压电陶瓷微位移驱动器在FY-3卫星G型辐射制冷器上的应用

压电陶瓷微位移驱动器是利用逆压电效应来实现电控位移并产生驱动力的一种新型微位移器件。FY-3气象卫星有效载荷中分辨率光谱成像仪（MERSI）采用大冷量G型辐射制冷器冷却碲镉汞（HgCdTe）红外探测器,即长波红外和短波红外线列探测器,分别安装在辐射制冷器二级和一级上。在对G型辐射制冷器的后光路校核过程中,根据传递函数（MTF）值确定其相对于红外探测器组件的最终位置。压电陶瓷微位移驱动器作为真空和低温下红外透镜组件的驱动工具。     

长波红外探测器的辐射定标

辐射定标是实现红外测温技术的基础。针对复杂环境下,大范围高温区域的测量任务,建立辐射定标数学模型。首先,采用长波红外热像仪和高温黑体炉进行定标实验,分析探测器响应灰度值与黑体辐射的关系。然后,考虑到探测器在测温过程中有可能进入饱和状态,进一步分析探测器响应灰度值与积分时间的关系。提出综合考虑黑体辐射和积分时间的定标计算方法;并给出了热像仪的理论测温范围的推导过程。最后,通过辐射定标数据的温度反演验证该方法的准确性,获取可参考的理论测温范围。实验结果证明该方法满足应用需求,不仅能够快速、有效地得到定标数据,而且对实际的应用具有一定的指导作用。     

偏振光谱成像仪太阳与月球联合在轨标定技术研究

航天遥感器入轨及在轨运行期间，由于重力、应力释放、热以及元器件老化等因素的综合影响需要对其进行在轨标定.为了提高星上辐射标定精度，提出了对月标定和太阳标定相结合的在轨标定方法.通过对月成像实现中心场的在轨绝对辐射标定，标定仪器辐射特性的星地差异和在轨的变化情况.通过太阳标定获取探测器的非均匀性变化.对偏振光谱成像仪标定不确定度进行了分析，研究结果表明：绝对辐射标定总不确定度为3.77%，满足5%辐射标定精度要求.     

克尔非线性黑体中光超流态的研究

研究了克尔非线性黑体中一种新的光超流态.研究表明:非线性黑体中具有相反波矢和旋量的裸光子结合成对,未成对的裸光子则转换成一种新的准粒子--非极化激元;光子对系统是一个超流态,而非极化激元系统是一个正常流态.正常流态的光谱能量密度和辐射压强都比普通黑体大并且随温度单调增加.在理论上证明了克尔非线性黑体中光超流态的存在并给出了测量这种光超流态的方法.     

基于图像处理的火焰温度及辐射率图像检测法

基于维恩辐射定律提出了彩色火焰辐射图像的标定方法．试验表明,采用较小的红值增益比可增加图像探测器的火焰温度检测范围;在较高温度(高于1200℃)条件下,只有红色和绿色分量可被利用．最后给出了由一台锅炉火焰图像获得的温度和辐射率分布图像处理结果．     

利用现代光声光谱技术进行高灵敏度痕量气体分析

研究了一种应用于光声光谱技术的极其灵敏的微压探测方法。一种二氧化硅悬臂梁替代原来的电容式声传感器,利用紧凑的迈克尔逊激光干涉仪来测量此二氧化硅悬臂梁的位移。对光声光谱测量技术进行了较大的改善。例如:采用黑体辐射作为光源,采用传统式光声光谱测试装置并使其工作在非共振模式下,甲烷气体测量灵敏度达到亚ppb量级。利用分布反馈式半导体激光器作为光源的新的光声光谱仪测量CO2的浓度。其灵敏度达到4.6×10-9cm-1WHz-1/2。此外,我们还实现了一个将光声光谱法和长吸收程吸收谱法相结合的选择式差动方法。     

V形槽结构面源黑体辐射特性评估方法及结构参数优化设计

随着红外技术的迅速发展,作为标准辐射源的面源黑体在红外遥感与探测、红外成像等领域得到了日益广泛的应用,但不同形式面源黑体的辐射特性评估方法以及辐射特性与结构参数间的影响关系等问题还没有得到深入的研究．基于这一现状,针对同心圆V形槽结构面源黑体,提出了基于蒙特卡洛全光路跟踪的辐射特性评估方法．首先,通过与精密方法的相互比对验证了方法的正确性及准确程度;然后,基于该方法对v形槽面源黑体的有效发射率进行了评估;最后,对影响辐射特性的主要结构参数及其规律进行了分析研究．实验结果显示,槽夹角越小、涂层本征发射率越高,黑体的有效发射率就越高、越均匀．对于一般性应用可以采用45。或600槽夹角;为了获取更高的有效发射率,可以采用更小的槽夹角,但涂层本征发射率必须大于等于0．8;采用长径比为2的保护套筒结构可以达到更为理想的辐射特性．     

水下光场及其影响机制的水槽模拟实验研究

测定了水下光合有效辐射(PAR)、光谱成分及悬浮物、叶绿素a等参数,分析了水下PAR变化及光谱分布、光衰减系数的光谱分布、辐照度比的变化、水下光场的数值拟合.结果表明,PAR的垂直分布主要取决于水体中的物质组成,从静止到小水流、大水流状态,PAR的衰减显著增大,分别由1增大到2m-1,再到4m-1;表面辐照度最大值一般在560nm左右,随着深度增加最大值出现波段向红光波段移动,水下光谱在蓝光波段衰减最强烈,其次是绿光、红光;光衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势,向下辐照度衰减系数在静止、小水流、大水流3种状态的值分别在0.75～2.56,2.30～4.66,3.51～10.34 m-1间变化;辐照度比最小值出现在蓝紫光波段,但在580和700nm附近出现两个峰值;在通过对光学参数与主要影响因子进行数值拟合以及计算叶绿素a对衰减系数的贡献率发现,水流变化引起的悬浮物浓度增加是造成水下光衰减的主要因素.     

基于FFT的傅里叶光谱Matlab仿真分析

采用迈克尔逊干涉装置测定了钠光灯和汞灯的干涉图,利用傅里叶光谱中存在的干涉图和光谱图的变换关系,通过快速傅里叶变换（FFT）的方法分析了钠光灯和汞灯的辐射光谱.Matlab仿真分析结果表明,采用傅里叶变换光谱可以清晰地展现辐射源的辐射光谱.     

基于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正

针对在高光谱偏振成像系统中,由于红外面阵探测器CCD像元响应的不均匀性引起像素误差,提出了一种适于AOTF的高光谱偏振红外焦平面非均匀性校正的方法。本文采用积分球进行辐射定标,分析输出辐照度和像元响应的关系,提出了曲线拟合方法,此方法加快了运算速度并使得输出非均匀性减小了90%以上。根据实验结果对粗糙度进行对比分析,场景的粗糙度降低了20%以上,得到在单色光和复色光下粗糙度一致,解决了在高光谱全偏振成像时CCD对其造成的影响,从而使得光谱精度更高。     

基于超级电容的太阳能楼道照明系统的设计

设计了一种太阳能楼道照明系统,采用了绿色光源LED、绿色储能元件超级电容、红外线探测器和光探测器,以市电作为备用电源.以六层楼为例,分别对照明光源、探测器、太阳能电池板的最佳倾角、太阳能电池的容量、超级电容的容量和系统控制器进行了设计,并列出了选用器件的数量及参数.最后,分析了系统的经济效益.     

全内反射式基因芯片荧光检测系统的研制

荧光信号的检测是基因芯片技术环节中的一个关键．目前，商业化的检测设备价格昂贵，限制了基因芯片技术的推广和普及．本实验组在开发廉价、便携式检测设备的过程中，设计出全内反射式基因芯片荧光检测系统，该系统与传统的落射和透射式激发方式不同，采用全内反射式激发光路，同时改造了柯勒照明，实现了激发光路和荧光采集成像光路的完全分离，有效提高了荧光图像的对比度和系统的灵敏度，降低了对元器件性能的要求．该系统设计新颖、结构紧凑，将具有广阔的市场前景．     

Monte Carlo simulation of an antiproton annihilation detector system

A renewed antiproton annihilation detector system has been developed for the ATRAP （Antihydrogen Trap Collaboration） experiment at CERN （European Organization for Nuclear Research）. It counts the antihydrogen atoms and determines the annihilation vertex of the atoms, This diagnostic element will allow to optimize the production of cold antihydrogen sufficiently to permit the optical observations and measurements. Extensive Monte Carlo simulations concerning the detector system have been developed, Different event generators as well as different geometry representations were established and evaluated, Real-time measurement with the detector system was performed and the results are calibrated via the Monte Carlo simulations.     

SegmentedHPGe平面型位置灵敏探测器阵列的γ成像分析

探测器位置分辨能力的高低是实现γ成像的一个重要指标．SegmentedHPGe平面型位置灵敏探测器能够很好地给出γ射线与探测器晶体相互作用的作用点位置信息．利用由这种探测器组成的探测器阵列对22Na标准源进行了γ成像实验．结果能够区分出标准源两个不同的摆放位置的细微差别,并与实际情况符合得很好．从而检验了SegmentedHPGe平面型位置灵敏探测器的位置分辨能力．     

Elman神经网络在中子解谱中的应用

人工神经网络由于其优良的自我调节能力及学习能力,已经被广泛地应用在各领域的非线性分析中.在中国锦屏极深地下实验室(CJPL)中的低本底液闪中子探测器一直在记录着中子的本底数据,探测器输出的能谱实际上是核反冲能谱,与输入能谱可一一对应,并随着输入能谱的改变而发生改变;因此可以将探测器输出信号输入到训练过的神经网络中判断输入能谱.本论文采用的神经网络为Elman神经网络,训练神经网络采用的数据为Geant4模拟所得.将实验获取的核反冲能谱输入到训练过的神经网路进行反解,最后Elman网络反解出的Am-Be中子源能谱与真实谱误差在0.1%～11.8%,反解出的~(252)Cf中子源能谱与真实谱误差在0.1%～8.9%.     

Development of Flexible Luminous Fabrics for Photodynamic Therapy in Biomedical Applications

Fabrics integrating with side-emitting polymer optical fiber( SE-POF) have great potentials for photodynamic therapy( PDT),which is a form of phototherapy recognized as a treatment strategy that is both minimally invasive and minimally toxic.Preliminary research has been undertaken to develop flexible luminous fabrics( FLF) device for PDT used in biomedical applications. The FLF device consists of SE-POFs, textile substrates,light source( LEDs or laser) with proper wavelength,and optical fiber coupling,etc. Different patterns of the fabrics were designed and fabricated purposely,and the light illumination effect was tested including the light power emitting from the patterned optical fiber fabrics,the stability of the illumination,and the light with different wavelengths. The work contributes to the successful development of an efficient and pain-alleviated illumination device for PDT in biomedical application.     

基于源波场照明的逆时偏移振幅补偿方法研究

逆时偏移作为一种先进的地震成像方法,能够适应横向变速和高陡倾角等复杂地质构造成像。但在对逆掩断层等复杂地质构造进行逆时偏移成像时,由于断层对地震波场的屏蔽效应,导致其下盘地质构造成像振幅很弱。一般采用单炮源波场照明除互相关成像来对深层构造弱振幅成像进行补偿,这种单炮源波场照明补偿方法虽然简单,但在地质构造特别复杂时会导致波场照明空间变化剧烈,从而影响成像振幅的补偿效果,加重了背景假像和噪音。为了克服这一问题,本文提出均炮源波场照明补偿方法,即用均炮源波场照明除互相关成像来进行弱振幅补偿,均炮源波场照明是指利用某一炮附近邻域内所有单炮源波场照明的均值来代替该炮源波场照明。对于复杂构造,由于均炮源波场照明空间变化较平缓,在进行逆时偏移成像振幅补偿时,背景假像和噪音也能得到很好地压制。根据实际地质构造设计了一个逆掩断层理论模型来验证均炮源波场照明振幅补偿的效果,并和单炮源波场照明振幅补偿进行了对比。     

图像测量中条带图像的分割

在图像测量中，需对复杂光场下获取的图像进行分割，用常用的阈值分割方法对其进行分割时，不能很好地克服光照明暗不同对图像产生的影响，提出了一种基于零交叉检测器的动态阈值选取方法，经过在实际项目中运用，证明其效果良好，能有效克服非均匀光场对图像分割结果所带来的影响。     

基于颜色恒常的照度准不变边缘分类算法

现有的照度准不变边缘分类算法在标准光源下分类效果较好,但是该算法没有考虑光源颜色的影响,而实际上光源颜色对算法的分类效果影响很大,因此提出了一种基于颜色恒常的照度准不变边缘分类算法.该算法首先估计光源颜色,然后用估计出的光源颜色参数矫正照度准不变边缘分类算法.与传统的照度准不变边缘分类算法相比,该算法由于能估算出光源的颜色,所以当光源颜色发生改变时,矫正以后的照度准不变分类算法仍然对光照颜色改变具有鲁棒性.实验结果显示,基于颜色恒常的照度准不变边缘分类算法,在光照颜色变化的情况下,不仅能检测出更多的边缘,噪声点更少,而且检测的边缘更准确,稳定,线条更光滑连续.     

VISCOSITY MODELING OF CONVENTIONAL KRAFT COOKS

Static and dynamic models were studied for both softwood and hardwood viscosity loss during Kraft pulping process. G-factor and initial EA charge in the style of Hatton equation can predicate final pulp viscosity. Dynamic models generated by effective alkaline (EA) and temperature profile information can be used to predicate pulp viscosity at any time during pulping process. Viscosity online real-time prediction is made possible by this model through an online NIR sensor, which has been well calibrated to measure black liquor EA and temperature.