看作大气点扩散函数(PSF)和地表辐射场的卷积, 通过逆向蒙特卡罗法模拟大气PSF, 利用辐射传输模型MODTRAN计算地表辐射场, 获得遥感器入瞳处的辐亮度值.开展不同对比度目标背景物在典型条件下的邻近效应模拟与分析, 结果显示: 目标和背景的反射率分布对邻近效应影响很大, 背景反射率越大, 邻近效应占总辐射的比例越高; 暗目标在亮背景下的邻近效应明显大于亮目标在暗背景下的邻近效应; 固定成像高度和区域, 空间分辨率越高, 邻近效应越明显; 地面气象视距对邻近效应的影响非常显著, 气象视距增大, 邻近效应减弱; 太阳天顶角增大, 邻近效应减弱.模拟结果为高分辨率光学遥感成像系统高精度建模和邻近效应校正算法研究提供了依据.
光学遥感 邻近效应 大气点扩散函数 蒙特卡罗 optical remote sensing adjacency effect atmospheric point spread function(PSF) Monte Carlo
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光谱学研究室, 安徽 合肥?230031
2 中国科学院空间科学与应用研究中心应用软件组,北京?100190
大气气溶胶飞行时间质谱仪在对气溶胶粒子的测量过程中会产生大量包含单 粒子的化学成分和粒径信息的数据。介绍了DBSCAN对三种混合气溶胶单粒子质谱数据进行 聚类分析的研究,同以往的质谱分析方法相比,DBSCAN利用类的高密度连通性,可 以快速发现各种形状的类,更有利于质谱数据的分析。实验结果表明,DBSCAN算法 可以成功地对这三类物质进行分类。
气溶胶单粒子 气溶胶飞行时间质谱 聚类分析 individual particle aerosol laser time-of-flight mass spectrometer DBSCAN DBSCAN cluster analysis
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学研究室,安徽合肥 230031
2 中国科学院大气成分与光学重点实验室,安徽合肥 230031
3 中国科学院空间科学与应用研究中心空间信息与仿真技术研究室,北京 100190
4 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学研究室,安徽 合肥 230031
5 中国科学院大气成分与光学重点实验室,安徽 合肥 230031
基于离轴积分腔输出光谱技术(OA-ICOS)的小型集成系统以工作在近红外1.531μm 附近的分布反馈式(DFB)二极管激光器为光源,测量了室温下各种低浓度NH3与空气的混合气。首先利用标准浓度的CO2气体校准得到腔镜的有效反射率R为0.9969,在此条件下,基长35.8cm的光学谐振腔作为吸收池可得到115.46m的吸收光程。NH3在6528.764cm-1位置的强吸收谱线被选择用于痕量探测,在100 torr的总压力下,实验测得NH3的探测极限为2.66ppmv(S/N～3),之后结合波长调制技术,在信号检测通路中采用锁相放大技术来实现调制信号的二次谐波检测,这可以更好地抑制背景噪声而提高探测信号的信噪比,最终将NH3的探测极限进一步提高到0.274ppmv(S/N～3)。
离轴积分腔输出光谱技术 波长调制 二次谐波 探测极限 Off-axis integrated-cavity output spectroscopy Wavelength modulation Second harmonic Ammonia NH3 Detection limit 光谱学与光谱分析
2009, 29(12): 3173
中国科学院 安徽光学精密机械研究所 环境光谱学研究室,安徽合肥 230031
气溶胶激光飞行时间质谱仪(ALUOFMS)可以在线地对气溶胶单粒子进行物理和化学特性分析,利用双束连续激光对单个粒子的空气动力学粒径进行测量,并通过飞行时间完成单粒子化学成分的检测。该仪器在运行过程中将产生海量的实验数据,对这些数据快速、自动处理并提取有价值的信息是整机系统的关键之一。文章介绍了基于神经网络的自适应共振算法(ART-2a)在随机混和的氯化钠、氯化钙、邻苯二甲酸二正辛酯(DOP)和2,5二羟基苯甲酸(DHB)气溶胶单粒子聚类分析中的成功运用。同以往的质谱分析方法相比,ART-2a可以实现对任意多和任意复杂的输入模式进行自组织,自适应和自稳定的快速识别,更有利于质谱数据的分析。实验结果表明,当警戒值为0.40,学习速率为0.05以及迭代次数为6时,ART-2a可以成功地对这四种物质进行分类,同时得到4类物质的聚类中心,每类的聚类中心都能很好的代表该类物质的特征。
光谱分析 单粒子测量 激光飞行时间质谱仪 激光解吸附电离 自适应共振神经网络 Spectral analysis Individual particles measurement Laser time-of-flight mass spectrometer Laser desorption/ionization Adaptive resonance network
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
介绍了激光诱导化学气相沉积法制备纳米氮化硅的工艺原理，通过增加正交紫外光束激励NH3分解，提高气相中n(N)／n(Si)比，从而减少产物中游离硅的浓度，制备出粒径7～15 nm的无团聚、理想化学剂量(n(N)／n(Si)=1．314)的非晶纳米氮化硅粉体。采用透射电子显微镜观察粉体形貌，并指出表面效应和量子尺寸效应导致粉体红外吸收光谱和拉曼光谱的“蓝移”和“宽化”现象。采用双光束激励的光诱导化学气相沉积法是制备高纯度纳米氮化硅粉体的理想方法。
光电子学 氮化硅 双光束激发 红外吸收光谱 拉曼光谱 optoelectronics LICVD LICVD Si3N4 double beam optical stimulation infrared absorp-tion spectra laman spectra
中国科学院安徽光学精密机械研究所，安徽 合肥 230031
自行研制了一台大气气溶胶飞行时间激光质谱仪(ATOFLMS)，它可以实时地对气溶胶单粒子进行物理和化学特性分析，是大气气溶胶研究和测量的一个有力工具。该仪器在运行过程中将产生海量的实验数据，对这些数据的实时、自动处理、提取有价值的信息是整机系统的关键之一。我们基于面向对象的技术为它开发了配套计算机软件MS－ACS，该软件能够自动地实现气溶胶单粒子的粒径和化学成分信息的实时采集、分析和存储功能。
激光技术 气溶胶 飞行时间激光质谱仪 应用软件 数字信号处理 laser techniques aerosol ATOFLMS application software digital signal process-ing
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光谱学实验室，安徽 合肥 230031
2 曲阜师范大学，山东 曲阜 273165
利用基质辅助激光解吸电离(MALDI)技术，在自行研制的气溶胶飞行时间质谱仪(ATOFMS)上实时探测单个生物气溶胶粒子的粒径和化学成分。采用双束激光空气动力学方法进行气溶胶粒子粒径的测量，并用266 nm的Nd:YAG激光器对粒子进行激光解吸电离。以2,5-二羟基苯甲酸(DHB)和芥子酸为基质，对多肽生物样品进行了实验研究。质谱峰中质子化的分析物阳离子是在气相时，和基质通过质子转移反应形成的;而分析物碱金属加和物阳离子是在气相离子分子反应中，通过气相阳离子转移反应形成的。气溶胶粒子的检测效率为0.01%左右，命中率为10%左右。实验结果表明，该仪器可以满足大气中气溶胶单粒子的实时在线检测。
中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光谱学实验室,安徽,合肥,230031
使用气溶胶飞行时间激光质谱仪(ATOFMS)对机动车排放出的尾气进行在线测量,在排放出的气溶胶单粒子中检测出包括钠、钙、CnHm等在内的有机和无机离子.实验表明可以用钙离子和一些典型的有机质谱峰作为监测机动车尾气的标记,同时说明了此装置实时在线测量机动车尾气成分的可行性,也可以为机动车尾气气溶胶粒子在大气气溶胶中的分配情况进行化学路径跟踪.
光谱学 气溶胶 机动车尾气 激光解吸附电离 飞行时间质谱 spectroscopy aerosoh automobile emissions laser desorption/ionization time-offlight mass spectrometry
