摘要：可吸入颗粒物浓度是大气环境监测中的一项重要指标。在Mie散射消光原理的基础上,采用三波长方法并结合了分布式函数算法设计了可精确测量大气中可吸入颗粒物浓度的检测仪器,计算了Mie散射效应中消光因子的光谱依赖关系,在数据处理中对光谱时域信号进行积分从而消除了光谱多峰效应所产生的误差。此检测仪气路部分可实现可吸入颗粒物(PM2.5和PM10)的双通道采集。利用激光光纤将三种不同波长的激光通过耦合器(3合1)耦合进一个光纤后通过样品池,衰减光进行分离后进入光电探测器,由电路模块对探测到的光信号进行转换、数据处理、显示和存储,并通过3G无线网络实现数据的远程传输和共享。该仪器可以实现可吸入颗粒平均粒径和浓度测量。通过实验验证了检测仪的各项性能指标,数据表明该检测仪的灵敏度为0.01μg·m-3,响应时间约为90s,适用于大气中可吸入颗粒物浓度的实时检测。

摘要：温度场起伏导致空气折射率的起伏,风速的变化影响湍流的动态特性,从而形成光学湍流效应,对大气激光传输产生影响。研制了一种用于研究激光大气传输效应的Herriott长光程大气湍流发生装置,此装置能模拟出温度差范围为10~200℃,风速范围为0~5.8 m/s以及光程为1~100 m的随机大气湍流。分析并测量了在不同温度、风速参数下该装置对激光传输的光束质量影响。实验结果表明,该大气湍流发生装置的性能指标与实际大气湍流性能较为接近,且具有温度范围宽、光程可调、重复性好、准确度高等优点,能够满足大气传输湍流效应的实验要求。

摘要：铝酸钇(YAlO_(3),YAP)材料的光学和热力学性能优异,在固体激光、发光显示等领域显现出巨大的应用前景。本工作采用基于密度泛函理论的第一性原理研究,计算了YAP晶体的电子结构、光学和热力学性质。结果表明,YAP属于宽禁带绝缘体材料,价带主要是由O的2p电子态贡献,导带基本上是由Y的4d电子态确定,较宽的带隙为众多激活离子的掺杂提供了可能,有利于设计不同材料组成的发光体系,光学性质计算得到了YAP晶体三个不同方向上的介电函数谱、吸收谱、反射谱、折射率谱和能量损失谱,表明YAP材料的光学性质具有各向异性、定向可控的特点,通过对YAP材料声子色散谱的计算,确定了德拜温度随热力学温度的变化规律,在46 K时出现了德拜温度的极小值特征点571 K,处于高温极限时YAP的德拜温度稳定在830 K,证实了自由能、熵、焓、热容等热力学基本参数的温度依赖性。本工作从原子尺度分析了YAP材料的光学性质和热力学性质,为材料的性能研究,特别是YAP材料在低温下的应用提供了基础数据支持。

摘要：为了解决生成对抗融合方法获得的融合图像不能同时保留红外图像典型目标和可见光图像纹理细节的问题,提出一种红外与可见光图像交互注意力生成对抗融合方法。首先,在生成网络模型中采用权重参数共享的双路编码器架构,利用多尺度聚合卷积模块提取源图像各自的深度特征;其次,在融合层设计上,利用交互注意力融合模型建立两类图像局部特征的全局依赖特性,获得的注意力图更聚焦于红外典型目标和可见光纹理细节,实现红外与可见光图像端到端融合。最后,在对抗网络模型中,采用双鉴别器均衡判定融合图像与源图像间的真假性,相互补偿的损失函数优化生成网络模型获得最佳的融合结果。与现有典型融合方法的对比实验结果表明,该方法能够获得更平衡的融合结果,在主观视觉描述和客观指标评价上都优于其他方法。

摘要：通过引入最小改变的对角修正策略,结合弱二阶拟牛顿方程,设计一种新的求解无约束优化问题的对角二阶拟柯西法,此算法保证了修正矩阵的非奇异性.在适当的假设条件下,进一步分析算法的线性收敛性.数值试验结果表明,该算法是有效且可行的.

摘要：表面硬度是表征钢铁特性的重要参量之一,表面硬度的检测可以把关工业生产质量。在自行搭建的LIBS实验平台获取激光诱导击穿光谱(LIBS),控制激光能量为30 mJ,比较了基体元素FeⅠ404.58 nm和合金元素MnⅠ403.07 nm的光谱强度与6个不同D2钢硬度的样品(经过不同热处理得到不同硬度)之间的相关性,发现合金元素Mn的光谱强度与硬度的决定系数(0.934)高于基体元素Fe的决定系数(0.916)。采用LIBS中Fe的离子与原子光谱强度比及激光诱导等离子体温度表征不同热处理的D2钢硬度,选择FeⅡ275.57 nm和FeⅠ276.75 nm的两条特征谱线作为分析谱线,建立了表面硬度与光谱信号之间的关系(决定系数为0.964);激光诱导等离子体温度作为等离子体重要参数与硬度建立了很强的正相关性(决定系数为0.977)。D2钢表面硬度可以通过不同热处理改变组织进而改变硬度,同时加入合金元素(例如通过加入Mn可以细化晶粒改善钢的硬度)也可以改变硬度。实验同时建立了不同含量Mn的D2钢硬度与光谱强度(MnⅠ403.07 nm)之间的相关性, D2钢的硬度不随Mn含量的增加而单调增加,而光谱强度却随硬度有一致性变化。实验结果表明利用基体元素Fe、合金元素Mn, Fe元素离子与原子光谱强度比和等离子体温度可以与不同硬度D2钢建立正比关系,光谱强度有效地表征了不同热处理得到的D2钢硬度;不同Mn含量得到的D2钢硬度有效地验证了光谱强度表征硬度的可行性。因此, LIBS光谱技术表征钢铁材料硬度特性得到了实验验证,展现了工业现场控制中的应用前景。

摘要：传统稀疏表示融合方法,以图像块进行字典训练和稀疏分解,由于没有考虑图像块之间的内在联系,易造成字典原子表征图像特征能力不足、稀疏系数不准确,导致图像融合效果不好。为此,本文提出可见光与红外图像组K-SVD(K-means singular value decomposition)融合方法,利用图像的非局部相似性,将相似图像块构造成图像结构组矩阵,通过组K-SVD进行字典训练和稀疏分解,可以有效提高字典原子的表征能力及稀疏系数的准确性。实验结果表明,该方法在主观和客观评价上都优于传统稀疏融合方法。

摘要：由于成像机理不同,红外图像以像素分布表征典型目标,而可见光图像以边缘和梯度描述纹理细节,现有的融合方法不能依据源图像特征自适应变化,造成融合结果不能同时保留红外目标特征与可见光纹理细节。为此,本文提出红外与可见光图像多特征自适应融合方法。首先,构建了多尺度密集连接网络,可以有效聚合所有不同尺度不同层级的中间特征,利于增强特征提取和特征重构能力。其次,设计了多特征自适应损失函数,采用VGG-16网络提取源图像的多尺度特征,以像素强度和梯度为测量准则,以特征保留度计算特征权重系数。多特征自适应损失函数监督网络训练,可以均衡提取源图像各自的特征信息,从而获得更优的融合效果。公开数据集的实验结果表明,该方法在主、客观评价方面均优于其他典型方法。

摘要：脉冲涡流检测是电涡流检测技术的一个最新研究,激励源采用一定占空比的方波信号.结合虚拟仪器技术,设计了一种USB接口的直接数字合成的脉冲涡流激励源.实验结果表明该激励源有占空比(10%～90%),频率(0.5k～500kHz)连续可调,分辨率高(0.011 6Hz),稳定可靠,界面友好等优点,能够满足脉冲涡流探头驱动要求,具有一定应用前景.

摘要：传统的可见光与红外稀疏表示融合方法,采用图像块构造解析字典或者学习字典,利用字典的原子表征图像的显著特征。这类方法存在两个问题,一是没有考虑图像块与块之间的联系,二是字典的适应能力不够并且复杂度高。针对这两个问题,本文提出可见光与红外图像结构组双稀疏融合方法。该方法首先利用图像的非局部相似性,将图像块构建成图像相似结构组,然后对图像相似结构组进行字典训练,采用双稀疏分解模型,有效结合解析字典和学习字典的优势,降低了字典训练的复杂度,得到的结构字典更加灵活,适应性提高。该方法能够有效提高红外与可见光融合图像的视觉效果,经对比实验分析,在主观和客观评价上都优于传统的稀疏表示融合方法。