Author Affiliations
Abstract
1 Aerospace Laser Technology and Systems Department, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Shanghai Typhoon Institute, China Meteorological Administration, Shanghai 200030, China
A method of spectrum estimation based on the genetic simulated annealing (GSA) algorithm is proposed, which is applied to retrieve the three-dimensional wind field of typhoon Nangka observed by our research group. Compared to the genetic algorithm (GA), the GSA algorithm not only extends the detection range and guarantees the accuracy of retrieval results but also demonstrates a faster retrieval speed. Experimental results indicate that both the GA and GSA algorithms can enhance the detection range by 35% more than the least squares method. However, the convergence speed of the GSA algorithm is 17 times faster than that of the GA, which is more beneficial for real-time data processing.
coherent Doppler lidar three-dimensional wind field retrieval genetic simulated annealing algorithm spectrum estimation typhoon Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040101
1 华北理工大学 矿业工程学院, 唐山 063210
2 河北省矿业开发与安全技术重点实验室, 唐山 063210
针对实测爆破振动信号存在噪声和CEEMDAN方法在去噪过程中容易造成信息缺失的问题, 考虑聚类分析方法具有良好的数据处理能力, 依据分解-聚类-重构的思想, 提出了CEEMDAN-K-means算法的爆破振动信号去噪方法。首先, 该方法通过CEEMDAN方法分解爆破振动信号获得不同数量级的IMF分量;然后, 利用K-means聚类分析算法将IMF分量为五个不同类别并采用方差贡献率校核;最后, 剔除高频噪声类别的IMF分量, 获得重构的纯净爆破振动信号。以某露天矿爆破振动信号为例, 采用信噪比和均方根误差指标, 评价了CEEMDAN-K-means算法信号去噪性能。研究结果表明: 与CEEMDAN方法和EMD-小波阈值方法相比, CEEMDAN-K-means信号去噪方法信噪比(20.06 dB)最大, 分别提高了1.26 dB和7.7 dB, 均方根误差(0.22×10-3)最小, 说明该方法不仅具有良好的信号去噪效果, 也具有较好的保真度。通过对比分析不同方法信号去噪效果可知, 在有效保留真实信号成分的基础上, CEEMDAN-K-means方法可以有效去除实测爆破振动信号包含的高频成分, 在爆破振动信号去噪领域具有实用性和有效性, 为爆破振动信号去噪方法研究提供了新思路。
爆破振动信号 K-means聚类算法 去噪 blasting vibration signal CEEMDAN CEEMDAN k-means algorithm denoising
1 北京化工大学 信息科学与技术学院，北京 100029
2 中国计量科学研究院 光学与激光计量科学研究所，北京 100029
3 西安应用光学研究所 国防科技工业光学一级计量站，陕西 西安 710065
测量重复性是光压测量装置的最大不确定度分量，直接影响测量结果的准确性。为了在高功率激光测量过程中提高功率测量的准确度，搭建了基于光压的高功率激光测量装置，进行了质量测量重复性实验和激光功率测量重复性实验，对两个实验的结果进行了比较分析。实验结果显示，光压测量装置的测量重复性随被测质量和被测功率的增大而逐渐降低，表明光压方法在测量高功率激光时更具优势。在激光功率测量重复性实验中，由于避免了偏载和气流扰动的影响，因此激光功率测量重复性优于根据等效质量计算的测量重复性。研究结果对后续进一步提高光压方法的测量准确度具有指导意义。
高功率激光 光压 测量重复性 质量 high power laser light pressure measurement repeatability mass
1 武汉大学电子信息学院, 湖北 武汉 430072
2 武汉大气遥感国家野外科学观测研究站, 湖北 武汉 430072
利用国控站点的 PM2.5 和 PM10 含量, 分析了一次蒙古地区沙尘的远距离传输事件; 并结合 532 nm 偏振激光雷达的观测结果, 研究了沙尘在武汉地区的混合过程。研究表明, 在这次沙尘事件中, 边界层顶的夹卷过程和边界层内的对流混合对沙尘在局地的分布起到重要的作用。在沙尘输入初始时期, 沙尘高度约为 1 km, 主沙尘层经过边界层顶的夹卷过程进入边界层内, 并在对流混合作用下在边界层内最终呈现近似均匀的高度分布。在沙尘事件末期, 北方污染的输入带来约 4300 t 城市气溶胶, 约为军运会期间武汉地区城市气溶胶总含量的十倍。
偏振激光雷达 沙尘 边界层夹卷过程 沙尘含量反演算法 polarization lidar mineral dust entrainment dust separation algorithm 大气与环境光学学报
2021, 16(4): 299
中国计量科学研究院光学与激光计量科学研究所, 北京 100029
建立了一套基于光压原理的高功率激光测量装置,其功率测量不确定度优于2%(置信因子k=2)。在0.6~15 kW功率范围内将光压方法与量热方法进行了比较,得到的最大相对偏差小于1%。该装置的功率测量上限仅受限于激光反射镜的损伤阈值,因此其功率测量上限可达100 kW甚至更高,同时还具有响应速度快、测量准确度高、可在线测量等优点。
测量 高功率激光 光压 在线测量 测量不确定度
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Space Laser Communication and Detection Technology, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Laboratory of Space Laser Engineering, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
The influences of nutation trail accuracy, simplification of coupling model, spot position jitter, and power variation of incident light on the detection error are analyzed theoretically. Under the condition of satisfying the requirements, the nutation radius is less than 1.13 μm, the accuracy of the nutation trail is less than 0.04 μm, and the detection range is [?5 μm, +5 μm]. The nutation frequency is 160 times spot position jitter frequency and 100 times intensity jitter frequency of incident light. The analysis is of great significance for determining nutation radius and frequency in the tracking system based on fiber nutation.
fiber nutation detection error tracking system Chinese Optics Letters
2020, 18(2): 020604
1 四川建筑职业技术学院 博士后创新实践基地, 四川 德阳618000
2 四川大学 空天科学与工程学院, 四川 成都 610065
3 四川建筑职业技术学院 材料工程系, 四川 德阳618000
4 四川建筑职业技术学院 测绘工程系, 四川 德阳618000
5 西安理工大学 材料科学与工程学院, 陕西 西安710048
采用激光熔覆工艺在Q235钢表面制备了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层, 分析了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层的组织结构, 测试了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层在0.5 mol/L HNO3溶液及0.5 mol/L HCl溶液中的耐蚀性能。结果表明: Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层主要分为熔覆区、结合区、热影响区, 熔覆区组织主要由等轴晶组成, 等轴晶上分布有微米尺度的粒子; 合金相结构简单, 由体心立方(BCC)及面心立方(FCC)结构组成; Cr元素和Ni元素的钝化作用及由Al元素形成Al2O3或Al2O3·H2O膜使得Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层在0.5 mol/L HNO3溶液及0.5 mol/L HCl溶液中具有较好的耐蚀性能, 自腐蚀电流密度与基体Q235钢相比降低一两个数量级; 0.5 mol/L HCl溶液中的Cl-会穿透Ni0.5高熵合金涂层表面形成的钝化膜, 出现轻微小孔腐蚀。
高熵合金 激光熔覆 显微组织 耐蚀性能 Al2CrFeCoCuNixTi Al2CrFeCoCuNixTi high entropy alloys laser cladding microstructure corrosion resistance 红外与激光工程
2018, 47(7): 0706008
从InSAR,SAR-GMTI和双/多通道对消技术3个方面介绍了多通道SAR的发展历程,总结了其抗干扰技术的研究进展,并着重总结分析了多通道SAR干扰技术的发展现状。抗干扰方面,主要从天线及体制、信号波形两个角度进行了归纳,并分析了双/多通道干扰对消技术的特点。干扰方面,分析了多通道SAR干扰技术的发展趋势,重点探讨了复杂调制、相干性、多站分布式干扰和针对多通道SAR抗干扰技术等问题。
多通道合成孔径雷达 地面动目标显示 双通道干扰对消 波形捷变 干扰技术 multi-channel SAR Ground Moving Target Indication (GMTI) dual-channel cancellation waveform agility jamming technique
1 西安理工大学 材料与工程学院, 西安 710048
2 宝鸡文理学院 物理与光电技术学院, 陕西 宝鸡 721016
3 西北工业大学 理学院, 西安 710072
基于自旋密度泛函理论框架下的广义梯度近似平面波模守恒赝势方法, 确定了准确计算Zn16O16超晶胞各原子对应的U值; 通过计算形成能和化学键的布局分析了掺杂结构的稳定性; 通过原子电荷布局和自旋电子态密度的计算分析了掺杂结构的能带结构和磁性状态; 讨论了各稀土原子掺杂对ZnO吸收光谱的影响. 结果表明: 稀土元素的引入使晶格膨胀, Zn-O键最长键增大而最小键减小, 导致氧四面体畸变; Y/La/Ce掺杂的ZnO具有亚铁磁性，Th掺杂ZnO则呈弱铁磁性, Ac掺杂ZnO为顺磁体; 稀土元素使ZnO的价带和导带下移, 费米能级进入导带, 增强了体系的电导率; Y/La/Ac掺杂对ZnO带隙宽度的影响较小, 吸收光谱略微蓝移, 而Ce /Th掺杂则有效提升了ZnO对可见光的吸收.
电子结构 磁性 光学性质 密度泛函理论 稀土掺杂ZnO Electronic structure magnetic Optical properties Density functional theory Rare earth-doped ZnO
1 四川建筑职业技术学院材料工程系, 四川 德阳 618000
2 四川建筑职业技术学院测绘工程系, 四川 德阳 618000
3 西安理工大学材料科学与工程学院, 陕西 西安 710048
采用激光熔覆工艺在Q235钢表面制备了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层, 分析了Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金微观结构, 测试了涂层的力学性能及耐蚀性能。结果表明, Al2CrFeCoCuNixTi高熵合金涂层熔覆区组织主要由等轴晶组成, 且等轴晶上分布着析出物; 涂层相结构主要由面心立方、体心立方结构及Laves相组成。随着Ni含量的增加, 涂层的相对耐磨性呈先增加后降低的趋势, 其值为2.0~3.6, 耐磨性受涂层塑性与硬度的共同影响, 涂层在0.5 mol/L H2SO4溶液中表现出优异的耐蚀性, 耐蚀性的差异主要取决于涂层的结构组成。
激光技术 激光熔覆 高熵合金 微观结构 耐磨性 耐蚀性 激光与光电子学进展
2017, 54(5): 051404
