1 中国烟草总公司郑州烟草研究院, 河南 郑州 450001
2 河南中烟工业有限责任公司, 河南 郑州 450000
3 南开大学化学学院分析科学研究中心, 天津 300071
近红外光谱(NIRS)在定量和判别分析中已得到广泛应用, 化学计量学在其中发挥了重要作用, 但仍需要建立基于新原理的方法, 简化数据处理和建模过程, 使近红外光谱分析更加方便、 更加快速。 多元光学计算(MOC)技术通过设计合适的光学滤波器可以在光谱测量的同时, 根据光谱的整体形状得到定性定量结果。 作为一种新的测量和计算方式, 近年来在光谱分析领域逐渐得到应用。 基于多元光学计算的原理, 基于主成分分析和Fisher判别准则设计了近红外光谱的判别滤波器, 将近红外光谱投影到二维空间, 并在二维空间中计算每一类样品的置信椭圆作为模型进行判别分析。 预测样本在二维空间的投影与模型的距离可以作为判别参数, 判别值小于等于1时预测样品与模型样品判别为同一类别, 否则判别为不同类别, 且距离越大, 差异性越大。 采用460个不同部位的烟叶样品和73个不同生产厂家的药品对所建立的方法进行了测试, 表明了方法的准确性。 对于三类不同部位烟叶样品和四类不同厂家生产的药品, 预测结果的真阳性率可以达到90%以上(除上部烟叶样品外), 药品的真阳性率高达95%以上。 但烟叶样品的假阳性率仍有些偏高, 对于光谱极为相似的实际生产样品结果仍属可接受范围。 所建立的方法可推广到其他应用领域, 广泛用于基于近红外光谱的质量控制、 产品检测、 生产一致性监控等。
近红外光谱 化学计量学 滤波器设计 置信椭圆 判别分析 Near infrared spectroscopy Chemometrics Filter design Confidence ellipse Discrimination analysis
1 Key Laboratory of Infrared System Detection and Imaging Technologies, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai200083, China
2 Key Laboratory of Infrared System Detection and Imaging Technologies, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai200083, China
完成了红外制冷机驱动系统滤波器的设计与仿真。针对系统关键器件的特性，采用合理算法建立精确的联合仿真模型。并借助联合仿真模型提取分析了系统的干扰机理。基于阻抗失配理论分析了不同滤波器拓扑的插入损耗与源和负载阻抗间的关系。最终提出了一套基于干扰机理的传导干扰滤波器设计及优化方法，该方法有效地优化了滤波器的性能，并降低了设计冗余。通过实验验证了该方法的准确性与可行性。
红外制冷机 联合仿真模型 干扰机理 电磁干扰滤波器设计 infrared cryocooler co-simulation model interference mechanism EMI filter design
武汉大学 印刷与包装系, 湖北 武汉 430079
普通彩色相机加载宽带滤光片构造的多通道光谱采集系统的光谱重建性能与滤光片的选用密切相关。针对上述问题, 提出基于主成分分析法的合成滤光片设计方法, 旨在获得具有较高光谱重建性能并对所有图像场景均适用的最优滤光片组合。在收集多个宽带滤光片的基础上, 测得其透射率并转换成矩阵形式; 采用主成分分析方法提取该矩阵的前2个主成分, 标准化处理后的主成分即为所求合成滤光片的透射率。为了验证上述方法获得的滤光片的性能, 利用色差和光谱均方根误差2个指标对加载了合成滤光片的仿真采集系统的光谱重建精度进行了评价。实验结果表明: 采用该方法得到的滤光片组合优于常用方法得到的滤光片组合, 用其构造的成像系统具有较高的色度重建精度和光谱重建精度, 此外, 改变目标场景颜色特性, 其重建性能保持稳定。
滤光片设计 多通道光谱采集系统 主成分分析 光谱重建精度 filter design multi-channel spectral acquisition system principal component method spectral reconstruction precision
湖州师范学院 理学院物理系, 浙江 湖州 313000
提出了一种在离轴数字全息再现过程中确定参考光角度和简化滤波器设计过程的方法。分析了模拟参考光照射下的离轴数字全息图的频谱特点。首先将数字全息图与计算机模拟的原参考光波相乘, 然后做傅里叶变换, 得到其频谱图。结果发现, 含有被记录物体信息的物光波频谱始终处在频谱面的中央位置。依据这一特点, 不仅可以实现模拟再现时最佳参考光的角度参数测定, 而且还可以使滤波器的结构设计过程简化。借助于滤波技术, 数字全息再现像中零级像和共轭像得到了有效的去除, 再现物体实像质量得到了有效的改善。
信息光学 数字全息图 频谱 滤波器设计 参考光角度值 information optics digital hologram spectrum filter design reference wave angle
哈尔滨工程大学理学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
提出了利用去除并联电感实现简化左右手(SCRLH)复合传输线(TL)结构的方法,及利用该方法实现超宽带滤波器的设计。设计了一个中心频率为7.05 GHz、相对带宽约为70%、带内群延时小于0.4 ns的超宽带滤波器。分别应用HFSS和Designer软件对该器件进行了微波全波仿真及电路仿真。用不同方法仿真获得的结果吻合良好。由此证明了用去除并联电感的新型SCRLH TL结构实现滤波器的正确性与有效性。
文字间用 号隔开空半格超宽带滤波 简化的左右手复合传输线 色散 阻抗特性 滤波器设计 UWB filter simplified composite right/left-handed(SCRLH) tran dispersion impedance characteristics filter design
南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，江西南昌330063
研究了利用投影栅线法测量光滑鼠标的三维轮廓。对传统的傅里叶变换轮廓术提出了一点改进，在傅里叶变换之后，不对频谱部分频移，而是直接滤出需要的高、低频部分，再分别进行傅里叶逆变换，就可以得到与高度有关的相位差。该方法与传统的方法相比，减少了3次频移的过程，大大减少了计算量，也提高了滤波的精度。实验结果表明：只需要0.1 s就可以完成测量过程，测量精度达到0.2 mm, 可以成功实现光滑物体的三维轮廓测量。
三维轮廓测量 傅里叶变换轮廓术 投影栅线法 滤波器设计 three-dimensional profilometry Fourier transform profilometry grating projected method filter design
1 第二炮兵工程学院,西安 710025
2 西北工业大学 精确制导与控制研究所,西安 710072
3 西安工业大学 光电学院,西安 710032
4 航天科技集团第六研究院7103 厂,西安 710100
针对密集波分复用(DWDM)技术中所使用的梳状滤波器,对固体腔研磨厚度指标要求极高Δν＝200 GHz,Δd≤13.37 nm,本文提出运用法布里－珀罗干涉理论(Fabry-Perot),研究设计了一种针对固体腔厚度的现场检测方法。该方法根据被测元件等效为系统干涉腔的间接测量方法,以通过被测元件后的法珀相邻能量极值特性,作为检测厚度合格的判定依据,实现了对超窄带梳状滤波器组成元件——未镀膜层固体腔(SiO2)的高精度厚度检测。实验结果表明,该测量方法适用于对透光介质的厚度检测。
梳状滤波器 固体腔厚度 高精度测量 滤光片设计 F-P 法珀干涉 optical comb filter solid cavity thickness high-precision measure light filter design Fabry-Perot (F-P) interferometer
1 华中科技大学电子与信息工程系, 武汉 430074
2 伍伦贡大学电气、计算机与通信工程系, 澳大利亚
由于数字投影和采集系统的非线性失真,传统的方法通常需对采集到的条纹进行低通或带通滤波从而抑制高次谐波并获取基频分量。基于广义分析模型针对数字条纹轮廓术提出一种对测量后的物体形貌进行后滤波的算法,消除了非线性失真对测量结果所造成的影响并提高了数字条纹轮廓术的测量精度。论述了条纹轮廓术的原理和广义分析模型,分析推导出后滤波算法。仿真和实验结果表明,后滤波方法能够快速准确地实现基于数字投影的三维形貌重建。
光学测量 条纹轮廓术 后滤波方法 滤波器设计
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室 光及电磁波研究中心, 杭州 310027
级联马赫曾德尔干涉仪滤波器可实现平顶化的滤波器频谱响应,但是利用传统的传输矩阵法,并不能方便地得到级联马赫曾德尔干涉仪滤波器中各耦合器的耦合系数。将级联马赫曾德尔干涉仪滤波器与数字信号处理中的有限脉冲响应滤波器进行了类比,并将数字滤波器的设计方法引入到级联马赫曾德尔干涉仪滤波器的设计中,将滤波器的传输函数表示成为各耦合器耦合系数的显式函数,同时利用遗传算法,计算了对于给定的滤波器频谱响应,级联马赫曾德尔干涉仪光滤波器中各耦合器的耦合系数。通过实例证明了利用数字滤波器的设计方法及遗传算法设计级联马赫曾德尔干涉仪光滤波器,不仅可以得到理想的结果,而且可以提高光滤波器的设计效率。
导波与光纤光学 滤波器设计 数字滤波技术 马赫曾德尔干涉仪 遗传算法
