1 咸阳师范学院离子束与光物理实验室，陕西 咸阳 712000
2 西安交通大学物理学院，陕西 西安 710049
3 中国科学院近代物理研究所，甘肃 兰州 730000
用动能为1360 keV的129Xeq+（q=17，20，23，25，27）高电荷态离子分别入射到金属Al和Ti固体靶表面，测量高电荷离子与表面相互作用过程中离子俘获表面电子完成中性化所形成的激发态Xe原子和低电离态Xe离子退激辐射的近红外光谱线（800~1700 nm），以及靶原子被离化激发、退激辐射的光谱线。实验结果表明：高电荷态离子入射金属表面的过程中，携带的势能在飞秒量级的时间内沉积到靶表面，使靶原子离化激发，较强的库仑势能可使靶原子形成高离化态和复杂的电子组态、退激辐射光谱线。随着入射离子的电荷态增加，测量谱线的强度增大，该变化趋势与入射离子的势能随电荷增加的变化趋势大体一致，说明经典过垒模型在近玻尔速度能区是成立的。
原子与分子物理学 高电荷态离子 经典过垒模型 禁戒跃迁 近红外光谱
光通信研究
2024, 50(2): 22008801
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
相比传统的多光谱成像探测，偏振多光谱成像探测方法可以探测目标表面的粗糙度、含水量等更多信息，给目标检测带来了很大便利，但目前主要用于目标探测，尚未广泛应用于目标分类。BP神经网络是目前常用的一种典型神经网络，可以建立从端到端的映射，在训练样本集足够大的前提下，训练完毕且效果良好的神经网络是一种高效、精确、快速的工具。首先，利用基于旋转偏振片和滤波片的偏振光谱成像探测系统获取了典型地物的偏振多光谱图像，对图像进行了预处理，建立了数据集；其次，在该数据集上进行了神经网络的训练，训练后的神经网络可以处理未知的偏振多光谱图像，并实现了对几种典型地物的分类；最后，对神经网络分类的效果进行了评价，并与其他几种典型分类方法的效果进行了对比，发现神经网络方法具有更好的分类精度和效果，相比典型的最大似然分类算法，其总体分类精度可从91.7%提升至94.2%，Kappa系数可从0.851提升至0.898。研究结果表明：基于神经网络的偏振光谱图像分类方法对于改进和优化现有的偏振多光谱图像数据处理方法具有一定的研究意义。
偏振多光谱图像 图像分类 BP神经网络 polarized multispectral image image classification BP neural network 红外与激光工程
2022, 51(6): 20220249
西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
为解决正交频分复用（OFDM）可见光通信中存在的发光二极管（LED）非线性及由其引起的载波频率偏移问题，建立了N重最小频移键控（N-MSK）映射下的OFDM可见光通信系统模型，并利用蒙特卡罗方法，对比分析了N-MSK映射与二进制相移键控（BPSK）映射在信号功率谱密度、星座图、载波干扰比、误码率等性能方面的差异。实验结果表明：N-MSK（N>1）映射系统具有良好的带外衰减特性；在相同频率偏移的情况下，采用N-MSK（N=1）映射方式，系统载波干扰比提升约15 dB，抑制载波频偏引起的载波间干扰的能力增强；相同误码率情况下（10-6），MSK映射系统所需的信噪比（SNR）较BPSK映射低2 dB；相同SNR条件下，MSK映射方式能够克服LED非线性对系统性能的影响。因此，所提模型在信号星座图及误码率方面性能较好。
光通信 发光二极管非线性 N重最小频移键控 正交频分复用 载波频率偏移 哈特莱变换 激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0506003
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
环氧复制法利用环氧树脂将抛光母模的高精度表面复制至镜坯，这是一种高效率低成本制备光学反射镜的方法。由于树脂的材料特性，复制面形精度随着反射镜口径的增大而迅速降低，并且在脱模后没有有效的面形精修方法。本文首先利用有限元分析方法仿真了环氧复制过程，提出了一种针对母模的优化设计方法，提高了环氧复制法的精度。然后研制了一种具有多层结构的金属薄膜，利用磁流变修形技术将复制后的薄膜表面加工至更高的面形精度。最后利用环氧复制法分别在5 天和10 天内制备了Φ180 mm 抛物面反射镜和Φ500 mm 平面反射镜，面形RMS 均小于20 nm，表面粗糙度Rq 均为0.6 nm。
环氧复制 反射镜 面形 光学加工 epoxy replication mirror surface figure optical fabrication
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西理工大学物理与电信工程学院，陕西 汉中 723001
针对雾环境造成光功率衰减影响车辆间有效工作区间的问题，考虑了汽车尺寸、白光汽车前照灯的两种辐射模式，建立了空间车载可见光通信矩形信道模型，采用微元法求得漫反射链路传输功率，利用积分思想推导出雾环境下白光的衰减系数并求得系统的有效工作区间。仿真结果表明：车辆间相对速度、运动方向和车灯功率半角，路面及相邻车道车辆位置和其表面反射材料等都会带来不同程度的信道衰减，影响着车辆间信息的可靠传递。
光通信 可见光通信 矩形模型 接收功率 工作区间 激光与光电子学进展
2021, 58(17): 1706002
1 西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室, 成都 610500
2 西南石油大学 材料科学与工程学院, 新能源材料及技术研究中心, 成都 610500
含油污水的治理已经成为世界性的难题, 如何有效分离油水混合物成为亟待解决的问题。本研究通过绿色环保、简单浸蘸的表面修饰法, 以三聚氰胺海绵(MS)作为基底材料, 选择氧化石墨烯溶液(GO)与聚四氟乙烯浓缩分散液(PTFE)的混合液对MS改性, 成功制备出性能优异的超疏水材料(GPMS)。采用X射线衍射仪(XRD), 热重分析仪(TG)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对制备的GPMS进行结构、形貌和组分分析, 并对其表面浸润性、压缩循环性、选择吸附性能以及连续油水乳浊液分离性能进行了系统研究。结果表明, 制备的GPMS具有超疏水性(疏水角可达168°); 机械性能优越, 可以完成50次压缩循环实验; 能够选择性地吸附水上浮油与水下重油, 还可对油水乳浊液实现高效分离, 是一种具有实际应用价值的含油污水治理材料。
三聚氰胺海绵 超疏水 油水乳浊液分离 含油污水 melamine sponge superhydrophobic oil-water emulsion separation oily wastewater
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室，陕西 西安 710048
分析雾环境下利用LED交通灯进行车辆定位的性能，讨论了接收角度、道路宽度、雾环境下接收端信噪比等对车辆定位范围的影响。仿真结果表明：信号最佳接收角度为25°；车辆距离LED交通灯20 m之内时，道路宽度对信号的接收功率影响较大；在靠近交通灯处，车辆位于第二车道上的定位距离比车辆位于第一车道的定位距离少2.2 m；晚间接收端的信噪比优于白天，晚间的定位范围大于白天；与晴朗天气相比，雾天信噪比下降较大，将极大影响车辆的可定位范围，因此为保证安全驾驶，车辆在雾天行驶过程中需要更多的制动时间。
LED交通灯 能见度 信噪比 定位范围 LED traffic light visibility signal to noise ratio positioning range
1 西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048
2 陕西省智能协同网络军民共建重点实验室，陕西 西安 710048
为了解决多用户MIMO(MU-MIMO)室内可见光通信中存在用户间干扰问题及对角化(BD)算法所产生的子信道强弱的问题，利用子流选择BD 算法，对室内MU-MIMO 可见光通信系统的误码率进行优化。建立了MU-MIMO 室内可见光通信的信道模型，利用控制变量法并采用不同LED 与PD 距离的参数，对比了在4×4 MIMO 与8×8 MIMO 两种不同的室内系统布局方式下的信道空间相关性，分析对比子流选择BD 算法及BD 算法的系统容量及误码率性能。结果表明，随着空间相关的不断增强，误码率性能下降，子流选择BD 算法相对于BD 算法可以带来4 dB 以上的增益。
可见光通信 子流选择 信道相关性 块对角化 visible light communication substream selected channel correlation block diagonalization
