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激光诱导Al等离子体中的Doppler效应

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光谱学与光谱分析 2005年第5期25卷 655-659页

作者：宋一中贺安之南京理工大学理学院

用Nd:YAG脉冲激光烧蚀Al靶产生等离子体,利用时间分辨技术采集Al等离子体辐射的时间分辨信息,使用光学多道分析系统(OMAⅢ)记录Al等离子体辐射光谱,从而获得激光诱导Al等离子体时间分辨光谱。分别利用Lorentz函数、Gauss函数以及这两种... 详细信息

用Nd:YAG脉冲激光烧蚀Al靶产生等离子体,利用时间分辨技术采集Al等离子体辐射的时间分辨信息,使用光学多道分析系统(OMAⅢ)记录Al等离子体辐射光谱,从而获得激光诱导Al等离子体时间分辨光谱。分别利用Lorentz函数、Gauss函数以及这两种函数的线性叠加函数(后简称叠加函数),对Al原子共振双线AlⅠ396.15nm,AlⅠ394.40nm进行拟合分析,解析出实验谱线所含的Lorentz和Gauss线形成分。通过对比这两种线形成分发现,实验谱线主要由Lorentz线形成分所组成,Gauss线形成分相对少得多。通过对比Lorentz函数与叠加函数对实验谱线的拟合曲线,给出了Doppler效应展宽谱线的直观图像,估算了Doppler效应导致谱线的增宽量。结果发现,Doppler效应引起的Al共振谱线增宽约2×10-3～8×10-3nm,这与理论计算结果6.7×10-3nm符合得很好。因此,通过拟合分析与理论计算,对激光诱导Al等离子体中的Doppler效应给以圆满解释。

关键词： Doppler效应时间分辨光谱拟合分析谱线半高全宽谱线增宽

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光学厚度对颗粒媒质的多重散射的影响

光学技术 2007年第5期33卷 691-693页

作者：戴兵贺安之南通大学理学院南通226007 南京理工大学应用物理系南京210094

基于辐射传播方程及多重散射基础理论,利用Fraunhofer近似,对颗粒媒质的多重散射光强进行了计算。研究了光学厚度对多重散射的影响,揭示了多重光散射的角分布特征,光强大小随光学厚度的变化,以及单散射引起的误差等方面的规律。为实际... 详细信息

基于辐射传播方程及多重散射基础理论,利用Fraunhofer近似,对颗粒媒质的多重散射光强进行了计算。研究了光学厚度对多重散射的影响,揭示了多重光散射的角分布特征,光强大小随光学厚度的变化,以及单散射引起的误差等方面的规律。为实际的颗粒媒质的光学测量等提供了理论根据。

关键词：应用光学多重散射颗粒光学厚度

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光学层析重建算法改进的研究

光学学报 2004年第2期24卷 158-161页

作者：姚红兵贺安之南京理工大学信息物理与工程系南京210094

光学层析技术在温度、密度等流场的非接触测试中有着广泛的应用前景 ,然而光学层析的重建是非完全数据的投影重建 ,通常采用的代数迭代法不能很好地解决重建精度这一难题。为此提出了一种新的光学层析技术的代数迭代重建算法 ,在算法中... 详细信息

光学层析技术在温度、密度等流场的非接触测试中有着广泛的应用前景 ,然而光学层析的重建是非完全数据的投影重建 ,通常采用的代数迭代法不能很好地解决重建精度这一难题。为此提出了一种新的光学层析技术的代数迭代重建算法 ,在算法中引入了包含先验知识的属性矩阵 ,并摒弃了通常所采用的对超松弛系数人为的确定取法 ,采用了变超松弛系数。实验计算结果表明 ,引入属性矩阵和变超松弛系数的代数迭代法能够较好的重建非完全数据投影的待测场 ,极大地提高重建精度 ,较好地与实测结果吻合。

关键词：信息光学光学层析重建算法松弛系数属性矩阵温度流场代数迭代法拉东反变换图像处理技术

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Al等离子体特征辐射时间分辨谱线线形分析

光谱学与光谱分析 2004年第1期24卷 29-32页

作者：宋一中贺安之南京理工大学理学院

用Nd :YAG脉冲激光烧蚀Al靶获得Al等离子体 ,利用时空分辨技术采集Al等离子体的辐射信息 ,记录了 10～ 10 0 0 0ns延迟范围内Al等离子体辐射的时间分辨谱 ,通过分析 ,获得了Al等离子体特征谱线AlⅠ 396 15和AlⅠ 394 4 0nm的时间分... 详细信息

用Nd :YAG脉冲激光烧蚀Al靶获得Al等离子体 ,利用时空分辨技术采集Al等离子体的辐射信息 ,记录了 10～ 10 0 0 0ns延迟范围内Al等离子体辐射的时间分辨谱 ,通过分析 ,获得了Al等离子体特征谱线AlⅠ 396 15和AlⅠ 394 4 0nm的时间分辨谱。分析了 80 0～ 10 0 0 0ns延迟范围内的谱线线形 ,并分别对两条特征谱线进行了Lorentz函数和Gauss函数拟合。结果发现 ,10 0 0ns延迟以后的谱线是非常规则的Lorentz线形 ;而 10 0 0ns以前的也是Lorentz线形 ,但不十分规则 ;在该延迟范围内 ,所有时间分辨特征谱线与Gauss拟合曲线相差很大 ,说明谱线不是Gauss线形的。参照Lorentz函数拟合结果 ,测量了这两条谱线的半高全宽 ,并与谱线的自然线宽理论值比较。结果发现。

关键词：铝等离子体辐射时间分辨谱线形分析时-空分辨技术激光烧蚀沉积技术 Lorentz线形 Gauss线形

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光偏折层析重建流场中的两阶段降噪技术

中国激光 2006年第12期33卷 1665-1670页

作者：张斌贺安之宋旸南京理工大学信息物理与工程系江苏南京210014

光学层析技术中,包含在投影信息中的噪声会严重影响重建精度。针对偏折层析的关键环节,提出分两阶段对噪声进行抑制的方法。其一是在数据提取阶段使用小波分析技术对偏移量进行降噪,其二是重建时使用偏折角平均修正算法抑制噪声对迭代... 详细信息

光学层析技术中,包含在投影信息中的噪声会严重影响重建精度。针对偏折层析的关键环节,提出分两阶段对噪声进行抑制的方法。其一是在数据提取阶段使用小波分析技术对偏移量进行降噪,其二是重建时使用偏折角平均修正算法抑制噪声对迭代计算的影响。模拟实验中使用莫尔层析重建技术对三峰温度场进行了重建,结果显示降噪处理能够明显改善噪声对重建造成的不良影响,对误差曲线的分析表明,该处理使得100次迭代后误差的降幅高达45%。结合8邻域求导算法和降噪处理技术,对小型防风喷焰进行实际测量,证实了莫尔偏折层析技术在流场测量领域的实用价值。

关键词：信息光学流场重建莫尔层析降噪

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不同光源对激光尘埃粒子计数器性能的影响

红外与激光工程 2004年第3期33卷 264-268页

作者：纪运景卞保民贺安之南京理工大学信息物理与工程系江苏南京210094

使用BeamProfile2350光束诊断仪测量了氦氖激光和半导体激光两种典型光源的光束特性,并分析了将它们作为激光尘埃粒子计数器的光源时,其在光敏区所产生光场的不均匀性。同时讨论了光场不均匀对计数器性能的影响,计算了两种不同光源下,... 详细信息

使用BeamProfile2350光束诊断仪测量了氦氖激光和半导体激光两种典型光源的光束特性,并分析了将它们作为激光尘埃粒子计数器的光源时,其在光敏区所产生光场的不均匀性。同时讨论了光场不均匀对计数器性能的影响,计算了两种不同光源下,计数器计数效率和分辨比率的差异。结果表明,以半导体激光作为计数器光源时,光敏区的光强均匀性更好,计数效率更高,粒径的分辨比率较氦氖激光作用时提高了17%,增大了粒径的有效测量范围。

关键词：激光尘埃粒子计数器光敏区粒径分辨比率计数效率

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脊小波变换域模糊自适应图像增强算法

光学学报 2007年第7期27卷 1183-1190页

作者：王刚肖亮贺安之南京理工大学信息物理与工程系南京理工大学计算机科学与技术学院南京210094

提出了基于脊小波（ridgelet）变换域的模糊自适应图像增强算法，利用脊小波变换在表示图像线性奇异边缘时具有独特的优越性，达到突出边缘和抑制噪声的目的。利用频域内傅里叶投影变换定理，提出优化有限拉东（Radon）变换系数顺序的... 详细信息

提出了基于脊小波（ridgelet）变换域的模糊自适应图像增强算法，利用脊小波变换在表示图像线性奇异边缘时具有独特的优越性，达到突出边缘和抑制噪声的目的。利用频域内傅里叶投影变换定理，提出优化有限拉东（Radon）变换系数顺序的方法，使得拉东变换后图像的折回现象得到改善；利用广义模糊集合概念和最大模糊熵原理，提出一种自适应设置模糊增强函数方法，使得增强后的图像在抑制噪声、增强特征方面达到较好折衷。通过模拟实验显示，该算法优于传统的增强方式，在低信噪比情况（2．5～5．5dB）下，其边缘检测概率大于二维小波增强方式约50％。应用于含有局部线形裂纹的路面病害图像的增强，可以将裂纹信号基本增强出来，且对路面上离散的油滴、石子等点噪声抑制较好。

关键词：图像处理脊小波变换拉东变换图像增强广义模糊集合边缘检测概率

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偏折层析的滤波反投影算法及误差分析

光学学报 2006年第11期26卷 1657-1665页

作者：宋旸张斌贺安之南京理工大学信息物理与工程系南京210094

对偏折层析投影转换为相位层析投影的转换关系进行了分析,给出明晰的数学关系,并针对偏折层析的滤波反投影算法重建的结果进行误差分析。分析结果表明投影噪声对重建场的作用体现在与由偏折层析滤波反投影算法的滤波器有关的倾斜函数上... 详细信息

对偏折层析投影转换为相位层析投影的转换关系进行了分析,给出明晰的数学关系,并针对偏折层析的滤波反投影算法重建的结果进行误差分析。分析结果表明投影噪声对重建场的作用体现在与由偏折层析滤波反投影算法的滤波器有关的倾斜函数上。因此提出了改进的偏折层析滤波反投影算法,数值模拟表明,改进算法在有效抑制倾斜现象的同时,对重建结果不会造成明显的失真。在此基础上改进的算法被用于真实火箭燃气射流密度场的三维重建中。

关键词：信息光学偏折层析重建算法误差分析

光偏折层析的Tikhonov正则化重建技术

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光学学报 2007年第5期27卷 853-858页

作者：张斌宋旸贺安之南京理工大学信息物理与工程系南京210094

从不适定问题的求解思想出发,建立了使用Tikhonov正则化方法计算流场参量分布的光偏折层析重建技术。理论上详细讨论了偏折信息的转化、投影方程组的正则化、以及由共轭梯度法实现求解等三个主要步骤。用数值模拟考察该方法对非对称温... 详细信息

从不适定问题的求解思想出发,建立了使用Tikhonov正则化方法计算流场参量分布的光偏折层析重建技术。理论上详细讨论了偏折信息的转化、投影方程组的正则化、以及由共轭梯度法实现求解等三个主要步骤。用数值模拟考察该方法对非对称温度分布的重建效果,分别计算了对应不同采样数的欠定与超定投影方程组。结果表明,10次迭代后重建分布的平均误差和峰值误差分别为2.1%和5.2%。使用正则化方法对采集的多方向叠栅偏折投影进行计算,重建出双峰温度场。结果表明,使用正则化方法的双峰值相对误差略高,迭代次数减少,可提高重建效率。

关键词：信息光学流场重建偏折层析正则化