检索结果-南通市图书馆

空间外差遥感数据光谱-干涉图双向校正算法研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱学与光谱分析 2024年第4期44卷 963-968页

作者：王新强王祯梁秋裕熊伟李志伟叶松甘永莹王方原桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面... 详细信息

空间外差光谱技术(SHS)作为新型高光谱分析技术,被广泛应用于大气检测、卫星遥感等领域,但由于空间外差光谱仪的制作不理想或工作环境的变化都会改变仪器参数而引入误差,使干涉图数据不准确,需要进行误差校正。在卫星平台下,由于与地面环境的巨大差异,导致地面测定的校正参数对空间外差干涉图数据不再适用,特别是调制项误差(相位误差和非均匀误差)的改变,极大影响了光谱的准确性。针对空间外差遥感数据的调制项误差,从光谱与干涉图两个方面入手,进行误差分离与原因分析,认为空间外差遥感数据误差主要来源于CCD尺寸伸缩导致的光谱频率变化和CCD响应改变导致的干涉图强度变化,提出了光谱-干涉图双向校正方法。校正测试数据选取高分五号搭载检测仪(GMI)实测的12条O 2吸收光谱。取其中一条作为标定光谱,以SCIATRAN仿真的无误差光谱为基准,与标定光谱进行对比,分析两者在光谱维的频率偏差,通过特征峰频率确定两者的频率变换关系。然后根据变换关系将仿真光谱进行频率拉伸,使拉伸后的仿真光谱与实测光谱谱峰重合,计算拉伸仿真光谱与实测光谱干涉图,将两者干涉图相比得到干涉图强度的变化关系。最后将干涉图强度变化关系用于其余11条光谱的校正,得到校正后光谱。为了衡量校正效果,以校正前后光谱的标准差、均方误差和信噪比作为评价指标。结果显示标准差、均方误差都明显降低,同时信噪比显著增大,且标准差基本都在0.07以下,信噪比基本能达到20以上。其中校正效果最好的实测光谱,标准差减少了0.3767,信噪比提高了25.1016,均方误差降低了0.1587,校正效果较差的实测光谱,标准差减少了0.2296,信噪比提高了9.6328,均方误差降低了0.1049。因此所提出的光谱-干涉图双向校正方法对空间外差遥感数据的误差校正起到较好的效果,且处理过程简单,为同类数据的处理提供了一种新思路。

关键词：空间外差遥感误差校正光谱谱峰频率干涉图强度幅值

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

纤维素拉曼光谱的单体仿真方法研究

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 164-168页

作者：王新强储佩珠熊伟叶松甘永莹张文涛李树王方原桂林电子科技大学光电工程学院广西桂林541004 中国科学院安徽光学精密机械研究所安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004 中国科学院通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,是世界上最丰富、最便宜、最容易获得的天然聚合物。纤维素作为最古老最丰富的天然高分子在研究中备受关注,纤维素的可控性取决于其分子量、大小和结构,而拉曼光谱具有“指纹特性”,可以对不同的纤维... 详细信息

纤维素是由葡萄糖组成的大分子多糖,是世界上最丰富、最便宜、最容易获得的天然聚合物。纤维素作为最古老最丰富的天然高分子在研究中备受关注,纤维素的可控性取决于其分子量、大小和结构,而拉曼光谱具有“指纹特性”,可以对不同的纤维素纤维进行鉴别,也能对历史老化的纺织纤维材料进行鉴别。然而纤维素作为大分子多糖对其做理论仿真较为困难,该研究提出采用基本单元模拟大分子光谱这一方案,使用纤维素单体仿真拉曼光谱来分析纤维素大分子的光谱性质。使用Gaussian 16软件基于密度泛函理论,在B3LYP/6-31g(d, p)的基组条件下,计算了不同外电场(-0.01-0.03 a.u.)下的纤维素单体的拉曼光谱,以及纤维素双链节的拉曼光谱。研究表明,在无外电场作用下,纤维素单体的拉曼光谱主要在449、 597、 842、 1 127、 1 361、 1 395和3 005 cm^(-1)处有特征峰,对其做振动分析,结果表明这些拉曼峰分别是由环(C6—C4—O20)伸缩振动、 C—C—H扭曲振动、环(C4—O20—C2)伸缩振动、糖苷键(C2—O1—C8)的伸缩振动、 CH_(2)的弯曲振动、 CH_(2)的弯曲振动、 CH_(2)的伸缩振动产生。通过与实验值比较,纤维素单体仿真拉曼光谱与天然纤维素的实测拉曼光谱相吻合,故可通过对纤维素单体的第一性原理计算来反映纤维素大分子的拉曼光谱特性。当外电场由负方向变为正方向且逐渐增大时,597 cm^(-1)对应的环C—C—H扭曲振动的振幅无明显变化,以无电场为基准,施加外电场时,振动能量减小光谱红移;1 127 cm^(-1)对应的糖苷键(C2—O1—C8)的伸缩振动振幅明显减小,光谱呈蓝移;CH_(2)的弯曲振动在1 395 cm^(-1)处的特征峰光谱呈蓝移,在1 361 cm^(-1)处产生的光谱先蓝移再红移又再次蓝移,推测是弯曲振动区域更容易受到骨架振动和环境变化的影响。对比纤维素单体与双链节拉曼光谱的差异,除单体明显的特征峰外,双链节分子的在1 041和151 cm^(-1)处有明显的特征峰,其分别为仲醇C—O伸缩振动,C—O—H弯曲振动所产生,可对纤维素单体的拉曼光谱进行补充说明。这些结论为研究纤维素在外电场作用下的光谱提供理论依据,同时为其他大分子聚合物的拉曼光谱研究分析提供一种新的方法。

关键词：纤维素电场拉曼光谱

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于空间外差的拉曼信号处理方法研究

光谱学与光谱分析 2022年第1期42卷 93-98页

作者：王新强胡峰熊伟叶松李树甘永莹银珊王方原桂林电子科技大学广西桂林541004 中国科学院安徽光学精密机械研究所通用光学定标与表征技术重点实验室安徽合肥230031 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉... 详细信息

空间外差拉曼光谱技术是近年兴起的一种超光谱探测技术,它既具有拉曼光谱测量的非接触、快速、简单、可重复、无需样品准备等特点,更具有空间外差的超光谱分辨率、高通量、无运动部件优点,能在被测物质特征波长中心范围探测,实现微弱拉曼光信号的直接测量。由于被测信号微弱、光学元件加工精度、器件封装及仪器安装误差等原因,会导致空间外差拉曼光谱仪(SHRS)接收到的干涉图存在光强分布不均匀、干涉条纹倾斜或扭曲等现象,从而使普通光谱恢复方法得到光谱信号准确度下降或无法识别。根据SHRS探测到的干涉图所存在的误差特点,将二维傅里叶变换应用于SHRS干涉图的光谱复原,提出基于二维频域谱重采样的最强直线方向光谱提取方法,以实现SHRS光谱的获取。提取过程为:将采集的目标干涉图进行二维傅里叶变换,获得二维频谱图,通过使用相同实验系统采集的单波长或多波长光源的二维频谱信号特征峰的位置信息,拟合获取光信息强度最大方向直线方程。然后根据该直线与目标二维频谱图各列交点坐标位置,确定重采样贡献像元及权重。对拟合直线方程经过的所有列像元进行重采样,得到最终的光谱信号。将该方法应用于自行搭建实验系统采集的三叶草干涉图数据,同时与其他方法光谱复原结果进行对比。结果表明:与一维行平均光谱法比较,该方法获取的光谱在探测波段中心区域信号强度更加明显,同时消除了探测器热噪声的影响;与二维频谱中心行直接提取法比较,该方法是该方法的改进版本,两者结果比较接近。但是由于考虑到干涉条纹y分量的影响,沿二维频谱信号最强方向重采样得到的最终光谱,其主峰半峰宽更窄、边频噪声强度更小,且随着y分量的增加,光谱复原效果及优势将越发明显。该方法是空间外差拉曼光谱技术数据处理的一种有益补充与尝试。

关键词：光谱学空间外差拉曼干涉图二维频谱图

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光电信息科学与工程专业英语教学改革研究

现代英语 2023年第15期 21-23页

作者：于凌尧尹君王方原秦祖军梁秋裕桂林电子科技大学广西桂林541004

文章从课程定位、教学目的和教学重点三个方面对光电专业英语当前存在的问题进行探讨,分析了专业英语的课程特点、智能翻译工具带来的影响以及当前教学需要培养的核心能力,并据此给出了相应的改革对策和建议。

关键词：光电信息科学与工程专业英语课程定位核心能力

Spin resonance transport properties of a single Au atom in S–Au–S junction and Au–Au–Au junction

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

Chinese Physics B 2016年第7期25卷 387-392页

作者：王方原李桂琴 Department of Physics Tsinghua University

The spin transport properties of S–Au–S junction and Au–Au–Au junction between Au nanowires are investigated with density functional theory and the non-equilibrium Green＇s function. We mainly focus on the spin resonance transport properties of the center Au atom. The breaking of chemical bonds between anchor atoms and center Au atom significantly influences their spin transmission characteristics. We find the 0.8 eV orbital energy shift between anchor S atoms and the center Au atom can well protect the spin state stored in the S–Au–S junction and efficiently extract its spin state to the current by spin resonance mechanism, while the spin interaction of itinerant electrons and the valence electron of the center Au atom in the Au–Au–Au junction can extract the current spin information into the center Au atom. Fermi energy drift and bias-dependent spin filtering properties of the Au–Au–Au junction may transform information between distance, bias,and electron spin. Those unique properties make them potential candidates for a logical nanocircuit.

关键词： density functional theory nonequilibrium Green function spin resonance tunnelling

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

空间静态偏振调制干涉光谱系统的设计与仿真

桂林电子科技大学学报 2023年第2期43卷 165-172页

作者：陈智佳叶松熊伟李树王新强王方原桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 中国科学院安徽光机所合肥230031 桂林电子科技大学、广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

为了更好地获取目标物的光谱偏振信息,设计了一套空间静态偏振调制干涉光谱系统。该系统结合了空间外差光谱和偏振光谱强度调制技术,只需一次采样便可同步获取目标的分辨偏振光谱信息以及高光谱分辨率的Stokes矢量偏振光谱。首先从偏振... 详细信息

为了更好地获取目标物的光谱偏振信息,设计了一套空间静态偏振调制干涉光谱系统。该系统结合了空间外差光谱和偏振光谱强度调制技术,只需一次采样便可同步获取目标的分辨偏振光谱信息以及高光谱分辨率的Stokes矢量偏振光谱。首先从偏振光谱强度调制和空间外差光谱仪的光学理论入手,对该系统的光谱信息采集和偏振信息调制解调过程进行数学推导。然后根据调制模块中高阶相位延迟器的厚度与光谱仪带宽之间的对应关系,发现现有的光谱仪带宽过窄,导致延迟器厚度过大,无法适应宽波段的光谱测量需求。结合延迟器厚度与光谱复原分辨率的约束关系,在极限厚度下得出了空间外差光谱仪的最小拓宽光谱范围。最后根据改进的参数匹配设计,对探测过程进行了计算机数值模拟。研究结果表明:在空间外差光谱仪的最小拓宽工作波段内,对CCD探测器记录的干涉图进行基于傅里叶变换的解调处理,能够高保真地复原输入光信号的Stokes参量的偏振光谱信息,从而验证了该系统的可行性。

关键词：强度调制空间外差光谱技术偏振光谱傅里叶变换 Stokes参量

基于比值法的大气CO_(2)反演与地表反射率分析

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

激光与光电子学进展 2022年第1期59卷 64-71页

作者：王新强梁秋裕叶松王方原李树银珊甘永莹桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

二氧化碳(CO_(2))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CO_(2)浓度的准确反演有利于掌控全球CO_(2)时空分布。但是在近红外波段,地表反射率的不确定对CO_(2)浓度反演存在影响。引... 详细信息

二氧化碳(CO_(2))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CO_(2)浓度的准确反演有利于掌控全球CO_(2)时空分布。但是在近红外波段,地表反射率的不确定对CO_(2)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CO_(2)浓度之间存在某种关系,该关系反演CO_(2)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CO_(2)浓度进行分析。结果显示,光谱辐亮度比值与CO_(2)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;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CO_(2)浓度存在线性关系,这种关系可以很好地应用于CO_(2)浓度的反演,近似消除地表反射率影响。

关键词：大气光学二氧化碳浓度反演地表反射率比值法 MODTRAN4

橙皮素电场作用的分子结构和红外光谱理论研究

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

光谱学与光谱分析 2019年第8期39卷 2395-2402页

作者：王新强葛浩然李桂琴叶松汪杰君甘永莹王方原桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西桂林541004 清华大学物理系北京100084 广西光电信息处理重点实验室广西桂林541004

橙皮素(HES)是一种二氢黄酮药物,为研究在外电场(EEF)作用下, HES的分子结构和光谱的变化,利用密度泛函理论(DFT)以及6-311G(d,p)基组,在C2—C1方向施加EEF(-0.005~0.010 a.u.)并优化HES分子的基态几何构型,研究了分子总能量、键长、红... 详细信息

橙皮素(HES)是一种二氢黄酮药物,为研究在外电场(EEF)作用下, HES的分子结构和光谱的变化,利用密度泛函理论(DFT)以及6-311G(d,p)基组,在C2—C1方向施加EEF(-0.005~0.010 a.u.)并优化HES分子的基态几何构型,研究了分子总能量、键长、红外光谱(IR)、偶极矩(DM)和HOMO-LUMO能隙。在优化结构的基础上,采用含时密度泛函理论(TDDFT),探究不同EEF对紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、激发态(ES)的影响。结果显示,无EEF时, HES分子中C1—O18和C2—C26间的单键都优化成了双键,转变为烯醇式结构,这样分子中更多的基团构成一个共轭体系,形成最稳定的结构。随着EEF的增强,分子总能量先升后降, DM则先降后增,键长的变化复杂。当正向负向EEF都增强时,由于HES分子中不同化学键的振动产生的IR吸收峰(AP),相应地出现了不同的频谱移动,各个AP的强度也有不同的变化。无EEF时, UV-Vis在223.6和262 nm处有2个AP,分别处于E 2带、 K带。 223.6 nm处的AP随着EEF的增大出现了蓝移(BS),当EEF大于0.002 5 a.u.谱峰消失;262 nm处的AP在正向EEF下出现红移(RS),吸收强度随EEF的增强呈现衰弱趋势,当EEF为0.01 a.u.时,谱峰RS至283 nm,强度达到最小值5 889.64 L·mol^-1 ·cm^-1;在负向EEF下出现BS,且吸收强度均增强,在EEF为-0.002 5 a.u.时,谱峰BS至261 nm,强度增至最大值为12 500.36 L·mol^-1 ·cm^-1 。当正向负向EEF都增强时,分子的能隙和激发态能量(EE)均呈现减小趋势,说明HES分子易被激发而处于活跃状态。在无EEF时, OS均大于零,表明能够被激发。当不断加强正向EEF时, ES的OS均先升高再降低;在负向EEF下OS有复杂的变化。分析EEF下物质的分子结构和光谱,将为探究橙皮素的药效对其进行电场解离提供理论参考。

关键词：橙皮素(HES) 外电场(EEF) 分子结构光谱

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于偏振时域特性的海面耀光抑制方法研究

光学学报 2021年

作者：叶松屈文学李树汪杰君王新强王方原张文涛付思梦桂林电子科技大学电子工程与自动化学院广西光电信息处理重点实验室

耀光是太阳光入射到海面上由海面镜面反射而成，其较高的辐射强度会造成传感器像元饱和，使得海面目标轮廓淹没在耀光中，对目标探测造成影响。基于耀光的偏振时域特性，提出一种耀光抑制方法。该方法利用实时偏振成像系统对有耀光海面... 详细信息

耀光是太阳光入射到海面上由海面镜面反射而成，其较高的辐射强度会造成传感器像元饱和，使得海面目标轮廓淹没在耀光中，对目标探测造成影响。基于耀光的偏振时域特性，提出一种耀光抑制方法。该方法利用实时偏振成像系统对有耀光海面进行实时偏振测量，同时获取0°、45°、90°三个偏振方向的偏振视频图像信息；根据不同偏振方向视频对应帧图像计算stokes矢量，生成空间域耀光抑制偏振辐射图序列。将生成的图像序列进行时域融合，从而抑制耀光。本文搭建水面实时偏振成像观测实验平台，开展耀光背景下水面目标的探测实验。实验结果表明：使用该方法获得的耀光抑制图像对比普通线偏振图像信杂比提升显著，耀光抑制效果明显，图像中海面目标显著性得到有效增强。

关键词：遥感同时偏振成像图像时域融合耀光抑制目标探测