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LSTM-Transformer混合模型红外光谱校正
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作者 方正 高雨骜 王涵博 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第8期116-125,共10页
傅里叶红外光谱仪(Fourier-Transform Infrared Spectrometer,FTIR)的测量精度易受温度漂移(温漂)影响,导致光谱数据产生显著误差。为提高光谱校正精度,在实验过程中采集了同一发射源在环境温度从55℃变化至5℃时的光谱曲线,以25℃为标... 傅里叶红外光谱仪(Fourier-Transform Infrared Spectrometer,FTIR)的测量精度易受温度漂移(温漂)影响,导致光谱数据产生显著误差。为提高光谱校正精度,在实验过程中采集了同一发射源在环境温度从55℃变化至5℃时的光谱曲线,以25℃为标准温度,首先采用当前主要方法长短时记忆(LSTM)神经网络进行温漂校正,以学习光谱随温度变化的时间序列特征。进一步提出结合LSTM与Transformer的混合模型(Hybrid Model,HM),充分利用LSTM处理时间序列数据的能力与Transformer的全局依赖建模能力,以增强光谱校正的鲁棒性和泛化能力。实验结果表明,与单独使用LSTM方法相比,混合模型在均方误差(MSE)和决定系数(R^(2))等指标上均取得显著优化,实验结果表明,混合模型预测误差减少了约98%,验证了该方法在傅里叶红外光谱仪温漂校正中的有效性。研究表明,基于LSTM与Transformer的混合模型能够更精准地校正光谱温漂误差,为傅里叶红外光谱仪在复杂环境下的高精度测量提供了新方案。使用该混合模型可大幅提高光谱校正准确度,进而获得更为精准、适用于环境温度恶劣时的傅里叶红外光谱仪测量结果,在其他光谱仪产生温漂现象时的校正方面也有参考价值。 展开更多
关键词 傅里叶红外光谱仪 混合模型 光谱温漂 LSTM transformER
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基于常规X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射(XRD)技术的透明柔性导电膜薄膜厚度表征
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作者 张少鸿 莫家媚 苏秋成 《中国无机分析化学》 北大核心 2025年第1期118-125,共8页
X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术,典型的分析深度约为10 nm,主要用于表征材料表面元素及其化学状态,并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研究。XRD... X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)已越来越成为实验室的常规必备设备。XPS是一种表面分析技术,典型的分析深度约为10 nm,主要用于表征材料表面元素及其化学状态,并可利用刻蚀离子枪对材料元素及其化学态纵深分布进行研究。XRD主要利用晶体对X射线的衍射测定材料的晶体结构;同时可利用材料表面、界面对X射线的反射,研究材料的物性,包括密度、厚度、粗糙度等。利用实验室常规的XPS和XRD联合表征多层薄膜厚度;结合两者各自的优势,通过简单、便捷的方法实现多层薄膜的结构表征。通过XRD测试多层薄膜的反射干涉条纹,运用快速傅里叶变换(FFT)方法得到其厚度信息;通过XPS深度剖析得到膜层组分及其纵向分布的信息,从而完整表征了多层薄膜的结构。所表征的样品为组成和结构未知的透明柔性导电膜。结合XPS和XRD分析得到结果:薄膜为三层复合膜结构,首层由SnO_(2)、In_(2)O_(3)、TiO_(2)和ZnO组成,厚度为42.6 nm;中间为19.2 nm Ag纳米线;靠近基底层由ZnO、In_(2)O_(3)和TiO_(2)组成,厚度为59.0 nm。建立的方法完全避免了建模的繁杂过程和不确定性,方便、快速地得到薄膜结构组成,包括:每层薄膜厚度、组成成分、层间堆叠顺序等。方法在薄膜研究、生产过程质量控制等方面应用都有十分重要意义。 展开更多
关键词 X射线光电子能谱(XPS) X射线衍射(XRD) 薄膜厚度 深度剖析 X射线反射率(XRR) 快速傅里叶变换(FFT)
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双弹光拍频调制型Fourier-Bessel变换成像光谱技术研究 被引量:3
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作者 王志斌 张瑞 +4 位作者 王耀利 黄艳飞 陈友华 王立福 杨强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期569-573,共5页
针对现有弹光调制器(photoelastic-modulator ,PEM )的调制频率高(几十kHz以上),调制干涉信号频率更高,普通阵列探测器无法有效采集,提出了一种基于双弹光调制器拍频调制和傅里叶-贝塞尔(Fourier-Bessel)变换的光谱测量方法... 针对现有弹光调制器(photoelastic-modulator ,PEM )的调制频率高(几十kHz以上),调制干涉信号频率更高,普通阵列探测器无法有效采集,提出了一种基于双弹光调制器拍频调制和傅里叶-贝塞尔(Fourier-Bessel)变换的光谱测量方法,并结合CCD成像技术构成新型双弹光调制成像光谱技术(dual-photo-elastic-modulator-based imaging spectrometer ,Dual-PEM-IS)。该方法将双弹光调制器分别工作在数值略有差异的频率上,以对光进行拍频调制,并产生载有被测光的低频调制分量(比驱动频率小2~3个数量级,普通CCD可实现探测),通过对调制信号中的低频成分进行 Fourier-Bessel变换可得到目标光谱,使得弹光调制兼具了成像和光谱测量能力。介绍了其原理并推导出光谱反演公式,并通过仿真和实验验证其可行性,分析了光程差的微小偏差对反演光谱造成的影响,为进一步工程化实现提供了必要的理论基础。 展开更多
关键词 双弹光调制 成像光谱 傅里叶-贝塞尔变换 拍频
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基于FTIR开放式多次反射式怀特池系统
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作者 陈威 徐亮 +2 位作者 徐寒扬 徐睆垚 花谷彪 《量子电子学报》 北大核心 2025年第5期641-651,共11页
设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2... 设计搭建了一套有效光程为192 m的开放式多次反射式怀特池系统。通过Zemax设计仿真和优化,还将该系统与中等分辨率的傅里叶变换红外光谱仪相耦合,构建了一套多次反射式开放光路FTIR系统。通过外场实验监测结果表明,系统对 CH_(4)、NO_(2)、O_(3)、SO_(2)、HCHO、NH_(3)的气体浓度检测下限分别达到了38.01804 nmol/mol、23.77203 nmol/mol、2.78154 nmol/mol、28.08897 nmol/mol、6.10395 nmol/mol、1.54374 nmol/mol,证实该设计显著提高了有效吸收光程并降低了光谱仪的检测下限,可实现 nmol/mol 浓度量级的大气成分在线监测。该系统的搭建为环境科学研究和污染气体排放监测提供了一种新的手段。 展开更多
关键词 光谱学 傅里叶变换红外光谱仪 怀特池 检测下限 光程长
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Fourier变换光谱仪信噪比测量方法研究 被引量:3
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作者 相里斌 袁艳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1110-1114,共5页
对一种测量计算Fourier变换光谱仪信噪比的方法进行了修正.讨论了该方法与传统信噪比测量方法之间的关系,发现采用本修正方法计算的信噪比较传统方法计算的信噪比高约1.5倍,并通过计算机模拟和理论分析给予证明.讨论了Fourier变换光谱... 对一种测量计算Fourier变换光谱仪信噪比的方法进行了修正.讨论了该方法与传统信噪比测量方法之间的关系,发现采用本修正方法计算的信噪比较传统方法计算的信噪比高约1.5倍,并通过计算机模拟和理论分析给予证明.讨论了Fourier变换光谱仪的主要误差源,特别提出在设计Fourier变换光谱仪时,为了避免零光程差采样位置的变化引起的复原光谱强度失真,采样频率应适当高于Nyquist频率. 展开更多
关键词 fourier变换光谱仪 信噪比 测量
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银耳多糖对麦醇溶蛋白纳米体系的影响及复合物的特性研究 被引量:2
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作者 李娜 黄霁雯 +1 位作者 雷敏 张朝燕 《食品与发酵工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期62-68,共7页
该研究是以提高麦醇溶蛋白(gliadin,Gli)纳米颗粒(gliadin nanoparticles,GNPs)稳定性为目标,利用银耳多糖(Tremella fuciformis polysaccharides,TFPs)的乳化性能,探究TFPs添加量对GNPs稳定性的影响。采用反溶剂法制备银耳多糖和麦醇... 该研究是以提高麦醇溶蛋白(gliadin,Gli)纳米颗粒(gliadin nanoparticles,GNPs)稳定性为目标,利用银耳多糖(Tremella fuciformis polysaccharides,TFPs)的乳化性能,探究TFPs添加量对GNPs稳定性的影响。采用反溶剂法制备银耳多糖和麦醇溶蛋白复合载体颗粒(gliadin-Tremella fuciformis polysaccharides composite nanoparticles,G/T NPs),并利用纳米粒度仪、傅里叶变换红外光谱仪、热场发射扫描电镜对G/T NPs的粒径和电位、相互作用、微观结构进行分析。结果表明,TFPs和Gli之间通过静电作用力和氢键作用力相结合,形成GNPs在内、TFPs外层附着的复合颗粒;TFPs的添加能够有效提高GNPs体系的稳定性,减少颗粒之间的聚集,制得的G/T_(4∶1)NPs的平均粒径、多分散指数(polydispersion index,PDI)、ζ-电位分别为(198.5±2.6)nm、0.269±0.005、(36.7±0.6)mV,且具有pH响应性。该研究为后续构建疏水营养成分的包埋和运载体系奠定了基础。 展开更多
关键词 银耳多糖 麦醇溶蛋白 反溶剂法 复合颗粒 热场发射扫描电镜 傅里叶变换红外光谱
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耦合石墨烯光电探测的傅里叶红外光谱仪研制
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作者 刘纳溪 赵申奥 +5 位作者 宋仁康 周雷 汪葆宁 黄迪 马彬 江涛 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第11期140-147,共8页
傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrometry,FTIR)分析技术凭借其在红外波段中高灵敏度和高分辨率的表征能力,已经成为药物开发、材料研究、化学分析等领域最重要的光谱学表征手段之一。随着综合探测技术的不断进步,F... 傅里叶变换红外光谱(Fourier Transform Infrared Spectrometry,FTIR)分析技术凭借其在红外波段中高灵敏度和高分辨率的表征能力,已经成为药物开发、材料研究、化学分析等领域最重要的光谱学表征手段之一。随着综合探测技术的不断进步,FTIR面临着进一步提升光谱分析能力以及轻量化、集成化的发展需求。基于石墨烯的光电探测器具有超宽谱的光电响应范围、超快的光电响应速度、微米级的探测器特征尺寸以及与其他材料耦合的高兼容性,在高性能集成化FTIR光谱仪技术开发中表现出极大的应用潜力。利用高精度纳米位移台取代复杂的参考光路,结合石墨烯光电探测器,实现了基于石墨烯光电探测的无参考光束FTIR光谱仪。通过实验进一步验证了无参考光束FTIR光谱仪的宽波段表征能力,实现了0.6 cm^(−1)的光谱分辨率和40 dB的信噪比,并准确表征了聚二甲基硅氧烷(PDMS)的特征吸收峰。研究结果证明了基于石墨烯光电探测的无参考光束FTIR光谱仪在提高光谱分析能力以及实现设备轻量化方面的优势,为FTIR分析技术提供了更具优势的开发与优化途径。 展开更多
关键词 光谱学 傅里叶红外光谱仪 石墨烯光电探测 光电流
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基于移动平台的便携式FTIR灾害现场气体检测技术
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作者 黄民德 徐亮 +3 位作者 徐寒扬 沈先春 邓亚颂 孙永丰 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期235-245,共11页
傅里叶红外光谱技术(FTIR)的引入极大地提升了气体的检测速度和准确性。然而在石油化工泄露和爆炸、森林火灾等突发危险现场,存在着人力无法现场检测的情况。为了应对这种场景,开发了基于移动平台的便携式FTIR灾害现场气体检测方法。通... 傅里叶红外光谱技术(FTIR)的引入极大地提升了气体的检测速度和准确性。然而在石油化工泄露和爆炸、森林火灾等突发危险现场,存在着人力无法现场检测的情况。为了应对这种场景,开发了基于移动平台的便携式FTIR灾害现场气体检测方法。通过将云服务器和树莓派的优势相结合实现远程操作移动平台,将搭载便携式FTIR光谱仪的移动平台远程操作驶入现场,并及时通过4G/5G模块传回现场位置数据、视频数据和光谱气体浓度数据。最后,在野外基地利用该平台进行了实测,对CO_(2)、CO、SO_(2)、C_(6)H_(6)等多种污染气体进行了检测,结果验证了该系统在野外工况下的可靠性。本工作为FTIR光谱仪或其他光谱类检测系统在移动平台上的集成应用提供了思路和解决方案。 展开更多
关键词 光谱学 傅里叶变换红外光谱仪 移动平台 树莓派 灾害气体检测 集成应用
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一种平面静电离子阱非正弦镜像电荷/电流信号的定量转换新算法
9
作者 俞卓琦 王伟民 +4 位作者 王华 徐炳寅 吴焕铭 唐科奇 丁力 《质谱学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期332-342,I0001,共12页
傅里叶变换质谱(FTMS)的质量分辨率取决于镜像电荷/电流的采集时间。为了在较短的时间内获得较高的分辨率,除增加分析器场强外,还可以利用镜像电荷信号中的高次谐波。平面静电离子阱获得的镜像电荷信号具有非正弦波形,其中包含许多高次... 傅里叶变换质谱(FTMS)的质量分辨率取决于镜像电荷/电流的采集时间。为了在较短的时间内获得较高的分辨率,除增加分析器场强外,还可以利用镜像电荷信号中的高次谐波。平面静电离子阱获得的镜像电荷信号具有非正弦波形,其中包含许多高次谐波成分,增加了频谱分析的复杂程度,例如,难以辨认1个谱峰的谐波次数,以及当不同次的谐波发生重叠时出现定量困难。为了将多质荷比离子的镜像电荷信号转换成质谱,本文开发了一种新的定量算法,包含谱峰评分分类(SC)和最小二乘法拟合(LSF)。通过评分可以确定每个峰属于哪一次谐波,从而确定其对应的基频。打分算法列出所有候选离子的基频,并使用确定的基频构建所有基信号,然后用其对原频谱进行LSF,以确定每种质荷比离子的数量。使用48种不同质荷比离子的仿真镜像电荷信号对SCLSF算法进行测试。结果表明,该方法允许较宽的质量范围,即使在高噪声条件下,通过SC-LSF算法也能准确得到各种不同质荷比离子的数量。因为频谱中通常存在大量的空白频点,可以选择1个频点子集进行LSF,这相对于时域中的LSF,能够大大减少计算量,提高效率和准确度。此外,只有使用复数频谱数据进行LSF时才能获得良好的定量效果,而使用幅值数据则会对质荷比接近的离子定量造成较大的误差,这是因为质荷比接近的离子信号的低次谐波峰未能彻底分解,而复数的幅值不具有可加性,从而造成拟合的错误。 展开更多
关键词 镜像电荷 傅里叶变换质谱(FTMS) 定量算法 谱峰评分分类(SC) 最小二乘法拟合(LSF)
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当归痛风方对小鼠高尿酸血症肾病的FTIR研究
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作者 刘必旺 路荣荣 +6 位作者 曹越 王秀文 赵换 郝渺 马晓霞 马艳苗 王永辉 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期800-806,共7页
傅里叶变换红外光谱(FTIR)是鉴别物质和分析物质结构的有效手段,可对样品进行定性和定量分析,广泛应用于医药化工等众多领域。FTIR作为一种操作简便、实用、准确率高和费用低的鉴别方法,如今已经普遍应用于各种药品检验中,而有关其应用... 傅里叶变换红外光谱(FTIR)是鉴别物质和分析物质结构的有效手段,可对样品进行定性和定量分析,广泛应用于医药化工等众多领域。FTIR作为一种操作简便、实用、准确率高和费用低的鉴别方法,如今已经普遍应用于各种药品检验中,而有关其应用于药理研究中还非常少,目前仅有采用红外光谱分析法对各种肿瘤组织进行研究的报道。高尿酸血症肾病是人体血尿酸升高后,过高的尿酸负荷超过肾脏的清除能力,尿酸结晶沉积于集合管、肾盂和尿道等。采用FTIR技术评价高尿酸血症肾病模型,并评价药物的药效,具有一定的可行性。该实验为探讨FTIR评价高尿酸血症肾病模型和当归痛风方疗效的科学性,将60只KM小鼠随机分为6组,正常对照组、模型组、阳性对照组和当归痛风方低、中、高组,采用氧嗪酸钾复制高尿酸血症肾病模型,灌胃当归痛风方,检测血清UA、尿液UA、血清CRE、尿液CRE、血清IL-1β和肾脏IL-1β、肾脏FTIR谱图等,并观察肾脏的病理变化。结果表明模型组各项指标与正常组比较有统计学意义(p<0.05),当归痛风方高剂量组的血清UA、血清CRE、血清IL-1β和肾脏IL-1β等与模型组比较且有统计学意义(p<0.05)。当归痛风方高剂量组肾脏的病理变化有所改善,无炎性细胞浸润,管腔内无管型,说明对肾损伤具有保护作用。各组FTIR谱有明显的差异,模型组的强度均低于正常组,阳性对照组和当归痛风方高剂量组谱接近正常组,进一步说明当归痛风方对肾损伤具有保护作用。研究表明FTIR可以作为一种简便快捷灵活经济的评价动物模型及药物疗效的方法之一,也为高尿酸血症肾病模型及有效药物的筛选提供了一个有意义的技术手段。该实验拓展了FTIR检测方法的使用范围。 展开更多
关键词 高尿酸血症肾病 当归痛风方 尿酸 肌酐 傅里叶变换红外光谱仪
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空间外差光谱仪系统设计 被引量:40
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作者 叶松 方勇华 +2 位作者 洪津 杨伟锋 乔延利 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期959-964,共6页
围绕空间外差光谱仪系统参数设计进行了理论分析和实验研究。介绍了空间外差光谱仪系统的基本结构和原理,并针对其光学系统设计,详述了系统的主要指标:光谱分辨率极限、分辨能力、光谱范围与关键光学器件:光栅、探测器、成像系统等... 围绕空间外差光谱仪系统参数设计进行了理论分析和实验研究。介绍了空间外差光谱仪系统的基本结构和原理,并针对其光学系统设计,详述了系统的主要指标:光谱分辨率极限、分辨能力、光谱范围与关键光学器件:光栅、探测器、成像系统等参数的匹配关系。给出了一个完整的系统参数设计实例,并根据光学系统参数对干涉图进行了理论仿真。以搭台的方式建立空间外差光谱仪原理试验装置,并进行了典型光谱实验验证,系统检测结果表明光谱分辨能力在591nm达到了17700,光谱范围为574-59lnm。实验结果与仿真结果比较还表明,系统的光谱范围、光谱分辨率等指标达到了设计要求,验证了设计方法的可行性。 展开更多
关键词 空间外差光谱仪 系统设计 参数设计 傅里叶变换光谱
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超分散剂在莠去津颗粒表面吸附的红外和拉曼光谱学研究 被引量:16
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作者 徐妍 马超 +3 位作者 贾然 蔡梦玲 胡奕俊 吴学民 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期640-643,共4页
聚羧酸型梳状共聚物超分散剂在农药环保剂型悬浮剂的研究中起着重要的作用,可使其理化稳定性得到明显改善,因此研究聚羧酸型梳状共聚物超分散剂在莠去津颗粒表面的吸附行为具有重要的理论和实际意义。利用傅里叶红外光谱(FTIR)和傅里叶... 聚羧酸型梳状共聚物超分散剂在农药环保剂型悬浮剂的研究中起着重要的作用,可使其理化稳定性得到明显改善,因此研究聚羧酸型梳状共聚物超分散剂在莠去津颗粒表面的吸附行为具有重要的理论和实际意义。利用傅里叶红外光谱(FTIR)和傅里叶拉曼光谱(FT-Raman)对超分散剂在莠去津表面的吸附行为进行了光谱学表征,结果表明,氢键是超分散剂分子与莠去津表面结合的主要作用力,是分散剂分子在莠去津表面吸附的重要推动力。但分散剂分子在莠去津表面究竟吸附多少和吸附厚度多大才能使悬浮体系得到稳定,还需进一步采用光谱学表征手段进行定量分析加以确认。本文研究结果为开发稳定的莠去津悬浮剂和光谱学定量分析奠定理论基础,为莠去津悬浮剂的应用提供了重要的信息。 展开更多
关键词 傅里叶红外光谱 傅里叶拉曼光谱 莠去津 超分散剂
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FTIR多组分定量分析方法及其应用 被引量:14
13
作者 王辉 赵秀阁 +2 位作者 肖文德 鲁文质 袁渭康 《华东理工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期1-5,共5页
研究了红外光谱法在气体多组分同时定量分析中的应用 ;运用气体混合物同时定量分析的方法 ,得到了 N2 O、NO、NO2 、SO2 和 CO2 5种气体在 1 0 0°C下的校正曲线 ;将此分析方法应用于燃煤烟气中 NO的选择性催化氧化实验 ,对催化剂... 研究了红外光谱法在气体多组分同时定量分析中的应用 ;运用气体混合物同时定量分析的方法 ,得到了 N2 O、NO、NO2 、SO2 和 CO2 5种气体在 1 0 0°C下的校正曲线 ;将此分析方法应用于燃煤烟气中 NO的选择性催化氧化实验 ,对催化剂的活性进行了在线分析和考评。实验证明此方法可精确测量反应中各物种的变化情况 ,对于具有红外吸收的气体 ,是一种普适性的分析方法。 展开更多
关键词 傅里叶变换 定量分析 校正曲线 经典最小二乘法 燃煤烟气 FTIR 红外光谱法 一氧化氮
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空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究 被引量:22
14
作者 梁静秋 梁中翥 +3 位作者 吕金光 秦余欣 田超 王维彪 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第2期277-298,共22页
针对目前环境、医疗、空间、气象、军事及安全等领域对傅里叶变换红外光谱仪微小型化、轻量化及固态化的迫切需求,提出并研究了一种以MOEMS多级微反射镜为核心器件的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪。在理论研究方面,建立了空间调制... 针对目前环境、医疗、空间、气象、军事及安全等领域对傅里叶变换红外光谱仪微小型化、轻量化及固态化的迫切需求,提出并研究了一种以MOEMS多级微反射镜为核心器件的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪。在理论研究方面,建立了空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪的物理模型,探究了该系统的光场分割与空间采样的光学原理;分析了多级微反射镜的衍射效应,提出了一种通过补边抑制衍射噪声抑制方法;进行了多级微反射镜采样误差的分析,并提出了基于最小二乘拟合的修正算法;通过对光源空间相干性、准直系统像差以及入射光场均匀性的分析,确定了光学系统的总体设计指标;通过对多级微反射镜基片加工精度、分束器材料色散特性和膜层透射效率等的计算分析,确定了干涉系统的设计方法与技术参数。在核心技术方面,提出了两个多级微反射镜的3种制作方法,分析了制作误差的来源及对系统性能的影响。通过工艺设计及实验条件探索,分别采用电铸法、真空镀膜法以及斜面倾角叠片法制作了两个多级微反射镜。在系统设计方面,进行了红外准直与缩束系统的光学设计,对整体光机系统进行了建模仿真,分析了杂散光噪声的来源。在图谱处理方面,利用过零采样方式,通过图像分割算法,获取了干涉图采样序列;通过对干涉图序列的插值、补零、延拓与卷积方法,完成了光谱相位误差的校正;通过离散傅里叶变换解调,实现了由干涉图像到信号光谱的数据反演。最后研究了系统光机整体的集成组装技术,并对原理样机进行了实验测试。本文研制的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪的特点在于:取消了动镜驱动机构与采样控制机构,具有微小型与轻量化的特点;干涉图的采样由多级微反射镜完成,其空间采样的方式增加了系统的稳定性与可靠性,实时采样的特点增加了系统的快速性与有效性;多级微反射镜阵列采用MOEMS工艺技术制作,增加了系统的采样精度。该光谱仪系统的结构及制作方法具有自主知识产权,并具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 红外光谱仪 傅里叶变换红外光谱仪 微型 微光机电系统
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基于LabVIEW的光纤傅里叶变换光谱仪数据处理技术 被引量:31
15
作者 陈明星 朱灵 +2 位作者 张龙 刘勇 王安 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期488-492,共5页
为了提高编程效率与增强光谱仪数据分析处理能力,结合LabVIEW软件在信号处理方面的优势,利用虚拟仪器技术实现了光纤傅里叶变换光谱仪干涉图处理与光谱复原。采用均匀抽样算法,利用由光纤Mach-Zehnder干涉仪输出的参考光干涉图过零点取... 为了提高编程效率与增强光谱仪数据分析处理能力,结合LabVIEW软件在信号处理方面的优势,利用虚拟仪器技术实现了光纤傅里叶变换光谱仪干涉图处理与光谱复原。采用均匀抽样算法,利用由光纤Mach-Zehnder干涉仪输出的参考光干涉图过零点取样,实现对测试光干涉图的等光程间隔采样,消除了由压电陶瓷非线性光程调制引起的误差。采用求摸法复原出光谱图,自动消除了相位误差。利用LabVIEW软件完成了对宽带ASE光源的干涉图数据采集、显示与处理并最终得到光谱图。结果表明,与光栅光谱仪测得的光谱相比,光谱线型趋于一致。 展开更多
关键词 光纤Mach-Zehnder干涉仪 傅里叶变换光谱仪 干涉图 数据处理 LABVIEW
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新型空间调制微型傅里叶变换光谱仪的设计与仿真 被引量:14
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作者 孔延梅 梁静秋 +3 位作者 王波 梁中翥 徐大伟 张军 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期1142-1146,共5页
傅里叶变换光谱仪(FTS)在光谱分析中的应用越来越广泛,并且其微型化的趋势也愈加明显。文章设计了一种新型空间调制微型傅里叶变换光谱仪。在介绍其结构理论的基础上,对其空间的光强分布进行了模拟,通过对该结构下引起相位误差因素的详... 傅里叶变换光谱仪(FTS)在光谱分析中的应用越来越广泛,并且其微型化的趋势也愈加明显。文章设计了一种新型空间调制微型傅里叶变换光谱仪。在介绍其结构理论的基础上,对其空间的光强分布进行了模拟,通过对该结构下引起相位误差因素的详细分析,采用改进的Mertz相位校正方法对小双边的采样数据进行了光谱复原,其理论分辨率可达到3.43nm@800nm,信噪比的理想分辨极限为6.8dB。该结构的微型FTS可以用微机械加工的方法来实现,具有性能稳定,误差容易校正等优点,文章对空间调制微型傅里叶变换光谱仪的结构设计及仿真,为微型FTS的微机械加工实验提供了理论支持,还为微型傅里叶变换光谱仪的进一步应用提供了更广阔的空间。 展开更多
关键词 傅里叶变换光谱仪 微型化 空间调制 相位校正
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航天高光谱成像仪简述(特邀) 被引量:9
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作者 唐绍凡 鲁之君 +1 位作者 王伟刚 李欢 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期23-31,共9页
航天高光谱载荷相比于传统的多光谱载荷,在光谱分辨率上有着巨大的提升,随着定量化遥感的发展,天基探测不仅可以对地面目标的几何信息进行采集,更可以利用高光谱数据实现大气、陆地资源、战场环境、海洋物质成份的探测,随着航天高光谱... 航天高光谱载荷相比于传统的多光谱载荷,在光谱分辨率上有着巨大的提升,随着定量化遥感的发展,天基探测不仅可以对地面目标的几何信息进行采集,更可以利用高光谱数据实现大气、陆地资源、战场环境、海洋物质成份的探测,随着航天高光谱技术的不断发展,高时间分辨率的对全球气候、自然资源、水纹情形的光谱成像已成为可能。高光谱探测依据成像原理的不同,主要可以分为干涉型光谱仪、衍射型光谱仪、滤光片型光谱仪。文中针对其中应用较为广泛的光栅衍射型光谱仪、时间傅里叶变换光谱仪、空间傅里叶变换光谱仪、声光调制滤光片(AOTF)光谱仪、液晶可调谐滤光片(LCTF)光谱仪、高光谱滤光片光谱仪进行了介绍,并针对每种光谱仪的优势及存在的局限性进行了分析。 展开更多
关键词 光栅衍射型光谱仪 时间傅里叶变换光谱仪 空间傅里叶变换光谱仪 AOTF光谱仪 LCTF光谱仪 高光谱滤光片光谱仪
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基于DSP的傅里叶变换红外光谱仪动镜控制系统设计 被引量:15
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作者 王伟 陆亦怀 +2 位作者 陆钒 张天舒 付毅宾 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期8-16,共9页
在直线扫描式高精度傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪系统的研制过程中,为了达到光谱图的质量和分辨率要求,提出了一种利用DSP芯片TMS320F28335作为控制器,直线电机运动平台带动动镜的系统设计方法。介绍了FTIR的优点以及TMS320F28335的性能... 在直线扫描式高精度傅里叶变换红外(FTIR)光谱仪系统的研制过程中,为了达到光谱图的质量和分辨率要求,提出了一种利用DSP芯片TMS320F28335作为控制器,直线电机运动平台带动动镜的系统设计方法。介绍了FTIR的优点以及TMS320F28335的性能特点,分析了FTIR系统的原理,详细阐述了电机控制系统的设计方案,给出了DSP、电机驱动器以及电机模块之间的硬件接口电路和软件实现方法。实验证明,该电机控制系统具有很好的稳定性和很高的运动精度,其位置运动精度能够达到0.1μm,保证动镜做稳定可靠的直线运动。 展开更多
关键词 光电子学 傅里叶变换红外光谱仪 TMS320F28335 动镜 电机
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基于亮温光谱法的大气污染气体探测 被引量:9
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作者 熊伟 方勇华 +3 位作者 黄烨 兰天鸽 董大明 李大成 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期27-30,共4页
在利用被动傅里叶变换红外光谱仪进行大气污染气体的探测识别研究时,由于作为背景的自然界的大部分物质的发射率很高,并且在700~1300cm^-1范围近似为常数,因此,可利用计算具有常数基线的亮温光谱的方法来进行探测。该方法不需要预... 在利用被动傅里叶变换红外光谱仪进行大气污染气体的探测识别研究时,由于作为背景的自然界的大部分物质的发射率很高,并且在700~1300cm^-1范围近似为常数,因此,可利用计算具有常数基线的亮温光谱的方法来进行探测。该方法不需要预先测量背景光谱,能直接从亮温光谱中扣除掉背景及干扰信号,提取出目标。 展开更多
关键词 红外光谱仪 傅里叶变换光谱仪 遥感探测 大气污染
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煤层自然发火特征气体的光谱定量分析 被引量:19
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作者 梁运涛 汤晓君 +1 位作者 罗海珠 孙勇 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2480-2484,共5页
针对煤层自然发火特征气体种类多、检测限低、现场监测仪器安全要求高等特点,提出采用傅里叶变换红外光谱分析实现气体的在线分析。并结合气体的吸收光谱特征与分析要求,从光谱仪参数选择、样气制备、特征变量提取与分析模型建立方面,... 针对煤层自然发火特征气体种类多、检测限低、现场监测仪器安全要求高等特点,提出采用傅里叶变换红外光谱分析实现气体的在线分析。并结合气体的吸收光谱特征与分析要求,从光谱仪参数选择、样气制备、特征变量提取与分析模型建立方面,介绍了一套行之有效的特征气体光谱分析方法,然后给出了CH4,C2H6,C3H8,iC4H10,nC4H10,C2H4,C3H6,C2H2,SF6,CO和CO2的测试结果。结果表明,采用Tensor 27光谱仪在光谱分辨率为1 cm-1,光程为10 cm情况下,所有气体的分辨率优于2×10-6,满足煤层自然发火气体检测要求。这表明,红外光谱分析是一种潜在的煤层自然发火特征气体分析技术,所采用的方法可以用来进行煤层自然发火特征气体的在线分析。 展开更多
关键词 傅里叶变换红外光谱 光谱分析 自然发火 特征气体
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