1 哈尔滨工业大学 超精密光电仪器工程研究所，黑龙江哈尔滨5000
2 北京航天计量测试技术研究所，北京100076
为实现调频连续波（Frequency-modulated Continuous-wave，FMCW）激光雷达的高精度测量，针对激光雷达机械加工及装配过程中引入的几何结构误差，提出了基于激光雷达坐标测量误差的系统误差模型及误差修正方法。建立了激光雷达坐标系组，分析了空间坐标测量误差的来源。通过坐标系间的变换矩阵，实现了测量坐标的几何误差传递。然后，归并各坐标系的几何误差，建立了显式的激光雷达几何空间坐标误差表达式。并以此为基础，建立最小二乘优化目标，解算各项误差因子和修正后坐标。求得的误差因子可以用作后续坐标测量结果的修正。最后，基于该方法设计了一套以激光跟踪仪为高精度测量仪器、以靶球球心位置为标准点的标定场，使用激光跟踪仪与激光雷达测量相同位置的靶球完成系统误差修正。实验结果表明，经修正激光雷达空间距离测量的平均误差由0.044 8%下降到0.003 8%，误差极大值由4.17 mm下降到0.30 mm，验证了激光雷达几何结构误差标定和误差修正方法的有效性。
激光雷达 几何结构误差 最小二乘法 误差修正 lidar geometric error least square method error correction
1 郑州师范学院物理与电子工程学院，河南 郑州 450044
2 郑州大学化工与能源学院，河南 郑州 450001
过渡金属原子掺杂硅团簇不仅可以提高硅团簇的稳定性，还可以使其产生许多新颖的物理和化学特性，在新能源和材料领域应用广泛。本文基于密度泛函理论并结合粒子群优化算法程序卡利普索，对CoSi16-和Co2Si322-团簇的几何结构、电子、光谱和热力学特性进行了系统研究。结构优化发现，CoSi16-和Co2Si322-团簇基态结构分别为Co原子被包裹在Si笼内部的高对称D2d和D2h点群对称笼状结构。在此结构基础上，分析了两体系的磁性和键级等特性。此外，根据拟合的光电子能谱、红外和拉曼光谱，对两体系的主要特征峰进行了归属分析。最后，研究了体系的热力学特性，讨论了热力学参数Cv 和 S随温度变化的规律。
原子与分子物理 密度泛函理论 几何结构 电子特性 热力学特性 激光与光电子学进展
2023, 60(1): 0102001
山西师范大学现代文理学院,山西 临汾 041004
采用DFT和TD-DFT方法研究了取代基对meso-四苯基卟啉(H2TPP)的八种衍生物几何结构, 振动频率及电子光谱的相关影响。研究发现在四个苯环上引入各种取代基后, 只有衍生物8受到了较轻微的影响, 总体而言对卟啉环的中心结构造成变形较小, 主要影响的是Cm原子。由于衍生物8具有甲氧基亚氨基这种强的电子给体基团, 其HOMO和LUMO能级显著增加, 前线轨道能隙值降低到4.49eV, 提高了Q带(500～750nm)的强度, 电子从取代基到卟啉环上的转移会产生持续的紫外至红外吸收光谱, 因此该衍生物在太阳能电池中可作为高效的卟啉类感光剂。
四苯基卟啉 几何结构 振动频率 电子光谱 染料敏化太阳能电池 H2TPP Geometrical structure Vibration frequency Electronic spectrum DSSCs
西安市环境与食品安全检测工程研究中心, 西安文理学院化学工程学院, 陕西 西安 710065
近些年, 由于硅半导体材料在微电子工业中的潜在应用, 其理论和实验研究备受人们广泛关注。 尤其是过渡金属掺杂的硅团簇材料在物理化学性质方面表现了极好的稳定性。 这些主要归因于过渡金属含有未填满的d轨道电子, 可以填充硅团簇表面的空轨道, 减少团簇表面的悬挂键, 进而提高整个掺杂硅团簇的结构稳定性, 同时产生各种特殊光学、 磁性和超导等性质。 采用密度泛函理论DFT-B3LYP方法对HmTiSin (m=1～2; n=2～8)团簇的几何结构和电子性质进行了理论计算, 讨论了Ti掺杂硅团簇TiSin(n=2～8)及其氢化团簇基态结构的变化规律、 解离通道和HOMO-LUMO能隙等特征。 结果表明, 随着Si原子数目的增加, 在TiSin(n=2～8)团簇中其掺杂Ti原子依次吸附在团簇的棱、 面及结构内部。 当在掺杂团簇表面吸附氢原子时, 都优于吸附在团簇的硅原子上, 而且绝大多数的氢化结构采纳了TiSin团簇的骨架构型。 解离能和HOMO-LUMO能隙的分析结果表明在团簇表面吸附两个H原子时能够明显提高整个团簇的结构稳定性。 二阶能量差分的研究发现TiSi2和TiSi6团簇相对其他团簇具有较高的稳定性, 同时两个H1TiSi7和H2TiSi7氢化团簇的稳定性更高。 此外, 模拟了这些氢化团簇的红外振动特征峰, 对主要特征峰进行了归属。 这些研究将为过渡金属掺杂硅基团簇材料的实验制备和表征提供重要的理论参考。
团簇 氢化物 几何结构 电子性质 红外光谱 Cluster Hydride Geometric structure Electronic property Infrared spectra
1 西南交通大学 地球科学与环境工程学院, 四川 成都 610031
2 西南交通大学 高速铁路运营安全空间信息技术国家地方联合工程实验室, 四川 成都 610031
3 青岛理工大学 通信与电子工程学院, 山东 青岛 266520
提出了一种基于几何结构属性的光学和合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)影像配准方法.该方法引入了具有光照不变性的相位一致性模型进行影像特征提取, 采用该模型的强度和方向信息构建了一种几何结构特征描述符—相位一致性方向直方图(histogram of orientated phase congruency, HOPC), 并根据该描述符间的欧式距离定义了影像匹配的相似性测度(称为HOPCn).该测度能表示影像间的几何结构相似性.通过选择4组光学和SAR影像进行试验, 结果表明, HOPCn能有效率的抵抗影像间的非线性辐射差异, 并且其匹配性能好于经典的相似性测度.另外, 也设计了一种基于HOPCn自动的配准方法, 试验结果证明了该方法的有效率和鲁棒性.
图像配准 相位一致性 几何结构属性 相似性测度 image registration phase congruency geometric structural properties similarity metric
1 南京工程学院数理部, 非线性物理研究所, 江苏 南京 211167
2 南京大学固体微结构物理国家重点实验室, 南京大学物理学院, 江苏 南京 210093
在B3LYP, MP2, CCSD水平理论下, 分别对CCl2分子1A1态和CCl-2分子2B1态进行了几何结构优化和谐振频率分析。 在考虑“Duschinsky效应”情况下, 通过Franck-Condon因子计算模拟了CCl-2离子的光电子能谱带。 计算表明弯曲振动模与对称伸缩模发生了模式混合, 即“Duschinsky效应”在该体系中不能简单忽略。 数值模拟的CCl-2在1A1-2B1电子态跃迁中振动分辨的理论谱与实验测量到的光电子能谱能够较好吻合, 并对其中的振动谱线进行了归属和标识。 结合ab initio计算和IFCA方法, 对Murray, Leopold, Miller和Lineberger推荐的CCl-2的几何构型参数进行了再确认。
几何结构 Duschinsky效应 光谱模拟 Geometric parameters Duschinsky effect Spectral simulation 光谱学与光谱分析
2015, 35(12): 3287
为了提高激光跟踪仪的测量精度, 分析了跟踪仪的几何结构误差, 重点研究了其转镜倾斜误差的标定和修正方法。利用矢量分析和坐标转换相结合的方法建立了跟踪仪转镜倾斜误差模型, 推导出了跟踪仪几何空间坐标修正公式, 并基于自准直仪、多面棱体和可调反射镜建立了高精度误差标定装置。利用标定装置分析了误差标定方法, 通过系统仿真研究了转镜倾斜误差对系统测角误差及最终坐标测量误差的影响。利用误差标定实验检测出的系统转镜倾斜误差约为4″, 将其带入坐标修正公式, 并与修正前的坐标进行了比对分析。对比结果显示, 经误差修正后系统空间坐标测量误差可减小约2×10-6, 验证了转镜倾斜误差标定和误差修正方法的有效性, 表明利用该方法可在不改变系统硬件结构的基础上提高测量系统的测量精度。
激光跟踪仪 几何结构误差 转镜倾斜误差 误差修正 最小二乘法 laser tracker geometric error mirror tilt error error correction least square method
1 西安理工大学 理学院,西安 710054
2 西北大学 物理系,西安 710068
用密度泛函理论的B3LYP方法在6-31G*的水平上，对GanN3(n=1~8)团簇的结构进行优化，并对体系的成键特性、光电子能谱及稳定性进行了计算与分析，得到了GanN3(n=1~8)团簇的最稳定结构.结果表明，当n≤5时，其基态几何结构为平面结构，N-N键在这些团簇的形成过程中起着决定性的作用；当n≥6时，其基态几何结构为立体结构，Ga-N键起主导作用；在所研究的团簇中，Ga4N3、Ga7N3的基态结构最稳定；随着n值的增大，平均极化率逐渐增强；通过对光电子能谱的分析，得到Ga-N键的振动频率与六方晶系纤锌矿结构GaN的光学声子峰值相近.
团簇 密度泛函理论 几何结构 光电子能谱 稳定性简体 Clusters Density Functional Theory(DFT) Geometry structures Photoelectron energy spectroscopy Stability
1 西安理工大学 理学院,陕西 西安 710048
2 西北大学 信息科学与技术学院,陕西 西安 710068
用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31G*基组上对GaNm(m=2-7)和Ga2Nm(m=3-6)中性和阴阳离子团簇的几何结构和振动光谱进行了系统的研究。得到了各团簇的几何结构和稳定性幻数规律,这些团簇的几何结构均为平面结构;富N氮化镓团簇的N-N键的振动频率为2200 cm-1;所有团簇中都有N2或N3分子单元,而且在所有分子中N3分子单元中的两个N-N键长也基本相同;富N氮化镓离子系列团簇的能隙范围比其对应中性系列团簇的宽。
团簇 密度泛函理论(DFT) 几何结构 振动光谱
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400030
2 重庆工学院 教授流动站,重庆 400050
提出了一种融合局部与全局结构的保持嵌入(LGPE)算法。该方法首先假定目标空间的整体映射函数,然后结合数据的全局几何结构分布信息进行数据重构,最后通过最小化准则函数来得到嵌入高维空间的低维子流形。LGPE方法在保持数据局部结构的同时保留了全局结构信息,在信噪比为10 dB的稀疏Swiss-roll(N=400)和COIL-20多姿态数据集上都取得了较好的维数约简效果。与其他局部流形学习方法相比,该方法在AT&T人脸图像库中,当嵌入特征矢量维数d<40时,其识别率提高了约15%。在人工与真实数据库的实验结果表明,本文方法对噪声和稀疏数据具有较好的鲁棒性。
维数约简 流形学习 全局几何结构 局部全局保持嵌入 dimensionality reduction manifold learning global geometric structure Local and Global Preserving Embedding (LGPE)
