检索结果-内蒙古大学图书馆

物理学报 2019年第21期68卷 166-175页

作者：周博睿谈宜东沈学举朱开毅鲍丽萍中国人民解放军陆军工程大学电子与光学工程系石家庄050051 清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京大学肿瘤医院超声科北京100042

超声调制光学成像技术是一种新型的生物组织光学检测技术,在癌症的早期检测方面具有巨大的潜力,但该技术在信噪比和成像对比度方面存在不足.在超声调制光学成像技术的基础上,结合高灵敏度的激光回馈技术提出了超声调制激光回馈技术,建... 详细信息

超声调制光学成像技术是一种新型的生物组织光学检测技术,在癌症的早期检测方面具有巨大的潜力,但该技术在信噪比和成像对比度方面存在不足.在超声调制光学成像技术的基础上,结合高灵敏度的激光回馈技术提出了超声调制激光回馈技术,建立了含微泡介质的蒙特卡罗光子传输模型,通过仿真和实验研究了超声微泡造影剂增强超声调制激光回馈成像对比度的作用机理.结果表明,在透明溶液中,超声微泡造影剂可以增强超声调制激光回馈信号,并产生谐波调制,通过检测回馈基波和谐波信号增强量的方法可提高成像对比度;而在仿生物组织环境中,超声微泡造影剂可显著衰减超声调制激光回馈信号,通过检测回馈基波和谐波信号衰减量的方法可提高成像对比度.

关键词：声光成像激光回馈包膜微泡对比度增强

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绝对重力仪隔振系统发展综述

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导航与控制 2019年第3期18卷 14-26页

作者：要佳敏伍康清华大学精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 清华大学精密仪器系北京100084

绝对重力仪是测量重力加速度的精密仪器,在计量学、地球物理、资源勘探、辅助导航等领域有着重要意义和广泛应用。目前,绝对重力仪的测量精度已经达到微伽(μGal,1μGal=1×10-8m/s2)量级,而地面振动噪声严重影响着仪器的测量精度,... 详细信息

绝对重力仪是测量重力加速度的精密仪器,在计量学、地球物理、资源勘探、辅助导航等领域有着重要意义和广泛应用。目前,绝对重力仪的测量精度已经达到微伽(μGal,1μGal=1×10-8m/s2)量级,而地面振动噪声严重影响着仪器的测量精度,垂直隔振系统的性能已成为限制绝对重力仪精度的瓶颈。对绝对重力仪所应用的超低频垂直隔振系统进行了详细回顾。现有的超低频垂直隔振系统可被分为被动式隔振和主动式隔振两大类。其中,被动式隔振系统主要基于零长弹簧结构,周期一般可超过15s。主动式隔振系统可以分为一级主动式隔振系统和二级主动式隔振系统,其结构形式包含弹簧振子结构、弹簧摆杆结构等。通过测量待隔振物体的位移、速度、加速度信号等信息并进行反馈控制,可实现超低本振频率,等效周期可超过15s,最长可超过100s。国内研究机构已经开展了多年的针对超低频垂直隔振系统的研究工作,并取得了阶段性的研究成果。通过改进,有望将超低频垂直隔振系统应用于国产绝对重力仪,显著提高仪器的整体性能。

关键词：绝对重力仪绝对重力测量超低频隔振垂直

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金纳米颗粒掺杂光致聚合物的体全息混合光栅模型

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应用光学 2018年第5期39卷 707-713页

作者：吴圣涵曹良才郝金坪朱辰金国藩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 固体激光技术重点实验室北京100015

金纳米颗粒掺杂光致聚合物在全息曝光过程中,光产物周期分布会形成折射率调制相位型主光栅,同时金纳米颗粒周期分布形成由局域表面等离子体共振引起强吸收的振幅型辅助光栅。研究基于耦合波理论的一种混合光栅模型,分析了光栅的体全息... 详细信息

金纳米颗粒掺杂光致聚合物在全息曝光过程中,光产物周期分布会形成折射率调制相位型主光栅,同时金纳米颗粒周期分布形成由局域表面等离子体共振引起强吸收的振幅型辅助光栅。研究基于耦合波理论的一种混合光栅模型,分析了光栅的体全息光学特性。结果表明,混合光栅中的折射率光栅和吸收光栅都能够提升体光栅的衍射效率;体光栅的角度选择性也可以得到明显的改善。

关键词：信息光学体全息光栅衍射效率光致聚合物金纳米颗粒

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基于全息光学的虚拟现实与增强现实技术进展

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科技导报 2018年第9期36卷 8-17页

作者：何泽浩隋晓萌赵燕曹良才金国藩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室

介绍了VR/AR产业发展的现状及未来趋势,从显示技术的角度阐述了目前主流VR/AR产品使用的技术方案,并比较了双目视觉、光场显示和全息显示3种VR/AR方案的优缺点。针对当前VR/AR主流方案存在的问题,提出了全息光学技术在VR/AR产品中的优... 详细信息

介绍了VR/AR产业发展的现状及未来趋势,从显示技术的角度阐述了目前主流VR/AR产品使用的技术方案,并比较了双目视觉、光场显示和全息显示3种VR/AR方案的优缺点。针对当前VR/AR主流方案存在的问题,提出了全息光学技术在VR/AR产品中的优势和在产业中的作用,特别是,归纳了全息光学技术在近眼显示领域的进展及其对VR/AR产业发展的意义。分析了全息光学和VR/AR产业在结合过程中所面临的挑战,并对基于全息光学的VR/AR产业发展进行了展望。

关键词：虚拟显示增强现实全息光学

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面向层结构的角谱传播计算全息算法(特邀)

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红外与激光工程 2018年第6期47卷 1-9页

作者：曹良才何泽浩赵燕金国藩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 中国电子信息产业发展研究院北京100846

为了提高计算全息图的生成速度和再现像的重建质量,文中基于角谱传播的精确衍射计算过程,提出了一种面向层结构的角谱传播计算全息算法。该算法将三维场景分层,并将每层场景通过角谱衍射运算得到子全息图。通过子全息图在干涉面的叠加,... 详细信息

为了提高计算全息图的生成速度和再现像的重建质量,文中基于角谱传播的精确衍射计算过程,提出了一种面向层结构的角谱传播计算全息算法。该算法将三维场景分层,并将每层场景通过角谱衍射运算得到子全息图。通过子全息图在干涉面的叠加,最终生成整个三维场景的全息图。由于角谱运算没有旁轴近似,因此对于不同类型的三维数据,利用该算法计算得到的全息图均可重建得到精确的再现像。此外,该算法的计算复杂度不取决于三维场景的复杂度,只取决于分层层数,因此运算速度较传统点元法可提高两三个数量级。该算法为三维场景的动态显示提供了一种有效的解决方案。

关键词：计算全息算法角谱传播理论层结构动态三维显示

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面向真彩色三维显示的分层角谱算法和Gerchberg-Saxton算法研究

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物理学报 2018年第9期67卷 116-125页

作者：范爽张亚萍王帆高云龙钱晓凡张永安许蔚曹良才昆明理工大学理学院昆明650500 昆明理工大学建筑工程学院昆明650500 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

分层角谱算法可用于三维物体全息图的生成计算,在计算时间、占用内存和算法复杂度方面占有优势.本文基于强度图和深度图的分层角谱算法,对多波长采样进行分析,有效抑制混频现象,实现了真彩色物体的计算全息图生成.针对分层角谱算法重建... 详细信息

分层角谱算法可用于三维物体全息图的生成计算,在计算时间、占用内存和算法复杂度方面占有优势.本文基于强度图和深度图的分层角谱算法,对多波长采样进行分析,有效抑制混频现象,实现了真彩色物体的计算全息图生成.针对分层角谱算法重建时产生的散斑噪声问题,引入Gerchberg-Saxton(GS)算法,提出基于分层角谱算法的GS算法.通过计算比较引入GS算法前后再现像的均方根误差和峰值信噪比,证明该算法可有效地抑制散斑噪声,提高全息图的再现像质量,更适用于复杂形貌三维物体的计算.

关键词：真彩色三维物体分层角谱法 Gerchberg-Saxton算法均方根误差

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基于基线漂移模型的气体光谱自动基线校正

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光谱学与光谱分析 2018年第12期38卷 3946-3951页

作者：王昕吕世龙李岩尉昊赟陈夏北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124 清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 北京工业大学环境与能源工程学院北京100124

傅里叶红外光谱是监测污染源废气排放的一种重要手段。发展针对气体光谱的自动基线校正方法对于污染气体快速检测及长时间在线监测具有重要意义。目前自动基线校正中的一个难点是如何准确校正存在宽峰的光谱:宽峰在频域中具有一定低频成... 详细信息

傅里叶红外光谱是监测污染源废气排放的一种重要手段。发展针对气体光谱的自动基线校正方法对于污染气体快速检测及长时间在线监测具有重要意义。目前自动基线校正中的一个难点是如何准确校正存在宽峰的光谱:宽峰在频域中具有一定低频成分,基于频域滤波提取光谱中低频基线信息的方法因难以选择合适的分离条件容易产生基线扭曲。采取自动识别基线点,基于预先设定的基线模型拟合光谱基线的方法可以规避频域方法中分离条件选取的环节,但其校正效果对所采用的基线模型非常敏感。当基线模型中的自由度过小时,拟合基线无法准确逼近光谱基线漂移,基线校正的误差较大;而当基线模型中的自由度过大时,尤其是含有实际基线漂移中不存在的虚假自由度时,容易产生基线扭曲。目前常用的基线模型有线性、多项式、样条插值、指数模型等,在基线模型的选择上缺乏较为统一的标准。本研究着眼于避免基线模型缺乏必要自由度或含有虚假自由度,提出基于实际基线漂移的自由度建立基线模型。研究发现,气体光谱中主要的基线漂移在光谱中可被近似表示为波数的特定阶次(0次、1次、2次和4次项)的形式。以此作为基线模型提出了一种自动基线校正新方法。新方法以传统迭代多项式拟合自动基线校正方法作为基础,将其中仅设定多项式最高阶次的基线模型改进为上述由具有物理意义支撑的特定阶次构成的基线模型;此外,增加了对吸收峰尾部的判定,用于避免在采用阈值分辨吸收峰与基线时,吸收峰尾部因吸光度较低被误识别为基线的问题。以实测获得的含有水汽宽峰的空气光谱作为样本,对所提方法的基线校正效果进行了验证,并与迭代多项式拟合方法中两种较有代表性的Lieber和Mahadeven-Jansen(LMJ)方法以及Liu和Koenig(LK)方法的基线校正效果进行了对比。实验结果表明,所提方法与采用不同最高多项式阶次的LMJ及LK方法相比,可更好的避免基线扭曲,同时其校正后的光谱基线与吸光度0线间具有最低的方差平均值。研究表明,采用实际基线漂移的自由度建立光谱基线模型可获得良好的基线校正效果。

关键词：自动基线校正基线漂移基线模型多项式

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FTIR固定污染源VOCs在线监测系统

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光谱学与光谱分析 2018年第10期38卷 3106-3111页

作者：吕世龙赵会杰任利兵王昕尉昊赟李岩清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084 武汉天虹环保产业股份有限公司湖北武汉430223 北京工业大学机械工程与应用电子技术学院北京100124

挥发性有机物(VOCs)造成了全球环境污染,给人们日常生活工作带来不利影响。对挥发性有机物进行高效准确监测成为我国大气环境治理的热点。与其他污染物气体相比,VOCs更易挥发并可以和其他污染物发生反应,其物理化学性质的复杂性对已有... 详细信息

挥发性有机物(VOCs)造成了全球环境污染,给人们日常生活工作带来不利影响。对挥发性有机物进行高效准确监测成为我国大气环境治理的热点。与其他污染物气体相比,VOCs更易挥发并可以和其他污染物发生反应,其物理化学性质的复杂性对已有的检测方法提出了很高的要求。在众多的气体检测方法中,光谱检测技术以其方便快捷、检测准确等优点得到了广泛应用。傅里叶变换红外光谱(FTIR)作为光谱检测技术中重要的一员,不仅可以多通道快速检测,还可以分析上百种污染物种类并实时计算污染物浓度,解决了VOCs气体性质复杂带来的困扰。开展了固定污染源VOCs在线监测系统的研制,整套系统基于傅里叶变换红外光谱,干涉仪出射的红外干涉信号被10m光程的气体池中的目标气体吸收后进行傅里叶变换,得到含有气体特征吸收峰的红外光谱;将红外光谱与标准谱库的数据进行对比分析即可实现对目标气体的种类鉴定和浓度测量。系统覆盖650~4 000cm^(-1)光谱范围,由于大多数VOCs在中红外指纹区具有相对独立的吸收峰,因此可实现对多种气体的分析检测。光谱分辨率为1cm^(-1),浓度检测范围为1.6~319.47mg·m-3(以苯为例)。系统对甲苯、丙酮、乙酸乙酯等十几种VOCs进行分析测试,得到不同气体的红外光谱图,与标准数据库吻合得很好,并且可以根据不同气体的吸收峰对其进行区分。为了得到气体的准确浓度,需要对仪器进行标定。为降低气体在气体池内腔和反射镜上的吸附并控制水蒸气含量,加入温控系统对气体池温度进行实时监测。实验中通入不同浓度的二甲苯标准气体,利用五点标定法得到分析浓度与标准浓度之间的关系,分析浓度的相对偏差小于0.06%。为验证系统在实际工作场景下的性能,选取某喷涂车间,对喷漆过程中溶剂和稀释剂挥发形成的VOCs污染进行一周的监测,得到苯、甲基乙基酮、异丙醇以及乙酸乙酯四种主要污染气体的浓度变化。设定浓度安全阈值为安全作业提供参考。从长时间测试数据分析,系统平均无故障时间(MTBF)长达1 000h,可长时间稳定可靠地实时监测。

关键词：傅里叶变换红外光谱技术挥发性有机化合物气体分析在线监测

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基于可调谐半导体激光器吸收光谱的高灵敏度甲烷浓度遥测技术

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物理学报 2017年第10期66卷 42-50页

作者：丁武文孙利群衣路英清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

讨论了一种新的高灵敏度甲烷遥测方法,利用可调谐激光二极管的调制光谱技术扫描甲烷的吸收峰,通过在测量光路中插入参考气池,增强低浓度情况下的吸收峰辨识能力,以提高甲烷浓度遥测信号的信噪比.此外,可以将激光器的中心波长锁定至气体... 详细信息

讨论了一种新的高灵敏度甲烷遥测方法,利用可调谐激光二极管的调制光谱技术扫描甲烷的吸收峰,通过在测量光路中插入参考气池,增强低浓度情况下的吸收峰辨识能力,以提高甲烷浓度遥测信号的信噪比.此外,可以将激光器的中心波长锁定至气体吸收峰的峰值位置从而使仪器工作于吸收峰锁定模式,进行甲烷浓度的连续监测.实验结果表明,在测量距离分别为10 m和20 m时,周围环境中的甲烷积分浓度探测极限可以分别达到5 ppm·m和16 ppm·m.在吸收峰锁定工作模式下,系统在37 m距离处具有22 ppm·m的检出限,并可以监测甲烷浓度的快速变化.

关键词：波长调制光谱遥测可调谐激光背向散射

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相敏式激光啁啾色散光谱技术在高吸收度情况下的应用

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物理学报 2017年第12期66卷 77-86页

作者：丁武文孙利群清华大学精密仪器系精密测试技术及仪器国家重点实验室北京100084

研究了相敏式激光啁啾色散光谱法在高吸收度情况下的应用.用窄频半导体激光器作为光源,利用一工作于载波抑制模式的铌酸锂电光强度调制器调制单频激光,在单频激光两侧产生两个边频分量,并通过两边频分量产生外差干涉信号.利用外差干涉... 详细信息

研究了相敏式激光啁啾色散光谱法在高吸收度情况下的应用.用窄频半导体激光器作为光源,利用一工作于载波抑制模式的铌酸锂电光强度调制器调制单频激光,在单频激光两侧产生两个边频分量,并通过两边频分量产生外差干涉信号.利用外差干涉的相位波动来测量甲烷气体位于1653.7 nm附近的折射率波动,通过气体折射率与吸收系数之间的Kramers-Kronig关系计算甲烷气体浓度.传统的波长调制光谱法受限于郎伯-比尔定律,在应用于高吸收度的情况时,存在灵敏度下降的问题,甚至出现随气体浓度上升输出信号反而下降的现象.实验结果显示,相同实验条件下,波长调制光谱法的线性测量范围为38.1—1500 ppm·m,线性测量的动态范围仅为16 d B;而相敏式激光啁啾色散光谱法在很大的吸收度范围内均具有线性输出,检出限低至47.3 ppm·m,线性测量范围上限为174825 ppm·m,具有超过35 d B的动态范围.

关键词：可调节半导体激光吸收光谱法色散光谱波长调制光谱外差干涉

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