基于压缩感知的液晶可调谐滤波器光谱快速采集方法

为提高液晶可调谐滤波器（Liquid Crystal Tunable Filter, LCTF）的光谱采集效率,提出了一种适用于LCTF光谱成像系统的快速采集方法,设计构建了更加完善的观测矩阵,在压缩感知理论框架内实现了光谱超分辨率重建,并通过实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,在采样率为18.08%（采样步长30 nm）时,重建得到的4.81 nm分辨率光谱与传统全采样光谱的相关系数为0.91,超分辨率重建峰值信噪比（Peak Signal-to-Noise Ratio, PSNR）为99.63 dB,采集速度是传统方式的5.53倍。该方法在保证光谱分辨率和光谱识别准确率的前提下,实现了光谱数据的快速和轻量化采集,为动态目标测量和快速检测提供了可行的技术途径,拓展了LCTF光谱成像技术的应用场景。     

点胶法制备量子点阵列的形貌控制与表征

为了提升量子点光学器件使用性能,本文提出采用点胶法制备量子点阵列并通过选择组分配比控制量子点胶点形貌。实验使用甲苯和UV胶混合制成量子点胶水溶液,研究了甲苯和UV胶在不同配比下制作的量子点胶点的形貌特征,实验证明当甲苯与UV胶配比合适时,点胶机打印阵列具有形貌良好、发光均匀、无咖啡环效应、打印精度高、阵列整齐等优点,随着组分配比中甲苯含量的增加,量子点胶点圆度、发光均匀性、一致性及排列整齐度均降低。因此通过改变组分配比,可有效控制及优化胶点形貌,提高量子点阵列的一致性与发光均匀性,对提高量子点器件的灵敏度及分辨率等具有重要意义。     

基于EMD的红外遥测光谱信号预处理新方法

利用红外遥测光谱仪远距离快速、准确地探测污染气体并给出定性鉴别结果,必须对遥测光谱进行预处理,消除高频噪声和低频基线的干扰,提取出污染气体的特征光谱信号。针对现有方法的不足,提出采用具有自适应特性的EMD方法,对光谱信号进行无参数分解,提取出高频噪声与低频基线,实现了红外遥测光谱的预处理。经过该方法处理,光谱信号全局评估系数RMS1平均值达到0.141,局部评估系数RMS2平均值达到0.182,综合评估系数RMS*平均值达到0.026,明显优于小波方法。实验结果表明,EMD方法用于红外遥测光谱信号去噪与基线校正,算法简单,运行可靠,可使问题得到有效解决。     

基于TDLAS检测技术的甲烷体积分数场重建研究

为了实现对甲烷体积分数场的2维分布重建,基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）检测技术,以甲烷为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷氮气混合气的吸收光谱信号,通过代数重建算法对甲烷体积分数进行了模拟重建和实验研究,模拟重建采用了6×6共36个方格的正方形重建区域,假定一个方形区域内具有空穴的体积分数分布,模拟24条光束从4个方向穿过重建区域,获取了模拟光线下的投影值。结果表明,经过重复实验统计均方根误差在2.58%,对模拟投影信号加入不同信噪比（5%,10%,20%）的高斯白噪声之后再进行重建,均方根误差分别在4.17%~9.30%之间;实验研究采取面源泄露式扩散方式,并通过在中心附近放置石英柱的方式人为制造体积分数空穴,形成非均匀体积分数场,通过对放置障碍物前后的重建结果对比,能够看到在空穴位置有明显的体积分数下降。TDLAS技术与计算机断层重建技术在气体体积分数场的局部分布检测上有可行性,具备作为有毒有害气体云团体积分数分布检测手段的潜力。     

差分迁移谱(DMS)研究进展

近年来,差分迁移谱(DMS)在生化快速检测领域的应用日益广泛,随着研究的深入,在小型化、提高分辨率方面取得了较大进展,并在质谱预分离方面展现出巨大的潜力。本文针对单通道和多通道两种结构的DMS传感器,介绍了国内外最新的研究与仪器研制进展,详细阐述了DMS传感器的结构特征及制造方法,并对DMS传感器的发展前景进行了展望。     

支持向量机在危险化学品被动红外遥测光谱鉴别中的应用

为提高危险化学品被动红外遥测光谱鉴别正确率,提出应用支持向量机建立鉴别模型。利用野外实测氨气被动红外遥测光谱样本集,变换惩罚因子C对比高斯核函数与多项式核函数的效能,结合网格遍历法搜寻最佳模型参数,建立了基于支持向量机的鉴别模型。基于40个训练样本得到的模型,对包含267个样本的测试样本集的鉴别正确率可达93.6%,明显优于3层网络结构的BP神经网络鉴别模型。实验结果表明,支持向量机鉴别模型是一种有效的危险化学品红外遥测光谱鉴别方法。     

便携式拉曼光谱仪的应用研究现状及展望

便携式拉曼光谱仪正成为一种现场快速、非接触、无损伤检测的重要工具,它可以直接确认爆炸物和化学危险物质,特别是对于液体样品的检测具有明显的优势.本文介绍了拉曼光谱检测技术的基本原理及特点,追踪了国内外主流便携式拉曼光谱仪的研究现状,针对表面增强拉曼光谱仪的应用趋势作了详细阐述和分析,最后展望了便携式拉曼光谱仪的研究发展方向.