检索结果-内蒙古大学图书馆

红外与激光工程 2023年第7期52卷 84-93页

作者：叶井飞朱钰顾悠扬詹浣湫曹书琴魏建民宋真真曹兆楼郑改革南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044

激光光束整形技术在现代激光工业领域具有重要作用,为了克服传统激光光束整形自由曲面构造中存在法向矢量偏差的局限性,文中提出一种正交双向迭代的自由曲面设计方法。该方法基于能量守恒和斯涅尔定律建立光源与目标面的能量映射关系,... 详细信息

激光光束整形技术在现代激光工业领域具有重要作用,为了克服传统激光光束整形自由曲面构造中存在法向矢量偏差的局限性,文中提出一种正交双向迭代的自由曲面设计方法。该方法基于能量守恒和斯涅尔定律建立光源与目标面的能量映射关系,通过正交方向坐标点迭代获得自由曲面数据点,同时利用相邻坐标点的均值进行曲面法向矢量修正,从而提高自由曲面的构造精度。设计实例表明,准直入射的激光光束经自由曲面整形反射镜,在特定目标区域内可形成高均匀度光斑。进一步从自由曲面的连续性、拟合精度与面形误差三个方面,与传统设计方法进行了详细对比分析。结果表明,所提设计方法得到的激光光束整形自由曲面连续性与平滑度更好,拟合精度更高;且在加工误差允许范围内,目标面的辐照度均匀性更稳定。

关键词：激光光束整形自由曲面设计正交双向迭代法矢修正

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基于矢量光束偏振特性的薄膜参数表征

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光学学报 2024年第14期44卷 112-118页

作者：李金花曹兆楼郑改革南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室江苏南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏省大气海洋光电探测重点实验室江苏南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044

传统椭偏仪表征薄膜参数时存在光斑尺寸较大、空间分辨率较低且基底透明时易受背面反射光干扰等问题。针对这些问题,提出采用高数值孔径显微物镜聚焦线偏振光的方法,以形成矢量光束照明薄膜。紧聚焦光束由不同角度入射光线组成,受到薄... 详细信息

传统椭偏仪表征薄膜参数时存在光斑尺寸较大、空间分辨率较低且基底透明时易受背面反射光干扰等问题。针对这些问题,提出采用高数值孔径显微物镜聚焦线偏振光的方法,以形成矢量光束照明薄膜。紧聚焦光束由不同角度入射光线组成,受到薄膜反射系数的影响,光束反射时形成结构化图案,且图案细节与薄膜参数密切相关,通过对反射光束进行成像即可反演薄膜参数。基于电磁理论数值模拟了薄膜不同参数对反射光场的影响,并进行了实验验证。结果表明,反射光场对薄膜参数的变化较为敏感,硅表面二氧化硅薄膜厚度的反演误差低于2 nm,重复测量误差低于0.3 nm。该方法得到的光斑尺寸接近衍射极限,显著提高了空间分辨率,在纳米结构表征领域的应用前景广阔。

关键词：偏振矢量光束薄膜参数反射逆问题

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键合结构和泵浦光参数对Ho∶YAG晶体热效应的影响

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光学学报 2025年第5期45卷 169-177页

作者：缪海东姜建伟吴婧南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 深圳大学物理与光电工程学院广东深圳518060 江苏科技大学理学院江苏镇江212100

针对非键合和双端键合Ho∶YAG晶体,系统地分析了其在2μm激光器中的瞬态温度场分布。建立了脉冲单端泵浦双端键合Ho∶YAG晶体的瞬态热模型,基于热传导理论推导在泵浦期间周期性重复抽运后的温度场方程。基于Ho∶YAG晶体的物理特性,利用... 详细信息

针对非键合和双端键合Ho∶YAG晶体,系统地分析了其在2μm激光器中的瞬态温度场分布。建立了脉冲单端泵浦双端键合Ho∶YAG晶体的瞬态热模型,基于热传导理论推导在泵浦期间周期性重复抽运后的温度场方程。基于Ho∶YAG晶体的物理特性,利用数值仿真法分析非键合和双端键合晶体的光场、瞬态温度分布。通过改变抽运功率、束腰半径和重复频率等泵浦光参数,讨论影响瞬态温度场的物理机制。研究结果表明,通过改变Ho∶YAG晶体的键合方式、抽运功率、束腰半径和重复频率,可以获得多种瞬态温度场分布,能够产生不同的热效应。本研究基于Ho∶YAG晶体提出一种新的瞬态热模型,还结合泵浦参数的优化为实际应用提供了指导,尤其对高功率Ho∶YAG激光器应用中的热效应控制方面具有重要意义。

关键词： Ho∶YAG晶体键合晶体瞬态温度分布光场分布热传导方程

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基于EEMD与WT组合的变点检测研究

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统计与决策 2025年第8期41卷 59-63页

作者：郭建平赵立龙南京信息工程大学管理工程学院南京信息工程大学物理与光电工程学院

准确检测出数据的变点对于统计分析而言具有重要价值。文章构建了一种对观测数据本身没有要求的自适应变点检测方法，通过对原始序列施以聚合经验模态分解，基于方差贡献率分析，确定系统演变的主要影响因子；利用小波变换优良的局域化... 详细信息

准确检测出数据的变点对于统计分析而言具有重要价值。文章构建了一种对观测数据本身没有要求的自适应变点检测方法，通过对原始序列施以聚合经验模态分解，基于方差贡献率分析，确定系统演变的主要影响因子；利用小波变换优良的局域化能力，确定主要影响因子的变点位置；根据系统变化时刻和系统主要影响因子的变化时刻在时间上的相依关系，定位原始序列的变点。结果表明，与经典回归分析和直接使用小波变换检测变点相比，所提组合变点检测法能够大幅提升变点检出率。

关键词：变点聚合经验模态分解主要影响因子小波变换

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太阳高能粒子强度与日冕物质抛射及其Ⅱ型射电暴的关系

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物理学报 2024年第7期73卷 368-381页

作者：严豪丁留贯封莉顾斌南京信息工程大学大气物理学院南京210044 无锡学院大气与遥感学院无锡214105 中国科学院紫金山天文台南京210008 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

本文选取了第24太阳活动周2010年1月至2014年9月期间的快速、大角宽日冕物质抛射(CME)事件,结合不同约束条件下Richardson(2014)太阳高能粒子(SEP)强度经验模型输出结果,分析了CME属性、先行CME(pre-CME)、Ⅱ型射电暴等观测特征对SEP强... 详细信息

本文选取了第24太阳活动周2010年1月至2014年9月期间的快速、大角宽日冕物质抛射(CME)事件,结合不同约束条件下Richardson(2014)太阳高能粒子(SEP)强度经验模型输出结果,分析了CME属性、先行CME(pre-CME)、Ⅱ型射电暴等观测特征对SEP强度的影响,探讨了SEP事件的产生及其强度与这些特征的关系.主要结论如下:1)快速CME前13 h内是否存在pre-CME对模型预测效果和快速CME是否产生SEP事件有明显影响,但pre-CME的数量对模型输出结果没有明显改善.2)相比于无Ⅱ型射电暴伴随的快速CME而言,伴随Ⅱ型射电暴的CME爆发产生SEP事件的误报占比明显更低(42%),以此为约束条件,可更加突显大SEP事件(如峰值≥0.01 pfu/Me V)的模型预测值与观测值的关联;如果考虑射电增强,则SEP事件的误报占比可进一步下降至29.4%,模型预测效果显著提升.3)Ⅱ型射电暴的起始频率和结束频率对误报占比的影响不大,以此作为条件约束对模型预测效果提升不明显.4)如考虑Ⅱ型射电暴的细分类型作为模型约束条件,伴随多波段Ⅱ型射电暴的CME比单一波段事件具有更好的模型预测效果,如m-DH-kmⅡ型射电暴事件,具有较低的误报占比(35.4%),准确率较高.研究结果显示,除了CME的速度和角宽参数外,pre-CME、Ⅱ型射电暴及其增强、多波段类型等特征作为CME产生SEP事件的约束条件,SEP预测强度与观测强度具有较好的一致性,可以获得较优的模型预测效果.这也进一步表明了伴随有pre-CME、多波段Ⅱ型射电暴及其增强的快速大角宽CME更容易产生SEP事件,这些特征可作为SEP-rich类CME的辨别信号.

关键词：太阳高能粒子日冕物质抛射 Ⅱ型射电暴

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基于低秩块Hankel矩阵正则化的阵元故障MIMO雷达DOA估计

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电讯技术 2024年第5期64卷 717-724页

作者：陈金立瞿彦涛陈宣南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达在阵元故障时虚拟阵列输出数据矩阵会出现大量的整行数据丢失,由于阵列接收数据矩阵的不完整而导致对波达方向(Direction of Arrival,DOA)的估计性能恶化。大多数低秩矩阵填充算... 详细信息

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达在阵元故障时虚拟阵列输出数据矩阵会出现大量的整行数据丢失,由于阵列接收数据矩阵的不完整而导致对波达方向(Direction of Arrival,DOA)的估计性能恶化。大多数低秩矩阵填充算法要求缺失数据随机分布于不完整的矩阵中,无法适用于整行缺失数据的恢复问题。为此,提出了一种基于低秩块Hankel矩阵正则化的阵元故障MIMO雷达DOA估计方法。首先,通过奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)降低虚拟阵列输出矩阵的维度,以减少计算复杂度。然后,对降维数据矩阵建立基于块Hankel矩阵正则化的低秩矩阵填充模型,在该模型中将MIMO雷达降维数据矩阵排列成块Hankel矩阵并施加Schatten-p范数作为正则项。最后,结合交替方向乘子法(Alternate Direction Multiplier Method,ADMM)求解该模型,获得完整的MIMO雷达降维数据矩阵。仿真结果表明,所提方法能够有效恢复降维数据矩阵中的整行数据缺失,具有较高的DOA估计精度和实时性,在阵元故障率低于50.0%时DOA估计精度优于现有方法。

关键词： MIMO雷达阵元故障 DOA估计块Hankel矩阵 Schatten-p范数

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气体吸附对V掺杂石墨烯电子结构与光学性质的影响

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原子与分子物理学报 2024年第5期41卷 118-124页

作者：王梦娟顾芳李大林刘清惓侯智张加宏南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044

基于密度泛函理论 (DFT )的广义梯度近似 (GGA ),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_(2) 分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 eV变为0.368 eV,由金属性... 详细信息

基于密度泛函理论 (DFT )的广义梯度近似 (GGA ),采用第一性原理方法研究了气体分子吸附对V掺杂石墨烯的吸附能、电子结构与光学性质的影响.能带结构计算表明:吸附NO_(2) 分子的V掺杂石墨烯的带隙显著增加,从0 eV变为0.368 eV,由金属性转变为半导体特性,而吸附CO与NH_(3) 分子的V掺杂石墨烯的带隙则变化很小.三种吸附构型 (NO_(2) , CO, NH_(3) )的吸附能分别为-8.499 eV、-2.05 eV和-2.01 eV,说明V掺杂石墨烯对NO_(2) 气体分子吸附最强.进而计算了本征、V掺杂石墨烯及其吸附NO_(2) 分子的光学性质,结果表明:随着V掺杂与吸附NO_(2) 气体,石墨烯介电吸收峰值有所增大,介电峰位向低能量区域移动;本征石墨烯仅吸收紫外光,V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 分子可以明显拓宽光吸收的光谱范围;掺杂与吸附使得石墨烯光电导率显著增强,能在红外与可见光区产生光电流.上述结果表明V掺杂石墨烯吸附NO_(2) 后材料电子结构和光学性质明显变化,能够作为光学气敏传感材料检测NO_(2) 气体.

关键词： V掺杂石墨烯第一性原理气体吸附电子结构光学性质

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电磁场调制下的应变黑磷烯带间光电导

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物理学报 2024年第13期73卷 317-326页

作者：柏文庆杨江涛杨翠红陈云云南京信息工程大学物理与光电工程学院南京210044 南京信息工程大学江苏省大气海洋光电探测重点实验室南京210044 南京信息工程大学江苏省气象光子学与光电探测国际合作联合实验室南京210044

黑磷烯具有各向异性且独特的光电性能被广泛研究.应变、电压等常用来调制能带结构,进而调制其光电特性.本文采用紧束缚近似哈密顿量,考虑施加垂直磁场、电场、面内面外应变条件下的黑磷烯能带结构,进一步利用Kubo公式研究了黑磷烯光电... 详细信息

黑磷烯具有各向异性且独特的光电性能被广泛研究.应变、电压等常用来调制能带结构,进而调制其光电特性.本文采用紧束缚近似哈密顿量,考虑施加垂直磁场、电场、面内面外应变条件下的黑磷烯能带结构,进一步利用Kubo公式研究了黑磷烯光电导率在多个调制因子下的特征,并从能带结构进行了机理分析.垂直磁场使能带劈裂,产生多通道带间跃迁,光电导率表现出多个峰.随着面内拉伸应变增加能隙增加,光电导峰位依赖于能隙.而面外拉伸应变对能隙的调制区别于面内应变,能隙表现出非单调变化.电场通过带隙的变化,调制光电导率峰值位置.综合不同的调制因子,能带和光电导表现出丰富的调制效果,为研究基于黑磷烯光电器件的应用提供理论支持.

关键词：黑磷烯能带调控各向异性光电导

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基于1D-CNN的近红外光谱定量分析棉/涤纶/羊毛混纺纤维含量方法研究

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光谱学与光谱分析 2023年第11期43卷 3565-3570页

作者：黄孟强匡文剑刘向何良南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学物理与光电工程学院江苏南京210044 太谱(苏州)纺织科技有限公司江苏苏州215159 江苏阳光集团江苏江阴214426

纤维成分的定性及定量分析在纺织品检测中一直是研究热点,但常规检测手段存在周期长、工序复杂且对环境不友好等问题,因此提出一种对纺织品纤维含量快速、无损且准确的检测方法就显得尤为重要。研究提出一种纺织品纤维含量的定量校正模... 详细信息

纤维成分的定性及定量分析在纺织品检测中一直是研究热点,但常规检测手段存在周期长、工序复杂且对环境不友好等问题,因此提出一种对纺织品纤维含量快速、无损且准确的检测方法就显得尤为重要。研究提出一种纺织品纤维含量的定量校正模型,可以准确预测纺织品中棉/涤纶/羊毛的纤维含量,解决传统校正模型无法兼顾准确与多种纤维预测的难点。针对645个羊毛/涤纶、棉/涤纶以及羊毛/涤纶/棉混纺样品为研究对象,采用红外光谱分析仪采集样品的近红外反射光谱,在光谱数据预处理的基础之上,提出一种一维卷积神经网络(1D-CNN)模型,实现对多种纤维含量的同时预测,为了凸显模型的优势,在相同的训练集和测试集样本之上对比3种不同机器学习算法的预测结果。结果表明:选用线性函数归一化、多项式平滑滤波(SG平滑,滑动窗口为9,拟合阶数为7)的预处理方法,结合所提出的1D-CNN模型效果最优,其模型决定系数R-Squared可达到0.998,各含量预测的平均绝对误差(MAE)为0.62,预测均方根误差(RMSE)为1.31。同时采用未参与建模的138个纺织品样品验证模型泛化能力,模型在测试集上的表现为,决定系数R-Squared为0.996,各含量预测的平均绝对误差(MAE)为0.80,预测均方根误差(RMSE)为2.01。采用所提出的模型,可以准确预测羊毛、棉和涤纶混纺织品中纤维含量,为快速无损检测纺织品提供了一种可行的方法,同时为其他混纺纤维含量的定量分析提供了新的思路。

关键词：近红外光谱定量校正模型羊毛/涤纶/棉一维卷积神经网络

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蝶形锥与锥形光纤级联型曲率传感器特性研究

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激光与光电子学进展 2025年第9期62卷 169-176页

作者：武玉玺高志刚崔鲁贵王宗良彭峰聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城 252000 泰山学院物理与电子工程学院山东泰安 271021 泰山学院物理与电子工程学院山东泰安 271021 哈尔滨工程大学物理与光电工程学院黑龙江哈尔滨 150001 聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城 252000 济南大学物理科学与技术学院山东济南 250022

提出一种基于模间干涉的蝶形锥与锥形光纤结构级联型的光纤曲率传感器,所提传感器采用单模光纤,通过光纤熔接机制备2个蝶形锥结构,并在其中间通过定点拉锥的方式增加锥形结构.实验结果表明,锥形结构拉锥长度范围为0～2500 μm时,传感器... 详细信息

提出一种基于模间干涉的蝶形锥与锥形光纤结构级联型的光纤曲率传感器,所提传感器采用单模光纤,通过光纤熔接机制备2个蝶形锥结构,并在其中间通过定点拉锥的方式增加锥形结构.实验结果表明,锥形结构拉锥长度范围为0～2500 μm时,传感器的灵敏度随着拉锥长度的增加而提高,拉锥长度为3000 μm与3500 μm时,传感器的灵敏度趋于稳定.在3.4072～6.0881 m-1的曲率范围内,拉锥长度为2500 μm时最大灵敏度达到-22.50 nm/m-1.该结构兼具高灵敏度与高稳定性,可有效地解决温度交叉敏感问题,同时简化传感器的制造方法,提高其结构紧凑性,降低制作成本.

关键词：马赫-曾德尔干涉光纤曲率传感器蝶形锥单模光纤

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