摘要：基于表面等离子体激元的传输及耦合特性,提出了一种半封闭T形波导侧耦合圆盘腔的金属-介质-金属波导滤波器结构.应用有限元法研究了其传输特性.结果表明,在透射光谱中出现了基于等离子诱导透明(PIT)效应的窄带透射峰.通过理论分析与模场分布有效阐释了PIT透明峰与两侧谷值的物理产生机理,同时数值研究表明通过改变支节长度与圆盘谐振腔半径可调节滤波器共振波长,通过外调制来改变结构介质折射率可实现滤波波长的近似线性调节.进一步,在圆盘腔中内嵌增益介质,增强了其对光的局域能力,加强了模式共振作用,实现了压缩滤波通带带宽的同时有效地提高了结构透射率,相比同类滤波器获得了更好的滤波性能.研究结果为高分辨率窄带滤波器的设计提供了有效的理论参考.

摘要：基于表面等离子激元在亚波长结构的传输特性,设计了一种含双挡板金属-电介质-金属波导耦合两个方形腔的结构.由F-P谐振腔产生的宽谱模式与两个方形谐振腔产生的两个窄谱模式发生干涉作用,形成了独立调谐的双重Fano共振,而且可以通过改变两个方形腔的大小及填充介质实现双重Fano共振的独立调谐.基于耦合模理论,定性分析了该结构产生双重Fano共振的机理.利用有限元仿真的方法,定量分析了结构参数对可独立调谐双重Fano共振和折射率传感特性的影响.结果表明,优化参数后该结构的灵敏度分别高达1020和1120 nm/RIU, FOM值分别高达3.59×10~5和1.17×10~6.该结构可为超快光开关、多功能高灵敏度传感器和慢光器件的光学集成提供有效的理论参考.

摘要：基于表面等离子体极化激元的传输特性和周期性光子晶体的光学特性,提出了一种在亚波长介质光栅-金属Ag薄膜结构中产生离散态,在周期性光子晶体结构中产生连续态的亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构。通过对该结构进行理论分析和传输特性研究,阐述了该结构中Fano共振产生的机理,建立了基于角度调制的Fano共振传感结构模型,并定量分析了结构参数对反射光谱曲线的影响。结果表明:当周期性光子晶体周期层数N=4、光栅周期Λ=258 nm和金属Ag薄膜厚度d0=27 nm时,该结构的品质因数FOM值高达2.11×10^4,角灵敏度S=40(°)/RIU。该结构为亚波长介质光栅结构中实现Fano共振提供了有效的理论参考,对光学折射率传感结构的设计具有一定的指导意义。

摘要：基于表面等离极化激元在亚波长结构的传输特性,提出了一种含单挡板的金属-介质-金属(MIM)波导耦合双T型谐振腔的结构。在近场耦合作用下,单挡板形成的较宽连续态与单T型腔形成的较窄离散态,经过复杂的干涉相消形成非对称的双重Fano共振峰。基于耦合模理论,研究了单挡板MIM波导耦合单T型腔Fano共振的产生机理,并采用有限元分析法对该结构进行了模拟仿真。在此基础上,研究了含双T型腔结构的四重Fano共振形成过程,分析了上下T型腔结构参数对Fano共振峰的影响。结果表明,上下T型腔产生的Fano共振峰互不影响,且由单个T型腔可以实现两个Fano共振峰独立可调谐,故含金属挡板的MIM波导耦合双T型腔结构可以实现四个Fano共振峰独立可调谐。该结构可为差动传感器和波分复用器的设计提供有效的理论参考。

摘要：工业化程度提升的同时也带来了环境污染等问题,针对城市环境监测的现实状况,借助网格化的管理理念,设计了一套基于单片机的城市环境监测系统,本设计可以有效提升城市环境监测采集数据的效率和准确性,有助于精准地向各网格内居民及时发送提示信息,并为相关部门治理环境污染问题提供重要的数据支持及科学依据。

摘要：针对国外脉冲氙灯配套电源模块价格昂贵,订货周期长的问题,河北先河环保科技股份有限公司自行研制了脉冲氙灯的高压供电电源,不仅满足了设计要求,而且降低了仪器的研发生产成本,缩短了研发周期。介绍了脉冲氙灯的应用背景,研究了脉冲氙灯高压供电模块的电路设计原理,将此高压电源模块应用在水质在线分析仪器上对标准溶液进行了测试,对得到的两组测试数据进行了误差分析和计算,并将此误差与仪器的设计指标进行比较,验证了本高压电源模块的实用性和可靠性。

摘要：近几年,我国经济社会进一步发展,随着我国科技水平的不断提升,带动了我国机械制造行业的加速发展。我国机械制造行业在我国的经济建设中扮演者重要的角色,机械制造行业一直是推动我国经济实力提升的重要保障,在我国经济水平不断提升的同时,必然会对加些制造行业提出更高的要求,也因此,机械制造行业的更新和发展是必然的趋势。本文将探讨机械设计制造机器自动化的特点和优势的相关问题。

摘要：随着我国经济的高速发展,地表水污染问题日趋严重,实现地表水水质连续监测对于保障人类健康和保护环境至关重要。亚硝酸盐氮浓度是水质评估的一项重要指标,污染的水体对人畜及水产构成很大威胁。利用紫外可见吸收光谱检测有机污染物已经成为水质检测的重要方法。国内关于紫外可见光谱法检测亚硝酸盐氮的文献并不多,一般采用对水样进行化学前处理然后再利用紫外分光光度计预测浓度。这种方法不仅检测步骤繁琐,耗时耗力,对环境进一步造成污染,而且无法实现实时连续检测。无化学预处理的基于紫外可见吸收光谱法的亚硝酸盐氮浓度检测鲜有报道。采用紫外可见光谱法针对地表水水质的无人值守自动连续监测方法开展基础研究。配置了亚硝酸盐氮样本溶液,设计了为期三天的实验,每天分别测量所有样本的紫外可见光谱(记为D1组,D2组,D3组)。首先将前两天的样本分别进行偏最小二乘回归法(PLSR)建模,利用交互验证得到平均绝对相对误差(MAPE)分别为1.19%和1.85%,这说明PLSR模型具有优良的预测精度。其次,为了验证PLSR模型在不同条件下的适应性,取D1,D2的实验数据进行互相预测分析。两天互相预测的MAPE分别为3.36%和4.51%,低于5%,说明PLSR模型具有良好的鲁棒性。最后,将D1,D2的全部样本用于建立最终的PLSR实测模型,D3的样本作为测试集。测试集的MAPE为2.19%。结果表明,基于紫外可见光谱分析技术的PLSR算法对溶液中亚硝酸盐氮浓度的算法检测结果的MAPE均控制在5%以下,优于同类文献的测量精度。此外,PLSR模型建模过程简单,运算时间短;建好的模型结构简单更容易移植并固化到嵌入式系统中,为后期开发设计便携式装置带来便利。作为地表水亚硝酸盐氮浓度检测的基础研究,可为日后地表水水质的精准快速检测提供指导。

摘要：地表水资源安全关系到国民健康、生态环境稳定和经济可持续发展,具有重要战略意义。总有机碳(TOC)是一种衡量水体中有机物含量的综合指标,其在水环境监管和治理中具有重要价值。传统检测方法通过高温催化氧化测定水样中TOC含量具有耗时较长、操作复杂的局限性,紫外-可见光谱技术具有检测速度快、操作简单的优势,因而在水质在线检测中具有较好的应用前景。国内外对地表水中TOC浓度的在线检测目前大多采用与COD浓度间的相关关系进行间接推算得到,这类方法对水体成分的稳定性要求较高。相比于常规的间接推算方法,采用光谱定量分析方法建立TOC与紫外-可见光谱间的分析模型具有更好的鲁棒性和分析精度,便于实现水质无人值守在线监测。实验配置了TOC样本溶液,设计了为期两天的实验,在4个时间段采集得到样品光谱数据集(分别记为D1,D2,…,D6)。首先,通过分组实验将D1作为训练集建立TOC偏最小二乘(PLS)回归模型,预测同一时间段测试集D2的TOC浓度,得到平均绝对相对误差(MAPE)不超过0.78%,表明建立的TOC定量分析模型具有较高的精度。然后,为验证PLS建立的TOC模型对仪器状态变化的鲁棒性,选择不同时间段采集的光谱数据分别作为训练集和测试集,进行不同仪器状态交叉实验,4组实验中测试集样品TOC浓度预测值的MAPE分别为3.82%,3.75%,3.43%和0.98%。实验表明,采用PLS算法建立的TOC紫外-可见光谱定量分析模型具有较好的分析精度和鲁棒性,分组实验和不同仪器状态交叉实验中预测浓度的MAPE均不超过3.82%,优于常规的间接推算法。此外,建立的光谱定量分析模型不依赖COD与TOC间的推算关系,因此在水环境变化时较常规推算方法具有更好的适应能力。最后,PLS算法建模过程简单,运算速度快,为浸入式在线检测设备的开发和维护提供了便利。

摘要：研究了荧光法叶绿素在线分析仪的分析性能,探讨了干扰因素对测定结果的影响,对实际水样进行了测试,并进行了现场试验。该分析仪操作简单,无二次污染,干扰程度小,仪器测得值与标准方法具有较好的一致性,现场运行稳定,测得数据可靠。仪器的探头式设计适合于环境水质的实时原位监测。根据测得河流、湖泊等水体中叶绿素a值的变化,可预测水体的富营养化程度。