空间欠采样太赫兹时域光谱成像方法

文章针对传统太赫兹时域光谱成像技术存在的扫描时间长以及数据存储量大等问题,提出了一种基于压缩感知理论的空间欠采样太赫兹时域光谱成像方法。首先通过扫描电机获得目标非等间隔欠采样信号,然后利用压缩感知方法来重构缺失像素点的太赫兹信息。实验结果显示,当压缩比为0.5时,所重构的太赫兹信号与全采样条件下的信号相关性可达99.95%。通过对压缩重建图像的显示分析,时域图像中的缓变区域和频谱成像中的低频信号恢复效果较好。该方法为快速太赫兹光谱成像提供了一种有效的技术手段。     

太赫兹时域光谱技术在涂层检测中的研究进展

涂层结构具有美观、隔热和耐腐蚀等优点,被广泛应用于航空航天、汽车船舶制造和制药等领域。但在涂层制备和服役过程中会不可避免地出现气泡和裂纹等缺陷,且涂层厚度和均匀性会直接影响涂层寿命,因此对涂层结构的检测显得十分重要。与常规无损检测技术相比,太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术非接触性好、抗干扰性强,适用于涂层结构快速无损检测。首先,简要地介绍了太赫兹波、太赫兹时域光谱技术和典型的太赫兹时域光谱系统;然后,详细地阐述了太赫兹时域光谱技术在光学参量、厚度和微结构检测方面的国内外研究进展,特别是太赫兹波在汽车船舶、航空航天和生物制药方向的厚度检测与成像;最后,分析了涂层结构无损检测的现状,对现有的太赫兹波检测涂层存在的问题进行了总结,并对其未来的发展进行了讨论和展望。     

基于太赫兹时域光谱技术的煤岩界面识别

为了研究基于太赫兹时域光谱的煤岩界面识别可行性,首先应用太赫兹时域光谱技术,以气煤和砂岩粉末压片作为实验样本进行了相关实验,得到了太赫兹脉冲穿过不同样本时所产生的时间延迟和衰减幅度。然后采用Hilbert-Huang变换对煤岩样的太赫兹光谱进行了时频域分析,并与由传统快速傅里叶变换方法获得的样品频谱进行了对比,结果表明,在时频域内太赫兹光谱信号具有更高的分辨率,可以更好、更直观地分析太赫兹脉冲在任意时刻的频率、能量成分,研究任意频率在不同时刻对吸收谱线的作用。最后介绍了基于太赫兹时域光谱技术的煤岩界面识别过程,通过实验验证了采用Hilbert谱和边际谱提取出的光谱特征值可以很好地区分煤岩介质。     

吡虫啉和代森锰锌的太赫兹光谱研究

为了解吡虫啉和代森锰锌两种农药在太赫兹波段的光谱特性,采用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术测量了室温下吡虫啉和代森锰锌在0.2-2.0 THz的高分辨率吸收谱和折射率谱.结果表明两种农药样品在此波段都有明显的特征吸收峰,且吸收谱存在显著差异.两种样品的平均折射率分别为1.65和1.32,随着频率的增加,吡虫啉的折射率增大,而代森锰锌的折射率减少.太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术可以鉴别不同种的农药分子,这对进一步利用该技术检测农药残留有重要的意义.     

戊唑醇和己唑醇的太赫兹(THz)光谱研究

以飞秒激光为基础的太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术是一种新型的相干远红外光谱测量技术.文章运用THz-TDS研究了杀菌剂戊唑醇和己唑醇在THz波段的光学特性.在室温氮气环境中,得到了样品在0.2～2.2 THz波段的吸收谱和折射率谱.结果表明戊唑醇和己唑醇在此波段的吸收谱存在显著差异,其吸收峰分别位于2.05THz(戊唑醇)和1.34THz,1.75THz(己唑醇),两种样品的平均折射率分别为1.37和1.42;THz-TDS技术可以分辨化合物结构上的微小差异,可以应用于物质检测与分析,这为农药分子鉴别及更宽有效光谱区的实验测试研究提供了新的实验方法.     

基于EMD-R/S分析的太赫兹光谱降噪

针对太赫兹时域光谱系统由于延时线的重合抖动、采样抖动等产生的噪声,提出使用经验模态分解-R/S分析方法对太赫兹光谱信号进行降噪.采集太赫兹时域光谱系统的时域信号,根据EMD算法将信号分解成本征模态函数(IMF);使用R/S分析法分别计算各个IMF的Hurst指数.根据设定的阈值判断是否各个IMF是否存在均值回复的情况....     

太赫兹科学技术的综述

太赫兹技术是一项极其重要的技术,其电磁波段的开发和利用具有重大的科学意义和潜在的应用价值.本文综述了太赫兹技术的研究和发展,介绍了太赫兹波的独特性质,太赫兹产生和检测的方法,概述了太赫兹技术在生物医学、反恐安检、无损探测、天文大气以及无线通信等领域的应用和进展.     

太赫兹波科学与技术

太赫兹波是一个非常有科学价值但尚未被完全认识和利用的电磁辐射区域，它在成像、医学诊断、安全检查、信息通信、空间天文学乃至军事等领域都有着广阔的应用前景。从总体上介绍了太赫兹波的独特性质、应用领域，阐述了太赫兹波的产生、太赫兹波探测的机理和方法，并简单讨论了太赫兹技术的发展前景：被誉为21世纪影响人类未来的十大技术之一的太赫兹波科学技术，将会在未来的数十年间逐渐成熟并得到广泛的应用。     

MWNTs和MWNTs/云母复合物的太赫兹光谱研究

文章采用THZ-TDS技术分别研究了室温大气环境下多壁碳纳米管(MWNTs)和MWNTs/云母复合物在0.2～1.75THz波段的吸收谱、折射率谱、复介电常数和屏蔽效能。结果表明两种样品在此波段有明显的特征吸收峰,且吸收谱存在显著差异,两种样品的平均折射率分别为4.27(MWNTs)和1.81(MWNTs/云母复合物)。随着频率的增加,MWNTs的折射率先增大后减小,而MWNTs/云母复合物的折射率减小,呈现反常色散现象。MWNTs在0.25～1.5THz的范围内屏蔽效能达到30dB以上,而MWNTs/云母复合物在0.2～1.75THz的范围内屏蔽效能小于30dB。     

基于太赫兹的危险品智能识别系统

基于太赫兹线性扫描成像和深度学习技术,实现包裹危险品实时智能识别。采用太赫兹线性扫描成像技术,穿透包裹、衣物、信封等物品,探测隐匿的塑胶凶器、塑胶炸弹、流体炸药和易燃易爆液体等危险品,形成太赫兹图像。对太赫兹图像采用基于深度学习的目标检测方法,实现危险品检测识别。实验结果表明,该系统对危险品成像,能显现X射线扫描仪不易探测的危险品,能自动识别,精度高、实时性好。该系统是一种成像质量好、识别精度高、实时性好的包裹危险品智能识别系统。     

光纤荧光温度传感器的实时频域处理技术

研究了一种光纤荧光温度传感器信号处理的技术——实时频域处理技术，给出了激励光和荧光的表示形式、激励光调制的频率和系统采样频率的关系，用快速傅立叶变换计算出荧光和激励光的相位延迟，并对应出荧光的寿命，根据预先存储好的温度和寿命的关系，得到温度，温度的分辨率小于1℃。     

伺服系统时域特性与频域带宽的算法研究

为了通过伺服系统时域特性计算频域带宽,并提高带宽测算的精确度,针对实际的高阶非线性伺服系统,借助典型二阶线性控制系统时域与频域指标间的明确关系式,研究了两种由时域性能指标计算频域带宽的算法,并通过对两种算法的误差分析,利用"夹逼"原理,推导了带宽最终计算公式,经在多种军用雷达上的测试试验证明,具有较高的计算精度和实用性.     

宽频太赫兹时域光谱在药物鉴别中的初步研究

利用THz-ABCD(Terahertz Air Breakdown Coherent Detection)系统对同一厂家生产的牛黄上清片(有效期至2019年3月/有效期至2019年12月)分别进行压片测量,对时域信号进行处理分析,得到它们在0. 5～7 THz之间的有效特征吸收谱线,分析结果表明:在2. 37 THz之后,过期药品和正常药品的吸收幅值差距比较明显。与此同时利用太赫兹时域光谱技术对3种不同产地(川贝母、平贝母、浙贝母)的贝母中药进行测量和分析,得到了3种贝母在0. 5～6 THz之间的有效特征吸收谱,不同类型的贝母呈现不同的吸收光谱。结果表明,宽谱太赫兹时域光谱技术在药品控制和检测中有一定的应用前景。     

偏振光时域反射技术对多点扰动检测的研究进展

光波在光纤中传输时,其偏振态对光纤外界的变化十分敏感。基于偏振效应的光时域反射技术可以实现对光纤沿线挤压、弯曲、振动等事件的分布式传感。然而,由于光波偏振态的前后关联性,光纤中最靠前的扰动往往会掩盖其后续扰动对偏振态造成的影响,使得光时域反射技术对多点扰动的检测存在困难。文章综述了该技术在多点扰动分布式传感检测方面的研究进展,对频谱分析法、解析本地双折射矢量法和基于特殊光纤的传感方法等技术手段进行了对比和分析。     

太赫兹成像技术的应用研究

太赫兹辐射(THz)是指频率范围在0.1～10 THz的电磁波,波段位于毫米波与红外波段之间,其应用主要集中在太赫兹时域光谱技术和太赫兹成像技术两方面,其中太赫兹成像技术在实际应用中更加广泛.介绍了太赫兹辐射及其性质,简述了太赫兹成像技术及其发展过程.分析了太赫兹成像技术在安全检查、癌症检测和无损检测等领域的发展过程,结果表明使用太赫兹成像技术可以对违禁药物和危险隐藏物等进行安全检查,对人体癌变组织进行成像检测,以及对航空航天材料中的缺陷进行无损检测.随着太赫兹成像技术的不断发展,其在安检、医疗和无损检测等领域有着重要的应用前景和研究价值.     

分数阶系统时域子空间辨识

研究了分数阶系统的时域辨识问题,给出了一种新的分数阶系统时域子空间辨识算法.当分数阶微分阶次已知时,通过计算输入输出信号的分数阶微分,构造新的输入输出数据方程对系统的参数进行子空间辨识.当分数阶微分阶次未知时,通过代价函数将阶次辨识问题转化为参数寻优问题.采用Poisson滤波器有效避免了在计算分数阶微分时输入输出信号必须高阶可导的问题.通过分析给出了权矩阵的选取方式,提高了时域子空间辨识结果的精度.数值仿真结果表明了该算法的有效性.     

基于有限差分法的轨道电路时域分析

针对道床环境较恶劣时,在空间域难以区分轨道电路工作状态的问题,提出基于有限差分法的轨道电路时域解求解方法。利用偏微分方程数值解理论对轨道电路偏微分方程组进行离散,建立轨道电路的差分格式,并根据电压、电流在始端、终端的边界条件对调整态受电端时域电压响应进行分析,得到轨道电路的时域解。在不同初始电气参数下,通过算例仿真分析调整态受电端电压的变化情况,结果表明,所得时域解符合轨道电路的传输特性,可为轨道电路暂态分析提供理论依据。     

彩色图像大容量时域隐写

提出一种彩色图像大容量信息隐藏时域算法。利用人类视觉系统的视见、颜色宽容特性,结合不同的秘密信息位,将彩色图像载体相邻两个像素点红色分量的颜色值作较小的调整,达到在彩色图像载体中隐藏秘密信息的目的。结果证明,该算法信息隐藏容量大,透明性好,健壮性较好,能经受添加噪声、剪切、格式转换等图像处理及攻击。     

一种新的声韵分割的时域方法

针对以前时域特征参数帧平均能量Ｅｎ和帧平均跨零率Ｚｎ在汉语语音声韵分割中的不足，提出了一种新的时域特征参数——保号率ＲＫＳ（Ｋｅｅｐｉｎｇ－ｓｉｇｎ－ｒａｔｉｏ）。实验表明，引入ＲＫＳ参数的汉语语音自动分段系统，不仅从根本上解决了Ｅｎ和Ｚｎ的不足，而且大大提高了自动分段的准确率，降低了对输入语音的依赖性。