富营养化水体中氮磷物质与光谱反射率的相关性分析

利用FieldSpec HandHeld地物光谱仪对不同的富营养化水体进行反射光谱测量和同步水质采样分析,通过研究水体反射光谱的特征,分析了光谱反射率与总氮、总磷浓度之间的关系.结果表明：光谱反射率比R640/R447与总氮浓度、R703/R447与总磷浓度的线性相关程度较好,并以此分别建立了两者的反演模型.     

一种基于压缩感知理论的LCTF光谱超分辨方法

液晶可调谐滤光片（LCTF）因其在宽谱段上具有简单、高效的调谐滤光功能常作为微型光谱仪应用在多种测量领域.然而,滤光式光谱仪的光谱分辨能力受限于其系统的带宽,进行高分辨测量时的硬件成本和测量数据量都较大.将压缩感知理论引入LCTF的光谱测量中,通过将LCTF获取的测量数据与其对应的调谐波长处的透过率函数进行关联计算,得到光谱分辨率优于系统带宽的目标光谱曲线.分析表明,本文模型下的压缩感知测量矩阵具有良好的非相关性,同时对地物光谱进行的压缩感知重构结果表明,在仅进行32次测量的条件下,本文方法得到了珍珠石目标的128波段的光谱曲线,能分辨出传统方法不能分辨的光谱细节,且反射率的平均误差仅有0.75%,同时对噪声具有一定的抵抗性.      

长江口水域悬浮泥沙粒径对光谱反射率的影响分析

在悬浮泥沙遥感研究中,通常忽略粒度特征因子,主要考虑悬沙浓度单个因子与光学特性的关系.而单纯考虑浓度与光谱反射特性关系所建立的模型在应用的时空尺度方面会受到较大的限制.将沉积物打碎并分散在溶液中,然后从不同角度照射悬浮在溶液中的颗粒,并统计不同粒径区间内颗粒的数量和比例,从而描绘出粒径频率分布图获取粒径参数方式,分析悬沙粒径因子对光谱反射率的影响.测试结果表明悬沙粒径分布主要是通过后向散射来对光谱反射率产生影响,细颗粒泥沙具有较大的后向散射,粗颗粒泥沙则具有较小的后向散射;细粒径泥沙会增大光谱反射率.实验结果有力证实了理论分析.     

弱应变光纤光栅传感器匹配光栅解调方法

基于弱反射光纤布拉格光栅应变传感器,建立了光栅反射光谱仿真模型。分析了光纤光栅的长度、周期和排列顺序对光栅反射率的影响,发现光栅的最大反射率随光栅长度和调制深度的增大而变大;而光谱宽度受光栅长度变化的影响较大,光栅长度越小,光谱宽度越大。弱反射光栅阵列的峰值反射率与光栅位置有关,受多重反射影响,越下游的传感光栅,峰值反射率越小。通过分析解调过程中的反射光谱,得到了传感器所受应变与输出光强的函数关系。     

生物体液荧光在位检测仪的设计

介绍了一种直接检测生物体液的光纤光谱仪。根据光纤和毛细管的特性，设计特殊的光纤探头。该探头可以直接插入生物体内，通过毛细管采集生物体液，并直接引入光路中。为了提高测量灵敏度，探头中的光纤采取分层排列以增加体液在光路中的路程。该探头可使测量过程简化并且实现在位监测。利用计算机的并行口控制步进电机带动色散棱镜转动，用光电倍增管接收光谱信号，计算机实时采集并实时显示待测生物体液的光谱特性。通过对光谱进行分析，可以推测许多生物量。     

内陆水体反射波谱测量方法研究

利用野外光谱仪,通过垂直水面和倾斜测量两种测量方法得到太湖9个月份的水体波谱信息,分别对这两种不同的测量方法,利用和其对应的数据处理手段和数据分析方法进行了数据精度的分析,并和常规水质取样结果结合,进一步得到比较理想的水体叶绿素与高光谱遥感的相关关系模型,并对模型精度进行了分析.结果表明,两种测量方法所得数据的质量相差不大,基于二者所测数据进行的模型分析,均达到较高的精度.     

基于反射光谱及模拟MERIS数据的太湖DOC浓度定量提取

利用地物光谱仪研究了太湖DOC浓度与反射光谱之间的关系，结果表明：DOC浓度与745nm附近的反射率及665、695nm处一阶微分具有较好的相关性，可以用745nm处反射率及665、695nm处一阶微分来估算DOC浓度。通过对模拟MERIS数据的分析，得出太湖的DOC浓度也可以用MERIS的第10波段及第9波段与12波段的比值有效地估测。     

太湖水体藻类叶绿素浓度高光谱遥感监测研究

为了更好地监测太湖水体富营养化状况,我们利用高光谱地物波谱辐射计,通过垂直水面法和倾斜测量法得到太湖水体3～10月份的波谱信息.利用这些数据,分析了太湖水体藻类的叶绿素（主要是chl_a）与水体反射光谱特征的关系,建立了藻类叶绿素高光谱遥感模型,并分析了模型精度.研究发现：两种测量法数据精度差别不大;叶绿素在700nm附近反射峰的位置、高度与叶绿素浓度有较好的对应性;利用700     

微型CCD光谱仪器的光学结构设计

光谱仪器是光学仪器一个重要组成部分,同时它也是光谱学和光谱技术中最基本的分析设备之一。而仪器的小型化,对于提高仪器使用范围有很大的帮助。本文研究的主要内容是设计一种微型可见光的CCD摄像光谱仪的光学结构。在设计中,通过理论计算,选用合适的光纤、平面定向光栅和凹面反射镜,将光纤、平面定向光栅和凹面反射镜等合理组合,采用聚焦反射、分光的方法,将待测光进行色散,直接投射到C C D接受器件的表面,光学结构大大简化,仪器整体尺寸缩小,精度有一定提高,较为先进。     

光纤光谱仪在LED光通量测量中的应用

由于LED的光谱功率分布较窄,而光度测量中采用的光度探头的响应和标准光谱光视效率函数V(λ)很难做到完全匹配,因此在LED光通量测试中极易引入光谱失配误差.现提出了在LED光通量测试仪中引入光纤光谱仪对光通量测试结果进行光谱失配校正.在验证实验中对不同光谱功率分布的LED样品进行了测量,并且与中国计量科学研究院测试的标准光通量进行了比较,实验数据表明,在LED光通量测试中引入光纤光谱仪进行光谱失配校正能够提高测试精度,其中对单色光LED提高最为显著.     

差动式光纤传感器在叶尖间隙测量中的应用

分析了涡轮发动机叶尖径向间隙变化对发动机性能的影响。根据叶尖间隙传感器的使用要求和应用环境：设计了差动式光纤位移传感器进行间隙测量，它采用单光纤传光，两组光纤束接收散射光的结构形式。该传感器能有效消除被测叶片叶尖表面反射率、光源波动等对测量结果的影响。     

基于透射率模型和极值先验的杂散光消除方法

针对杂散光对空间光学系统的影响,结合实际研究中光机结构无法更改,且无法精确估计系统点扩散函数的情况,提出了一种基于透射率模型和遥感图像极值先验知识的消除遥感图像杂散光的新方法。该方法能够有效地消除杂散光对遥感图像的影响,提高图像对比度,使图像细节变清晰。实验中使用多个图像清晰度评价函数对图像的清晰度进行了计算。实验结果表明,采用此方法使图像清晰度提高了15%以上。     

Analysis of stimulated Brillouin scattering in multi-mode fiber by numerical solution

Stimulated Brillouin scattering in optical fibers is described by a theoretical model and numerical analysis. The results showed that, for an optical fiber pumped by a laser beam with ns-order-pulse width and kW-order peak-power, SBS reflectivity tends to saturate when the fiber length exceeds a limit, named “effective fiber length“. Using small core-diameter and long enough fiber, the SBS reflectivity level could be raised but is limited by optical damage of the entrance surface of the fiber. Therefore, just a small dynamic range can be obtained.     

用于裂隙光源的侧面发光塑料光纤散射点设计

设计一种侧面发光塑料光纤表面正四棱锥形微结构散射点，使侧面发光塑料光纤可用作裂隙灯显微镜的裂隙光源，以减小裂隙光源的体积.采用光学仿真软件分析光纤上表面(有散射点)和光纤下表面(无散射点)的散射率，当塑料光纤直径为1 mm时，得到优化后的正四棱锥散射点的底边宽度和深度均为80μm.仿真结果表明，光纤下表面散射光的光束发散角在垂直于光纤方向约为40°,在平行于光纤方向约为110°,经过焦距为50 mm的投射镜会聚后的光带宽度约为0.3 mm,可以满足裂隙灯显微镜的要求.     

黑色色精与白色涂料质量配比对涂层表面光反射率的影响

首先,在水溶性白色涂料中混合不同质量比的黑色色精,形成几种混合涂浆,将混合涂浆均匀地涂在纸板上,并自然干燥,得到不同灰度的表面涂层试样.其次,通过一种称为圆盘-亮度的方法测量并计算每个试验样品的光反射率,并验证圆盘-亮度方法测量涂层表面光反射率的有效性.最后,根据Kubelka-Munk散射和Lambert-Beer定律,推导出涂层表面光反射率的计算关系模型,并根据该模型进行实测数据拟合.结果表明:涂层表面的光反射率计算模型可以很好地用于拟合实测数据;提出的计算模型或经验公式可用于指导白色涂料与黑色色精混合配制,获得所需的表面光反射率涂层.     

冷轧铝板表面质量影响因素的研究

从冷轧后的铝板表面粗糙度、表面光亮度(含退火状态)及表面显微形貌入手,研究了轧辊温度、加工率及工艺润滑剂中的添加剂等因素,对轧后铝板表面质量的影响。结果表明,随轧辊温度升高,冷轧铝板(含退火状态)表面光亮度均有不同程度提高,轧后表面粗糙度下降;道次加工率增大,冷轧铝板表面光亮度增加,但表面粗糙度随之增大;添加剂对冷轧铝板退火表面光亮度影响较大,尤其是酯肪酸,当添加剂含量达到一定值后,铝板退火表面光亮度下降。     

透明薄膜水中悬浮位置姿态的视觉测量技术

该文利用水和薄膜的不同反射率,对测量透明薄膜水中悬浮的位置姿态进行研究。采用单色激光器配合对应波长的滤光片进行采集图像。采集到图像后,使用V isual C++开发的图像处理程序,对图像进行进一步的处理。图像处理的主要步骤分别为:阈值分割;黑白二值转化;提取轮廓并用坐标形式表现。     

基于OTDR的光纤液体泄漏检测的研究

通过应用光时域反射仪（OTDR)测量多模光纤（MMF）反射光强变化,提出一种检测液体泄漏的光纤传感器,并对其进行理论仿真和实验研究。众所周知,OTDR具有小巧、精密、智能化、便于移动的特点,能有效避免常规光纤传感器设备复杂笨重不可以移动的问题。使用一定溶度的氢氟酸（HF）溶液腐蚀多模光纤作为传感部件,易于设计和制作。当多模光纤的纤芯直径减小到一定程度时,将其暴露在空气或待测液体中。裸露的芯层周围介质折射率的变化,将会影响传感区域内光的模场分布,改变透射光的强度,故该结构可以有效检测环境中液体的泄漏。本文设计制作了两个远距离的光纤传感器。第一个传感器仅带有一个光纤传感结构。连接带有传感结构的长光纤和OTDR。设置OTDR的扫描脉宽30ns、扫描时间3min,光源的脉冲信号强度约为15dB、扫描距离5km。以水为检测对象。首先,将传感结构暴露在空气中,OTDR的反射曲线在检测处的损耗为2.893dB。当检测到水时,OTDR的反射曲线的损耗为0.631dB。因此,检测到水时,光损耗减小,反射光强变大。实验结果和仿真结果一致。第二个传感器是有两个传感结构的分布式复用传感器,将其检测两处的环境情况。两个传感结构都能很灵敏的检测出是否存在水,证明了传感器的复用特性。因此,该液体泄漏检测光纤传感器能够广泛应用于工程实践中。     

多同心圆形光纤位移传感器的建模与仿真

对一种新结构反射式光纤位移传感器进行了数学建模和计算机仿真分析,讨论了传感器输出特性与各参数之间的关系．数学模型表明,光纤束两输出信号之比能够消除光源发光强度波动及被测表面反射率变化对测量结果的影响．有利于提高抗干扰能力和测量精度．仿真结果不仅与前期试验结果基本吻合．而且有助于优化这类传感器的结构设计．