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 基于改进迭代多项式拟合的红外光谱基线校正方法

宁志强 刘家祥 吴越 陶孟琪 方勇华

[摘要]针对傅里叶变换红外光谱仪检测污染气体时红外光谱信号出现的基线漂移现象,提出一种采用改进迭代多项式拟合的红外光谱基线校正方法,该方法可以自动识别光谱信号的特征峰,从光谱中截断完整的特征峰后,采用双边阈值对红...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2020, 57(03):033001

 XGBoost在气体红外光谱识别中的应用

陶孟琪 刘家祥 吴越 宁志强 方勇华

[摘要]为解决气体红外光谱识别问题,引入提升算法中较新的研究成果——极端梯度提升(XGBoost)算法。选用实测的三氯甲烷、对二甲苯、四氯乙烯气体的红外光谱数据进行实验。首先在对原始数据进行预处理后,通过特征工程提取光谱...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(07):0730002

 基于石英增强光声光谱的H2S痕量气体检测研究

张蕾蕾 刘家祥 朱之贞 方勇华 吴越 杨文康 陶孟琪 宁志强

[摘要]以输出波长为1578 nm的分布式反馈半导体激光器作为激发光源,结合波长调制及二次谐波技术对H2S痕量气体进行基于石英增强光声光谱技术(QEPAS)的检测研究。采用有限元分析法对QEPAS中常用的石英音叉进行仿真计算,得到石...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(21):213001

 C-T型平板波导红外光谱仪系统自身背景辐射的分析与抑制

吴 越 刘家祥 方勇华 张蕾蕾 杨文康

[摘要]红外光谱仪内部背景辐射在长波红外波段(8~12 μm)影响比较显著, 会严重降低光学系统的分辨率和信噪比。利用TracePro光学分析软件, 对基于交叉非对称Czerny-Turner(C-T)型平板波导红外光谱仪进行了背景辐射分析, 包括...

 PDF全文红外与激光工程 | 2019, 48(08):0803001

 非制冷型长波红外光谱仪的辐射定标方法

吴越 朱之贞 方勇华 张蕾蕾 杨文康 陶孟琪 宁志强

[摘要]提出一种根据环境温度变化量补偿红外光谱仪系统输出灰度值的辐射定标方法。首先分析了在辐射定标和测量过程中红外光谱仪系统输出灰度值漂移的原因,推导出漂移变化量和环境温度辐射度变化量的函数关系;然后利用自主研...

 PDF全文光学学报 | 2019, 39(09):0904001

 基于改进非负矩阵分解的多组分气体光谱解混算法

杨文康 方勇华 刘家祥 吴越 张蕾蕾

[摘要]从重叠情况严重的混合气体光谱中解析出单一纯光谱数据,一直是光谱解析的难点。为了 得到理想的解混精度,采用改进的非负矩阵分解算法,引入光谱的相关性约束与平滑性约束,并给出优化的梯度下降法的迭代步长, 以避免算法...

 PDF全文量子电子学报 | 2019, 36(06):684

 基于单幅图像的雾霾图像快速还原方法

钱 江 方勇华 吴 军

[摘要]在单幅图像的条件下,为了能更快地实现雾天图像的复原, 且使其在雾天和霾天的状况下均能获得较好的复原效果,对基于暗原色先验的雾图还原方法和基于 人眼视觉理论的Retinex方法进行了结合和改进。对前者的大气光强度的...

 PDF全文量子电子学报 | 2019, 36(04):402

 偏振遥感器带内相对光谱响应度定标方法研究

朱冰青 袁银麟 康晴 张梦雅 郑小兵 方勇华 李健军 吴浩宇 丁蕾 李孟凡

[摘要]带内相对光谱响应度是检测和评估偏振遥感器带内响应非一致性的基本参数。采用基于激光抽运氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜,搭建了一套偏振遥感器相对光谱响应度测量装置。该装置采用消偏器消...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(07):0712005

 基于六参量偏振BRDF模型的地物背景偏振反射特性研究

杨敏 方勇华 吴军 崔方晓

[摘要]为研究地物背景的偏振反射特性,综合考虑了镜面反射、体散射和后向散射,建立了一种六参量偏振双向反射分布函数(pBRDF)模型。该模型利用Kubelka-Munk(KM)理论模拟体散射分量,并引入呈高斯分布的后向散射分量,改进了...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(05):0526001

 中空型平板波导红外光谱仪的波长定标

吴越 刘家祥 方勇华 杨敏

[摘要]为了实现中空型平板波导小型红外光谱仪光谱数据的定量化, 在分析实验室常用波长定标方法的基础上, 搭建了一种基于CO2激光器+积分球的波长定标装置。该装置的光谱定标范围宽, 且具有较高的分辨率, 克服了传统实验室定...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(11):1130002

 基于Kubelka-Munk理论的涂层表面多参量偏振双向反射分布函数模型

杨敏 方勇华 吴军 崔方晓 李大成 吴越 王涛

[摘要]为了表征涂层的表面散射偏振特性, 基于Kubelka-Munk理论, 综合考虑表面散射和体散射, 建立了一种多参量偏振双向反射分布函数(BRDF)模型; 该模型通过引入镜向系数来表征表面散射的贡献程度, 以改进传统的偏振BRDF模型...

 PDF全文光学学报 | 2018, 38(01):0126002

 一种气体的微弱红外光谱特征提取方法

周亦翀 方勇华 崔方晓

[摘要]被动傅里叶变换红外遥测技术可以测量大部分污染气体,亮温光谱法能够在无需背景信息的前提下实现目标特征提取与识别。在野外进行实测时, 存在背景物体辐射、大气中成分辐射、仪器噪声等信号。当目标信号弱于这些信号时...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2018, 13(06):447

 亥姆霍兹光声光谱多气体检测器设计和优化

赵彦东 方勇华 李扬裕 李大成

[摘要]光声光谱技术作为一种先进的光学检测技术, 已成功应用于各种痕量气体检测场合。实现多气体的光声光谱检测, 同时保证高的检测灵敏度是检测器设计的核心目标。针对测量需求设计, 优化了一种基于亥姆霍兹共振的光声光谱...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(06):0620005

 基于物理模型的污染云团红外光谱精细仿真

王安静 方勇华 李大成 崔方晓

[摘要]鉴于获取实测光谱成本高、获取量少和可测量云团种类少等限制因素, 研究污染云团的红外光谱仿真, 对于利用仿真光谱进行光谱识别的算法研究显得至关重要。以往的研究多利用经验的概率模型和经验的或半经验的参数来模拟...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(01):0104002

 平板波导光谱仪中光栅多次衍射杂散光的抑制

李扬裕 方勇华 李大成 李 亮

[摘要]平板波导光谱仪是一种紧凑型光谱仪, 其光栅多次衍射杂散光大, 需要进行抑制。首先研究了多次衍射杂散光的形成过程, 并通过TracePro软件详细分析了多次衍射杂散光的传播路径和大小。然后根据杂散光的空间特性和波长特...

 PDF全文红外与激光工程 | 2016, 45(07):0724001

 基于ZnSe 平板波导的小型光谱仪光学系统设计

李扬裕 方勇华 李大成

[摘要]一般光谱仪的小型化是通过缩小元件尺寸和元件间距离实现的,会降低仪器的性能。为实现高光通量、高光谱分辨率的红外光谱探测,提出一种基于ZnSe平板波导的小型光谱仪的设计方法。说明平板波导结构压缩光束的原理,根...

 PDF全文光学学报 | 2016, 36(01):0122003

 基于FPGA的红外光谱信号采集系统设计

李亮 方勇华 赵彦东 杨敏

[摘要]介绍了一种基于现场可编程门阵列(field-programmable gate array, FDGA)的红外光谱信号采集系统实现方案,采用Altera公司的EP2C35系列 的FPGA为控制核心,完成多路模拟开关切换、A/D转换、数据 存取等功能,实现对64路红...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2016, 11(04):313

 利用TERRA/MODIS对FY-3A/VIRR热红外通道进行交叉定标

李宜秀 吴军 方勇华

[摘要]针对FY-3A/VIRR传感器定标精度有限、且场地定标机会有限的问题,介绍了利用高精度的TERRA/MODIS 31通道对FY-3A/VIRR 红外4通道进行绝对交叉定标的方法。 选用2013年1月、3月和9月的卫星数据进行了交叉定标计算,并对交...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2016, 11(03):204

 多角度红外差分吸收光谱的化学污染物在线检测方法

刘家祥 方勇华 崔方晓 吴军

[摘要]基于多角度红外差分吸收光谱, 提出一种针对物体表面化学污染物在线检测法.用红外遥测光谱仪和光源, 以不同角度对化学污染物进行检测, 根据不同角度吸收率的差别, 通过差分法提取化学污染物的光谱特征.在分析多角度红...

 PDF全文光子学报 | 2015, 44(07):0730002

 中红外平面光栅光谱仪系统杂散光分析

刘 洋 方勇华 吴 军 雒 静 李扬裕

[摘要]为了抑制杂散光对中红外平面光栅光谱仪系统成像质量的影响,首先探讨了系统杂散光的来源,设计了遮光罩、挡光环和里奥光阑;然后针对用挡光板消除光栅衍射杂散光能力有限的问题,提出利用百叶挡光板和杂散光收集器组...

 PDF全文红外与激光工程 | 2015, 44(04):1164

 中红外平面光栅光谱仪系统光学设计与优化

刘洋 方勇华 李大成 李扬裕

[摘要]:利用红外热电堆阵列探测器作为光接收器,以小型化且能满足一定光谱工作范围和光谱分辨率为设计指标,根据光谱仪器设计理论和像差理论,设计了一种Czerny-Turner结构中红外平面光栅光谱仪。系统采用双离轴抛物面镜作...

 PDF全文红外与激光工程 | 2015, 44(02):0413

 基于亮温光谱的表面沾染物探测方法

刘家祥 方勇华 崔方晓 吴军

[摘要]针对表面沾染探测中存在的不足,提出亮温光谱法。通过高灵敏度红外遥测光谱仪非接触探测获得沾染物的辐亮度光谱,利用光源和沾染本底的高发射率特性,通过普朗克公式转换得到亮温光谱,直接获得沾染物特征信息。无需...

 PDF全文红外与激光工程 | 2015, 44(11):3469

 基于平板波导的小型红外光栅光谱仪光学设计

李扬裕 方勇华 李大成 刘洋

[摘要]为实现红外光谱仪器的小型化, 通过分析现有小型光谱仪, 提出了一种基于平板波导的小型红外光栅光谱仪的设计方法。 平板波导光谱仪的小型化原理与一般的微小型光谱仪不同。 在平板波导光谱仪中, 光束被限制在一层薄薄...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2015, 35(03):841

 基于正交子空间投影的污染气体自适应探测

崔方晓 方勇华

[摘要]超光谱成像遥测污染气体的主要目的是对其进行识别分类,进而获得其空间分布信息,确定污染源位置。实际应用中,目标光谱叠加在强背景辐射之上,此外开放路径中的实测光谱还包含大气等干扰物光谱,这些因素制约了对目...

 PDF全文光学学报 | 2014, 34(07):0730002

 红外微弱信号的放大与调理电路设计

李钊 方勇华 雒静 刘家祥

[摘要]从热电堆红外探测器的检测电路设计入手,讨论了微弱信号的放大和调理方法,分析了热电堆探测器输出信号 的时频域特性和噪声,给出了各环节的实现电路并进行了仿真,分析了以前置放大器为主的模拟信号链的噪 声,并提出了噪...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2013, 8(05):385-394

 大气CO2反演的地表反射率影响分析与比值反演方法

叶函函 王先华 吴军 方勇华 麻金继 江新华 韦秋叶

[摘要]近红外波段空基大气CO2反演是一个病态问题, 地表特征的不确定性是其重要的影响因素之一。 针对大气CO2高精度反演的需求, 研究了地表反射率两大不确定性因素对大气CO2反演的影响程度, 提出了比值光谱法对这种影响进行...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2013, 33(08):2182-2187

 基于高分辨率地基FTS光谱的大气CO2反演方法研究

吴军 方勇华 叶函函 王先华 江新华

[摘要]大气CO2是重要的温室气体, 对大气CO2的全球监测有助于增进人类对气候变化的理解。 相比于天基平台, 地基观测数据通常具有更高的光谱分辨率、 信噪比及其他已知参数, 更容易实现较高的反演精度。 地基反演方法可以作为...

 PDF全文光谱学与光谱分析 | 2013, 33(05):1281-1284

 基于亮温光谱的红外背景压缩方法

崔方晓 方勇华

[摘要]大部分污染气体在红外波段具有明显的发射或吸收特征,被动傅里叶变换红外(FTIR)遥感技术可以对污染气体进行远距离探测和识别。当利用移动平台对污染气体进行遥测时,背景辐射是未知的,且光谱中包含大气等干扰物特征...

 PDF全文光学学报 | 2013, 33(11):1130001

 大气二氧化碳反演中系统误差的分析与校正

叶函函 王先华 吴军 方勇华 江新华 韦秋叶

[摘要]二氧化碳(CO2)高精度反演中易受多种因素的影响,其中一部分是系统误差,如温度廓线、压力廓线、水汽以及大气分层等精度不足所带来的影响,仅利用CO2吸收带的光谱信息很难克服由此带来的误差。这种系统误差的波长依赖...

 PDF全文强激光与粒子束 | 2013, 25(11):2841-2845

 小型长波红外光栅光谱仪光学设计

李扬裕 方勇华 刘洋

[摘要]光学系统是光谱仪微小型化的关键,光学设计的质量将直接影响微小型光谱仪的性能。针对长波红外光 谱探测的具体应用,对比国内外各种方案,分析其优劣后提出一种基于交叉非对称切尔尼-特纳(Czerny-Turner)结 构的小型光栅...

 PDF全文大气与环境光学学报 | 2012, 7(04):315-320

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