作者单位
摘要
1 山东建筑大学理学院, 山东 济南 250101 齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所, 山东 济南 250104
2 山东建筑大学理学院, 山东 济南 250101
3 齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所, 山东 济南 250104
拉曼光谱具有分辨率高、 分析速度快、 检测样品制备简单、 无损以及可在线测量等优点, 被广泛用于分析物质的成分与分子结构信息, 可以对多种有机物和无机物进行定性和定量的分析。 目前主要应用多以相对比较成熟的定性分析为主, 用于定量分析时, 一方面由于拉曼光谱的重现性较差, 会受到很多内部因素干扰; 另一方面, 拉曼光谱的分析理论相比于传统技术还不够完善, 分析结果的误差较大, 限制了其在定量分析中的应用。 在基于强度比值的定量分析中, 拉曼强度归一化理论的出现为拉曼光谱的应用提供了理论依据, 参考峰/内标峰及拟合方法的选择对测量准确性和稳定性有较大的影响。 采用激光拉曼系统研究了不同浓度乙醇溶液拉曼光谱特征峰(C-C-O对称伸缩, 874 cm-1)与其他参考峰/内标峰的相对强度关系, 分别提出了基于乙醇本征峰位比值法和基于CCl4特征峰位的内标法, 建立了线性回归分析模型, 经归一化处理后两种方法均可有效消除系统中的突变噪声及强荧光背景的影响。 通过联合假设检验等统计学方法对比了不同组内与组间的数据差异, 确定了两种方法中准确性和稳定性最好的参考峰/内标峰。 F检验与t检验表明, 用乙醇自身峰位比值法进行标定时, 以1 446 cm-1(CH3-不对称变形)处特征峰为参考峰建立的标准曲线能更为准确地反演乙醇的浓度; 用CCl4作为内标物时, 以446 cm-1处拉曼特征峰为内标峰时的标准曲线具有更高的稳定性和准确度。 30 d内进行二次复测量时无需进行标准曲线的再次测量与绘制, 避免了重复的定量分析实验以及后期数据处理过程对时间的消耗。 根据不同标定方法建立的线性回归模型能够为乙醇溶液浓度的定量分析提供实验依据, 通过该模型在乙醇溶液浓度检测系统中的应用, 可以较为精确地实时反演乙醇浓度, 从而实现对具有强荧光背景干扰的高浓度范围的乙醇溶液准确、 快速、 实时的定量分析。
拉曼光谱 定量分析 峰位比值法 内标法 Raman spectroscopy Quantitative analysis Peak ratio method Internal standard method 
光谱学与光谱分析
2023, 43(12): 3820
王新强 1,2梁秋裕 1,2叶松 1,2王方原 1,2[ ... ]甘永莹 1,2,*
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004
2 广西光电信息处理重点实验室,广西 桂林 541004

二氧化碳(CO2)是造成温室效应的气体之一,其浓度的空间分布对气候预测和人类生产、生活的影响不可忽视,实现CO2浓度的准确反演有利于掌控全球CO2时空分布。但是在近红外波段,地表反射率的不确定对CO2浓度反演存在影响。引入比值法对卫星对地辐射光谱进行处理,验证吸收波段辐亮度比值与CO2浓度之间存在某种关系,该关系反演CO2浓度具有可行性。以MODTRAN4仿真的辐亮度光谱为数据源,选取4个特征吸收峰的光谱辐亮度比值与CO2浓度进行分析。结果显示,光谱辐亮度比值与CO2浓度存在近似线性关系,而且在6310 cm-1处的线性关系更为明显,误差仅有1.15%。然后通过设置不同的大气模式和气溶胶模式,进一步对辐亮度比值与浓度之比进行剖析,结果表明,在0.1~0.9反射率区间,两者呈高度相关,相关系数高达0.98,平均误差不超过2%。最后对实测数据进行相同处理,与仿真数据进行了对比。在4个波段的拟合中,6334 cm-1处拟合效果最好,线性关系达到了0.99,从另一方面说明了光谱辐亮度比值与CO2浓度存在线性关系,这种关系可以很好地应用于CO2浓度的反演,近似消除地表反射率影响。

大气光学 二氧化碳浓度反演 地表反射率 比值法 MODTRAN4 
激光与光电子学进展
2022, 59(1): 0101001
作者单位
摘要
1 大连大学大连市环境感知与智能控制重点实验室, 辽宁 大连 116622
2 泉州信息工程学院现代通信与北斗定位技术福建省高校重点实验室, 福建 泉州 362000
针对集中式MIMO雷达目标检测与参数估计问题, 提出一种提高MIMO雷达参数估计性能和检测的优化方法。该方法利用接收数据协方差斜对称特性, 在广义似然比准则下, 线性规划检测目标。仿真结果表明, 该方法可以提高雷达目标的检测概率及参数估计的准确度, 同时可较好地抑制旁瓣, 运行时间更短。
集中式MIMO雷达 旁瓣抑制 参数估计 斜对称结构 黄金比例分割法 centralized MIMO radar sidelobe suppression parameter estimation skew-symmetric structure golden ratio method 
电光与控制
2020, 27(10): 42
作者单位
摘要
1 塔里木大学现代农业工程重点实验室, 新疆 阿拉尔 843300
2 浙江农林大学浙江省林业智能监测与信息技术研究重点实验室, 浙江 杭州 311300
采用高光谱成像技术对香梨的表面损伤缺陷进行准确高效的无损检测。选用80个库尔勒香梨为研究对象,采集400~1000 nm波段内完好样本和损伤样本的高光谱图像;利用统计分析的方法,选择863 nm处的高光谱图像建立掩模图像;运用主成分分析方法降低香梨高光谱数据的维度,选择损伤区域与背景区域光谱差异最为明显的第二主成分图像,将其和第四主成分图像进行比值处理,进一步增强损伤区域与背景区域的差异;最后经自适应阈值分割、形态学运算,提取香梨表面损伤区域。结果表明,该方法能够有效识别出香梨的表面损伤,准确度、精度和召回率分别为93.75%、87.50%和100%。
图像处理 高光谱图像 表面损伤检测 主成分分析 比值算法 
激光与光电子学进展
2020, 57(14): 141017
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Opto-Electronic Engineering, Jinan University, Guangzhou 510632, P. R. China
2 Research Institute of Jinan University in Dongguan, Dongguan 523000, P. R. China
3 Zhuhai Da Hengqin Science and Technology Development Co., Ltd., Hengqin New Area, Zhuhai 519000, P. R. China
4 Zhuhai Hopegenes Medical & Pharmaceutical Institute Co., Ltd., Hengqin New Area, Zhuhai 519000, P. R. China
This study aimed to explore the application of surface-enhanced Raman scattering (SERS) in the rapid diagnosis of gastric cancer. The SERS spectra of 68 serum samples from gastric cancer patients and healthy volunteers were acquired. The characteristic ratio method (CRM) and principal component analysis (PCA) were used to differentiate gastric cancer serum from normal serum. Compared with healthy volunteers, the serum SERS intensity of gastric cancer patients was relatively high at 722cm-1, while it was relatively low at 588, 644, 861, 1008, 1235, 1397, 1445 and 1586cm-1. These results indicated that the relative content of nucleic acids in the serum of gastric cancer patients rises while the relative content of amino acids and carbohydrates decreases. In PCA, the sensitivity and specificity of discriminating gastric cancer were 94.1% and 94.1%, respectively, with the accuracy of 94.1%. Based on the intensity ratios of four characteristic peaks at 722, 861, 1008 and 1397cm-1, CRM presented the diagnostic sensitivity and specificity of 100% and 97.4%, respectively, and the accuracy of 98.5%. Therefore, the three peak intensity ratios of I722/I861, I722/I1008 and I722/I1397 can be considered as biological fingerprint information for gastric cancer diagnosis and can rapidly and directly reflect the physiological and pathological changes associated with gastric cancer development. This study provides an important basis and standards for the early diagnosis of gastric cancer.
Surface-enhanced Raman spectroscopy serum gastric cancer characteristic ratio method principal components analysis 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2019, 12(2): 1950003
作者单位
摘要
1 兰州城市学院电子与信息工程学院, 甘肃 兰州 730070
2 甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室, 西北师范大学物理与电子工程学院, 甘肃 兰州 730070
利用Nd∶YAG激光器输出的1 064 nm激光在大气压环境中产生了Ar等离子体, 测量了Ar等离子体的发射光谱, 从Ar等离子体发射光谱中筛选出了来自Ar Ⅰ和Ar Ⅱ 15个上能级的35条跃迁谱线, 基于分支比方法计算了光谱仪的辐射强度响应效率标定系数。 此外, 利用氘灯和卤钨灯标准光源, 对光谱仪辐射强度响应效率进行了标定, 得到了针对不同光栅的光谱仪的辐射效率标定系数。 用分支比方法获得的辐射强度响应效率标定系数与标准光源得到辐射强度响应效率标定系数具有较好的一致性, 其最大相对误差为54%。 该研究的标定方法可以为一些大型聚变装置的光谱测量的在线标定提供借鉴和参考。
分支比 激光等离子体 光谱仪 强度响应效率标定 Branching ratio method Laser produced plasma Spectrometer Calibration of intensity response 
光谱学与光谱分析
2018, 38(5): 1375
作者单位
摘要
中国白城兵器试验中心,吉林 白城 137001
靶场现有落点坐标测试设备大多数基于地面观测平台,存在通视要求的局限性,无法及时预测落点概略坐标,且对于连发密集型射击试验无法区分弹序。针对该问题,根据物点与像点的几何位置关系,提出了3种将观测平台设置为空中的无人机弹丸落点测量方法: 内差法、距离比例法以及求解姿态角法。介绍了3种算法的基本原理和数学模型,然后结合模拟试验现场的测试数据对3种方法进行了验证,最后计算出满足要求所需要的相机最低技术指标。实验结果表明: 内差法和比例法测量精度低于3 m,求解姿态角法的精度小于0.3 m。
无人机 弹丸落点测量 内差法 比例法 姿态角法 unmanned aerial vehicle projectile falling point positioning interpolation method distance ratio method attitude angle solved method 
应用光学
2017, 38(5): 719
作者单位
摘要
1 南京理工大学 电光学院,江苏 南京210094
2 上海航天技术研究院第八〇四研究所,上海201108
为W波段辐射计设计了一副口径为300 mm偏馈反射面天线,天线要求的工作频率为94.5 GHz,副瓣电平低于-25 dB,交叉极化电平低于-30 dB,半功率波束宽度优于1 °.采用较小偏置角以改善偏置天线的交叉极化特性,采用焦面场匹配法和模比法设计了匹配馈源,通过仿真优化设计,得到良好的波瓣等化电平和驻波比.测量结果表明,测量值与理论值吻合,满足辐射计的指标要求.
W波段 偏馈反射面天线 匹配馈源 模比法 W-band offset fed reflector antenna matching feed modulus ratio method 
红外与毫米波学报
2013, 32(6): 545
作者单位
摘要
中北大学电子测试技术国家重点实验室, 山西 太原 030051
针对基于FFT系数实部的频率插值算法在峰值谱线相位接近于[±π/2]时频率估计误差较大的问题,提出了一种改进的正弦信号频率估计算法。该算法首先利用FFT系数的实部和虚部序列索引出峰值谱线位置,然后根据峰值谱线的相位,选取实部与虚部序列中幅度较大的序列进行频率插值。仿真结果表明: 在信噪比为3 dB、采样点为128的情况下,整个频段上归一化频率估计误差均方根小于0.02,接近Cramer Rao下限,整体性能优于基于FFT系数实部的频率插值算法和Rife算法。改进的算法频率估计精度高,计算量小,易于硬件实现。
频率估计 正弦信号 快速傅里叶变换 比值校正法 frequency estimation sine signal fast Fourier transform (FFT) amplitude ratio method 
光电技术应用
2013, 28(6): 58
作者单位
摘要
空军工程大学信息与导航学院, 西安 710077
为实现UCAV认知导航对特征点匹配的高匹配分数和低错误率要求, 提出了一种针对SURF特征点匹配的融合方法。该方法在分析比值法和相关法提纯匹配对性能的基础上, 将两者融合, 通过划分阈值区间提纯匹配对。仿真结果表明, 该方法获得的匹配对具有高匹配分数和低错误率, 同时有效弥补了比值法无先验知识时阈值模糊的缺陷。
无人机导航 比值法 相关法 融合方法 匹配分数 navigation of UCAV SURF SURF ratio method correlation method fusion method matching scores 
电光与控制
2013, 20(3): 40

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