1 青岛农业大学茶叶研究所, 山东 青岛 266109
2 山东省农业科学院茶叶研究所, 山东 济南 250100
3 日照市农业科学研究院茶叶研究所, 山东 日照 276800
4 青岛农业大学茶叶研究所, 山东 青岛 266109 山东省农业科学院茶叶研究所, 山东 济南 250100
低温冻害是茶园中最常见的自然灾害之一。 茶树叶片低温胁迫的定量监测对于评估茶园冻害程度和及时采取措施具有重要意义。 茶树低温胁迫的传统检测方法, 主要是通过人工观察和理化指标的测定, 存在精度低、 效率低和主观性强等问题, 严重影响了灾害后期的茶树管理。 该研究提出了一种基于高光谱成像的茶树冻害程度定量判断方法。 首先, 利用高光谱成像设备采集自然环境中茶树叶片在无冻害发生、 冻害初期和冻害后期三个阶段的光谱数据, 提取叶片的平均反射率; 测定相应叶片中的相对电导率(REC)、 叶绿素(SPAD)和丙二醛(MDA)等生理生化指标。 其次, 利用多元散射校正(MSC)、 一阶导数(1-D)和平滑滤波(S-G)算法对采集的原始高光谱数据进行预处理, 并利用无信息变量消除(UVE)和竞争性自适应重加权(SPA)算法筛选预处理后高光谱数据的特征波段。 最后, 利用卷积神经网络(CNN)、 支持向量机(SVM)和偏最小二乘法(PLS)建立REC、 SPAD和MDA含量的定量预测模型。 结果表明: (1)经MSC+1-D+S-G算法预处理的光谱曲线比原始光谱曲线的波峰和波谷更加突出, 提高了光谱的分辨率和灵敏度, 有利于提高后期回归模型的精度; (2)UVE算法筛选的特征波段数量最多, 后期建模效果更优; SPA算法筛选的特征波段数量最少, 更适合用传统的机器学习方法建立回归模型; (3)SPAD、 REC和MDA的最佳预测模型分别为SPAD-UVE-CNN(R2P=0.730, RMSEP=3.923)、 REC-UVE-SVM(R2P=0.802, RMSEP=0.037)和MDA-UVE-CNN(R2P=0.812, RMSEP=0.008)。 利用高光谱成像技术与多种算法相结合, 可以实现对茶树叶片低温胁迫程度的无损、 准确和定量监测, 对快速预测茶园冻害发生和采取必要措施具有重要意义。
茶树 冻害 高光谱成像 深度学习 Tea plant Freezing injury Hyperspectral imaging Deep learning 光谱学与光谱分析
2023, 43(7): 2266
1 中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
2 中国科学院大学 北京 100049
3 中国科学院上海高等研究院 上海 201204
在上海硬X射线自由电子装置(Shanghai High Repetition rate XFEL and Extreme light facility,SHINE)中正在研制的超导波荡器样机磁隙小至5 mm、磁体长至4 m、磁场强至1.58 T。电流引线的冷却是样机正常工作的一个关键问题。因为该样机恒温器内没有制冷机冷头,利用外部独立的制冷系统输送进样机内部的低温氦气来冷却电流引线;利用冷屏中部的导冷组件来传递常导铜引线产生的热量;通过仿真优化了常导铜引线的热负载;在恒温器测试中设计了超导辅助带材以电连通高温超导引线(High Temperature Superconducting Current Lead,HTS)的冷端。从测试中得到HTS热端与低温氦气之间温差小于20 K,且所有电流引线在满负载下正常工作。结果表明:在该样机中利用低温氦气冷却管通过导冷方式来冷却电流引线的方案可行。
超导波荡器 低温氦气 恒温器 二元电流引线 冷却 Superconducting undulator Low-temperature helium gas Cryostat Binary current lead Cooling
1 电子科技大学光电科学与工程学院, 四川 成都 610054
2 School of Engineering, Brown University, Providence, Rhode Island 02912, USA
随着光通信、 光信息处理技术等的快速发展, 非线性光学材料越来越受到学术界与工业的关注。 与无机非线性光学材料相比, 有机非线性光学材料具有响应时间短、 易于加工和高非线性系数等优点。 其中, 4-(4-二甲氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲苯磺酸盐(DAST)是人工设计的一种具有非中心对称性和较强极化率的有机非线性材料。 大量理论和实验结果表明, DAST具有高二阶光学非线性系数、 高电光系数、 大双折射率差和低介电常数等特性, 能够产生更快、 更强的光学非线性响应, 还具有优异的太赫兹波发射及吸收性能, 是目前综合性能最优、 应用最广、 最具研究价值的非线性有机材料。 近年光谱研究显示, DAST还表现出各向异性的太赫兹光谱特性。 文章系统地总结了DAST晶体在太赫兹波发射、 二次谐波产生、 电光探测和电光调制等众多领域的国内外研究成果, 还概括了我们团队近期在DAST基薄膜、 太赫兹光谱、 光电特性、 超材料等新领域的研究进展。 此外, 还提出将准相位匹配法用于DAST晶体研究、 利用电场或自组装膜诱导生长DAST晶体等新思路。 对DAST成果的总结和梳理, 将促进非线性DAST有机材料在电光调制器、 频率转换器、 THz探测器等重要领域的应用与理论研究, 使其能够更加广泛地应用在光通信、 光信息处理、 **技术等重要领域。
非线性有机材料 太赫兹光谱 性能 应用 DAST DAST Organic nonlinear materials THz spectra Properties Applications
电子科技大学 光电信息学院 电子薄膜与集成器件国家重点实验室, 四川成都 610054
针对传统超材料的太赫兹响应调控难度大、程序复杂的缺点, 提出调节超材料太赫兹响应特性的一种新方法.该方法是在传统三层超材料的结构与材料参数均不变的情况下, 在中间介质层中引入一条附加的金属条, 仅通过调节该金属条的位置和线宽, 就能实现超材料对入射太赫兹波的响应频率、吸收峰值等的有效调节.结果显示, 当附加金属条由底层向表层的方向移动时, 超材料的响应频率红移.当金属条位于介质的中间位置时, 超材料的吸收率达到最大(99.98%).而且, 当金属条的线宽增大时, 超材料的响应频率红移、吸收增强.此外, 当太赫兹入射角≤45°时, 该超材料的中心响应频率稳定、吸收率峰值较高.但是, 当入射角>45°时, 超材料的响应频率蓝移、吸收率峰值明显下降.根据这种新方法, 能够对超材料的太赫兹响应进行有效控制, 同时避免设计超材料结构的复杂过程.
超材料 太赫兹 响应频带 吸收频率 调控 metamaterials terahertz response frequency absorption bandwidth modulation
Author Affiliations
Abstract
Advanced Photonic Center, Southeast University, Nanjing 210096, China
“Giant” CdSe/CdS core/shell nanocrystals (NCs) were synthesized with thick CdS shell (15 monolayers), and the x-ray diffraction (XRD) measurement indicates there is a zinc blende phase in the thick CdS shell, whereas it transformed into wurtzite phase under 5 min radiation with a 400 nm, 594 μJ∕cm2 femtosecond (fs) laser beam. The evolution of the NCs’ spontaneous emission under the fs laser radiation was recorded with a Hamamatsu streak camera. The as-synthesized NCs exhibit an amplified spontaneous emission (ASE) at 530 nm, which comes from a bulk-like CdS shell due to the interfacial potential barrier, which could slow down the relaxation of holes from the shell to the core. After being annealed by an fs laser, the ASE of the g-NCs is transferred from a bulk-like CdS shell to a quantum-confined CdSe core because the phase transformation determined with the XRD measurement could remove the interfacial barrier. Besides the ASE at 643 nm, two shorter-wavelength ASE peaks at 589 and 541 nm, corresponding to optical transitions of the second (1P) and third (1D) electron quantization shells of the CdSe core, also appear, thus indicating that Auger recombination is effectively suppressed.materials
Laser materials processing Laser materials processing Semiconductor lasers Semiconductor lasers Laser Laser Photonics Research
2015, 3(5): 05000200