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舰船尾流气泡后向光散射特性研究

激光技术 2005年第2期29卷 205-206,218页

作者：王江安蒋兴舟马治国宗思光海军工程大学兵器工程系武汉430033

对水中气泡后向光散射特性进行了初步的定性研究。实验结果表明,由于气泡的存在,水的后向光散射特性有了明显的改善。水中气泡后向光散射强度与探测器类型、气泡距离以及气泡密度等因素有密切关系。采取一定的措施,尾流气泡后向光散射... 详细信息

对水中气泡后向光散射特性进行了初步的定性研究。实验结果表明,由于气泡的存在,水的后向光散射特性有了明显的改善。水中气泡后向光散射强度与探测器类型、气泡距离以及气泡密度等因素有密切关系。采取一定的措施,尾流气泡后向光散射信号是可以探测到的。

关键词：尾流气泡光散射后向光散射

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舰船尾流气泡后向光散射特性研究

科技资讯 2010年第33期8卷 8-10页

作者：张家利张建生文丽潍坊科技学院基础部山东寿光262700 西安工业大学数理系西安710032

在Mie散射理论的基础上分析尾流气泡的光散射特性,在实验基础上提出了一种利用尾流中气泡对激光的后向散射光特性探测舰船方法。一般情况下,在不考虑水面波动的条件下能得到明显的气泡后向散射光信号;当波浪稍大时,会影响后向散射光信... 详细信息

在Mie散射理论的基础上分析尾流气泡的光散射特性,在实验基础上提出了一种利用尾流中气泡对激光的后向散射光特性探测舰船方法。一般情况下,在不考虑水面波动的条件下能得到明显的气泡后向散射光信号;当波浪稍大时,会影响后向散射光信号。对此本文的判别效果。

关键词：舰船尾流气泡分布 Mie散射后向光散射

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旋转对称金纳米颗粒在生物成像中的优化

光学学报 2021年第23期41卷 237-245页

作者：夏伊丁·亚库普帕尔哈提江·吐尔孙新疆师范大学物理与电子工程学院新疆乌鲁木齐830054 中国科学院新疆天文台新疆乌鲁木齐830011 新疆师范大学新型光源与微纳光学实验室新疆乌鲁木齐830054

金属纳米颗粒具有局域表面等离子共振效应,由于其独特的光学特性、易控的表面化学能力和优良的生物相容性,被广泛应用于生物成像领域。针对旋转对称金纳米颗粒(金纳米旋转椭球、纳米圆柱和纳米棒)在生物成像中的应用,利用T矩阵方法和介... 详细信息

金属纳米颗粒具有局域表面等离子共振效应,由于其独特的光学特性、易控的表面化学能力和优良的生物相容性,被广泛应用于生物成像领域。针对旋转对称金纳米颗粒(金纳米旋转椭球、纳米圆柱和纳米棒)在生物成像中的应用,利用T矩阵方法和介电函数尺寸修正模型,研究了旋转对称金纳米颗粒的共振后向光散射特性,获得了最优后向光散射特性及对应的最佳尺寸参数。考虑了生物成像中使用的三个典型激发波长(830,840,900 nm),结果表明,纵横比为3.7、长度为146 nm的金纳米旋转椭球在入射光波长900 nm处具有最优的后向光散射特性。此外,分析了入射光波长和生物组织折射率对优化结果的影响,结果表明,优化后的三种旋转对称金纳米颗粒的体积后向散射系数和尺寸参数随入射光波长的增大而增大,随组织折射率的增大而减小。最后给出了体积后向散射系数大于其最大值的90%时对应的尺寸参数范围。研究结果为三种旋转对称金纳米颗粒在生物成像中的应用提供了理论指导。

关键词：散射后向光散射局域表面等离激元共振生物成像 T矩阵方法优化

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尾流后向散射光功率衰减特性研究

光子学报 2006年第9期35卷 1417-1420页

作者：李增荣刘继芳邓仲芳西安电子科技大学技术物理学院501教研室西安710071

依据Mie理论光散射在0°和180°有明显增强的结论,应用自行设计的模拟尾流后向散射光功率实验系统在632.8nmHeNe激光器直接照明和扩束后照明两种条件下,对模拟尾流后向散射光功率衰减特性进行了研究.结果表明,用后向散射光功率进行探测... 详细信息

依据Mie理论光散射在0°和180°有明显增强的结论,应用自行设计的模拟尾流后向散射光功率实验系统在632.8nmHeNe激光器直接照明和扩束后照明两种条件下,对模拟尾流后向散射光功率衰减特性进行了研究.结果表明,用后向散射光功率进行探测时,考虑到散射光在水中传播的衰减,对近距离分布的气泡,使用扩束光照明效果较好;对较远距离分布的气泡,使用细光束照明效果较好,其可探测的距离要比扩束光远.

关键词：尾流气泡后向光散射光功率

水下气泡幕激光后向探测中的信号起伏和干扰抑制

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激光与红外 2009年第3期39卷 244-246,250页

作者：马治国王江安余扬梁善勇海军工程大学电子工程学院湖北武汉430033 海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033

水下气泡幕的激光后向探测实验中发现,由于气泡幕的存在,信号有时得到增强,有时会减弱。对该问题进行分析,将探测区域分为三个组成部分,对三部分信号进行比较分析,从而找出影响信号强度的因素,并通过实验进行验证。结果表明,信号的强度... 详细信息

水下气泡幕的激光后向探测实验中发现,由于气泡幕的存在,信号有时得到增强,有时会减弱。对该问题进行分析,将探测区域分为三个组成部分,对三部分信号进行比较分析,从而找出影响信号强度的因素,并通过实验进行验证。结果表明,信号的强度是增强还是减弱,主要取决于气泡幕本身的信号强度,它与气泡幕的距离以及气泡密度等因素有关。对同一距离上相同密度的气泡幕进行探测,适当增大探测器和发射器之间的距离,可以提高有无气泡时的差异,从而提高系统探测性能。

关键词：气泡幕激光探测后向光散射功率

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激光水下探测光尾流回波信号提取方法的研究

激光与红外 2010年第10期40卷 1048-1052页

作者：郭虎生刘启忠佟明宸徐翔海军工程大学兵器工程系海军91245部队海军装备部驻广州地区军事代表局

激光应用于水下目标探测时,受水体后向散射的影响,目标信号被强噪声信号所淹没。针对这一问题,采用基于RLS算法的自适应抵消法对水体后向散射回波信号进行抑制。并根据水下探测信号非平稳的特点,在传统RLS算法的基础上引入可变遗忘因子... 详细信息

激光应用于水下目标探测时,受水体后向散射的影响,目标信号被强噪声信号所淹没。针对这一问题,采用基于RLS算法的自适应抵消法对水体后向散射回波信号进行抑制。并根据水下探测信号非平稳的特点,在传统RLS算法的基础上引入可变遗忘因子λ,改善对目标信号的快速跟踪能力。对实验数据进行分析表明,该方法可以有效抑制水体后向散射回波信号,并具有较快的收敛速度和跟踪速度,对水下激光探测的应用具有一定的实际意义。

关键词：自适应抵消光尾流后向光散射 RLS 变遗忘因子

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尾流气泡分布及光散射特性研究

尾流气泡分布及光散射特性研究

作者：张家利西安工业大学

学位级别：硕士

舰船在水上运动及螺旋桨的空化作用会将空气带入水中形成含有大量气泡的气泡幕,运动的气泡幕即尾流。其光学方面的特性和应用是目前的一项新兴科学研究项目,对于军事以及民用等某些方面具有重大意义。利用尾流气泡幕的光学特性作为数据... 详细信息

舰船在水上运动及螺旋桨的空化作用会将空气带入水中形成含有大量气泡的气泡幕,运动的气泡幕即尾流。其光学方面的特性和应用是目前的一项新兴科学研究项目,对于军事以及民用等某些方面具有重大意义。利用尾流气泡幕的光学特性作为数据信息来探测、跟踪水里面的生物以及舰船等目标是一种新的思路和方法,具有探测距离遥远、不会受到电磁以及噪音等一系列因素干扰而且命中精度高。本论文对尾流气泡的分布特性及光学特性进行了分析,重点研究了气泡的光散射特性。首先研究了尾流气泡的分布特性,对其运动速度和尺度变化及数密度变化作了研究,得出气泡的临界半径是44.2μm,并且,徘徊于临界点的气泡存活的时间是最久的,也就是说,半径是40-50μm的气泡存活的时间最久,其密度也就最大。其次,在研究了气泡分布特性的基础上将Mie散射理论应用于单气泡的光散射,在单个气泡散射模型的基础上进一步讨论了气泡幕散射的性质,建立蒙特卡洛模型对气泡群的光散射作了理论研究;通过模拟计算,表明用蒙特卡罗方法研究气泡群的光散射非常可行,给尾流的光探测提供了一个十分实用的方法。研究了尾流远场中散射光能量分布,对前向散射和后向散射光能量分布做了比较。最后,建立后向光散射实验模型,重点研究了尾流气泡的后向光散射特性,研究表明：(1)随着舰船后尾流距离的不同,气泡幕对后向散射信号的影响不明显,并且散射相位函数的变化也较小。(2)舰船尾流气泡幕在激光的入射下能产生明显的散射信号,且随着尾流距离的增加,后向散射信号逐渐减弱,在尾流中心区下部,其后向散射光的强度最大。(3)在模拟实验中,如果水面平静,不管是在不同的信号幅度还是在频率成分的分辨上,均可以很好地辨别气泡的存在情形,假设水面的波动非常大,依靠所接收的信号频谱也能够分辨气泡是否存在和其分布。基于实验以及理论两方面研究的基础上,能够知道当气泡半径小于1000μm的时候,气泡的运动速度与其半径成线性增长关系,同时此数量级的气泡后向散射十分明显,它的散射光为180度的时候达到最大值,根据尾流的后向光散射特性进行目标探测以及跟踪是可行的。

关键词：气泡幕 Mie散射尾流光散射特性蒙特卡罗模拟后向光散射

汞离子光学传感器的设计及其在环境水样中的分析应用

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汞离子光学传感器的设计及其在环境水样中的分析应用

作者：罗金尚西南大学

学位级别：硕士

随着人们对环境的逐渐重视,环境中重金属离子的检测备受关注。汞离子主要存在于水体中,是最危险的重金属污染物之一,具有高迁移性以及生物富集性,对人体的危害极大,因此对环境水样中Hg2+的分析具有十分重要的意义。本文基于后向光散射技... 详细信息

随着人们对环境的逐渐重视,环境中重金属离子的检测备受关注。汞离子主要存在于水体中,是最危险的重金属污染物之一,具有高迁移性以及生物富集性,对人体的危害极大,因此对环境水样中Hg2+的分析具有十分重要的意义。本文基于后向光散射技术,紫外分光技术以及荧光分光技术等光学方法,设计了用于Hg2+分析检测的光学传感器,探讨了反应机理并将其应用于实际样中Hg2+的含量的分析测定,具体内容包括以下三个方面： (1)研究了槲皮素与Hg(Ⅱ)相互作用的后向光散射(Backward Light Scattering, BLS)光谱,建立了高灵敏检测Hg(Ⅱ)的后向光散射分析方法。在pH6.28的Britton-Robinson (BR)缓冲溶液中,槲皮素(QT)作为散射探针,与Hg(Ⅱ)相互作用引起后向光散射信号(IBLS)增强,最大散射峰位于471nm处,增强的散射信号强度与Hg(Ⅱ)浓度在一定范围内呈良好的线性关系,据此建立了测定Hg(Ⅱ)的后向散射分析方法。该方法能检测0.2～3.0μmol/L范围的Hg(Ⅱ),检出限为20nmol/L。建立的后向光散射法成功用于实验室废水以及自来水中Hg(Ⅱ)的测定,回收率在95.5%～102.3%之间,RSD≤3.0%。 (2)以多巴胺为还原剂,在碱性条件下通过一步法制备了稳定、分散的聚多巴胺包被的银纳米粒子(AgNPs)。基于Hg2+与聚多巴胺的吸附作用使AgNPs发生聚集,导致体系吸收信号发生变化,同时溶液颜色也发生相应改变,由黄色变为紫色。据此建立了Hg2+的紫外-可见分光光度法及色度法。本实验条件下的线性范围为0.5～5.0μmol/L,检出限为50nmol/L。另外,表征了体系的紫外/可见光谱、红外光谱及扫描电镜子显做成像(SEM),优化了实验条件,并探讨了反应机理。该方法用于实际样品中Hg2+的测定,RSD≤4.4%。 (3)吖啶橙(AO)与富含T碱基的单链DNA (ssDNA)作用,荧光被猝灭。实验基于Hg2+与T碱基的特异性作用使ssDNA形成含T-Hg2+-T错配的双链DNA (dsDNA),使得FRET过程被阻断,AO分子插入dsDNA空隙之间荧光恢复,致使体系荧光信号发生变化,据此建立了Hg2+的荧光Turn-On高选择性分析方法。线性范围为0.1～0.8μmol/L,检出限为10nmol/L。探讨了体系反应机理。该方法用于实验室废水中Hg2+的测定,回收率在97.0%～110.0%之间,RSD≤4.0%。

关键词：汞离子后向光散射比色法紫外/可见光谱荧光

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激光干涉语音探测技术及其解调算法的研究

激光干涉语音探测技术及其解调算法的研究

作者：李占勋燕山大学

学位级别：硕士

众所周知,无论是国家还是企业,甚至是刑侦领域,信息情报的获取都是尤为重要的环节。在刑侦领域,对犯罪分子的语音情报的获取是保障人民生命安全的重要手段,在信息的获取中,安全有效的语音获取手段是最能直接反应信息的一种方式,这可以... 详细信息

众所周知,无论是国家还是企业,甚至是刑侦领域,信息情报的获取都是尤为重要的环节。在刑侦领域,对犯罪分子的语音情报的获取是保障人民生命安全的重要手段,在信息的获取中,安全有效的语音获取手段是最能直接反应信息的一种方式,这可以给后续的行动安排带来很大的优势。本文研究设计了一种激光干涉语音探测系统,能够实现一定距离内的无接触、隐蔽的监听的目的。研究内容主要有激光干涉语音探测技术中的理论知识研究;激光干涉语音探测系统的研究和建立;在获取高效率探测效果的同时,光学系统部分中的器件的选择问题;对目标物体的后向光散射特性及声制振动特性的研究;抗光强扰动的正交零差解调算法的设计。首先阐述了激光干涉在语音探测技术中的基本理论知识,在建立整个系统时,需要考虑的因素,包括两束相干光的夹角、偏振态、光功率大小、光路与探测器之间夹角关系等因素。并分析得出使得系统的工作效率最大时的各个因素的最佳配比,以确保系统在工作时处于最优状态,同时也是为了减少噪声对探测器的干扰。之后对光学系统中所需要的器件进行选择,目的同样是为了提高探测器的工作效率。其次对目标物的后相关散射特性和声制振动特性进行研究分析,针对不同材料的目标物体,分别研究当物体表面粗糙度不同和光波在目标物体表面的入射角不同时,物体的后相关散射系数有何变化,目的是为了选择合适目标物体并使光波合理照射物体,来取得最佳监测效果。最后对接收到的信号的解调部分进行研究,设计了一种新的基于正交零差的解调算法,基于这种算法的语音探测系统,避免了使用声光调制器,且无需高频率的参考信号介入,在降低装置成本且不影响监测质量的同时,提高了系统的抗光强扰动性能。

关键词：激光干涉语音探测后向光散射声制振动特性正交零差解调