作者单位
摘要
1 汕头大学工学院电子信息工程系, 广东 汕头 515063
2 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 河北 廊坊 065000中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 河北 廊坊 065000
3 汕头大学工学院机械工程系, 广东 汕头 515063
高光谱技术可提供近乎连续的地物光谱曲线, 对土壤组分定量反演具有极大的潜力。 针对受污染土壤, 通过综合分析实验室测定的土壤镉(Cd)含量和同期获取的高光谱数据, 提出了一种基于深度森林2021(Deep Forest 2021, DF21)算法的高光谱土壤Cd含量反演模型。 采用原始光谱数据(OS)和其经主成分分析(PCA)降维处理后的数据作为模型输入参数, 分别构建了基于原始光谱数据的DF21(OS-DF21)模型和基于PCA降维数据的DF21(PCA-DF21)模型。 随后, 基于相同训练样本, OS-DF21和PCA-DF21分别建立了土壤Cd含量和输入参量之间的关系, 并据此对检验样本土壤Cd含量进行了定量反演和对比分析。 选取决定系数(R2)、 均方根误差(RMSE)和相对分析误差(RPD)对模型反演性能进行了评估。 分析结果表明: OS-DF21模型反演精度最佳, 其R2、 RMSE和RPD分别可达0.873、 0.120和2.892。 相比而言, PCA降维处理虽可降低光谱数据的冗余度, 但PCA-DF21模型的预测能力有所下降。 尽管如此, PCA-DF21模型仍表现出较好的土壤Cd含量反演能力, 其R2、 RMSE和RPD分别为0.779, 0.159和2.190。 因此, DF21算法可作为研究区及类似环境区域的土壤重金属快速勘测的补充手段。
土壤Cd含量 深度森林DF21 主成分分析(PCA) 高光谱技术 反演模型 Soil Cd concentration DF21 Principal component analysis (PCA) Hyperspectral technology Retrieval model 
光谱学与光谱分析
2023, 43(8): 2638
潘超超 1,2,3赵南京 2,3,*马明俊 1,2,3杨瑞芳 2,3[ ... ]刘建国 2,3
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室,安徽 合肥 230031
3 安徽省环境光学监测技术重点实验室,安徽 合肥 230031
为了促进激光诱导击穿光谱技术(LIBS)在土壤重金属元素检测中的应用,提高重金属元素检测灵敏度,研究向土壤样品中掺杂不同比例NaCl粉末对重金属Cd元素LIBS光谱增强效果,结果表明:向土壤样品中掺杂NaCl粉末可以显著提高Cd元素特征谱线强度。当NaCl掺杂质量分数为90%时,Cd元素2条特征谱线Cd 214.441 nm、Cd 228.802 nm的检测限分别从30.57 mg/kg降低至1.526 mg/kg、从28.12 mg/kg降低至2.501 mg/kg。计算等离子温度和电子密度,二者均随着NaCl掺杂质量分数的增加而逐渐升高,掺杂NaCl可以有效提高激光与土壤的耦合效率,增加土壤的烧蚀量,从而增强Cd元素光谱强度,该研究结果对LIBS在微量重金属检测中的应用具有重要的参考意义。
激光诱导击穿光谱 土壤Cd元素 NaCl掺杂 等离子体温度 电子数密度 
激光与光电子学进展
2023, 60(17): 1730006
作者单位
摘要
1 湖南工学院材料科学与工程学院, 湖南 衡阳 421002
2 长江师范学院化学化工学院, 重庆 408100
3 湖南省中医药研究院中药研究所, 湖南 长沙 410013
婴幼儿谷类辅助食品是婴幼儿营养的重要能量来源, 其主要原料为大米, 而水稻极易从其生长的土壤和水中吸收重金属Cd积累到谷粒中, 导致大米中Cd的残留浓度相对较高, 从而对婴幼儿谷类辅助食品构成潜在威胁。 提出了电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定婴幼儿谷类辅助食品中重金属Cd的新策略。 样品经微波消解处理后, 采用ICP-MS/MS进行测定。 婴幼儿谷类辅助食品中Cd的测定所面临的质谱干扰主要来源于高浓度Mo所形成的Mo基多原子干扰离子(MoO+, MoN+, MoC+)以及Sn所形成的同量异位素(112Sn+, 114Sn+, 116Sn+)。 针对这些干扰, 在MS/MS模式下, 分别采用H2, NH3/He和O2为反应气, 考察不同Cd同位素的质谱干扰消除效果和分析灵敏度。 结果表明, 在H2和NH3/He反应模式下, H2和NH3均能与Mo基干扰离子发生质量转移反应, 而不与Sn+反应, 可选择110Cd+, 111Cd+113Cd+进行测定, 但H2与Mo基干扰离子反应速度较慢, 难以彻底消除高浓度Mo基质中对Cd的质谱干扰; 在O2反应模式下, 所有干扰离子均能与O2发生质量转移反应, 虽然获得的分析灵敏度略低于NH3/He反应模式, 但背景等效浓度(BEC)明显比NH3/He反应模式低。 确定了以O2为反应气消除干扰测定Cd的最优分析方案。 利用标准参考物质评价了方法的准确性, 采用国标法(GB5009.268—2016)进行对比分析验证了方法的可靠性。 结果表明, Cd的LOD为2.03~13.4 ng·L-1, 标准参考物质的测定值与认定值基本一致, 在95%的置信水平, 对比分析结果之间无显著性差异。 方法的灵敏度高, 结果准确可靠, 适用于大批量婴幼儿谷类辅助食品中重金属Cd的高通量测定。
谷类辅助食品 婴幼儿 电感耦合等离子体串联质谱 反应模式 Cereal-based complementary foods Infants and young children Inductively coupled plasma tandem mass spectrometry Cd Reaction mode Cd 
光谱学与光谱分析
2022, 42(9): 2818
作者单位
摘要
昆明物理研究所,云南 昆明 650223
在富Te生长条件下,采用垂直布里奇曼法(vertical Bridgman method, VB)生长的部分碲锌镉 (Cdi—xZn”Te, CZT)晶体内存在导电类型转变界面。为深入探讨碲锌镉晶体导电类型转变界面形成的 原因,结合晶体导电类型和红外光谱透过率的测试结果与第一性原理的理论计算进行分析,结果表明, 碲锌镉晶体内的导电类型转变界面是晶体生长过程中形成的Cd空位(Vcd)缺陷与Cd间隙(CdJ缺 陷导致的。在富Te条件的生长过程中,Cd空位缺陷易于形成,碲锌镉晶体材料中含有大量的Cd空 位缺陷,材料的导电型为p型。在晶体生长结束阶段的降温过程中,Cd原子会扩散至碲锌镉晶体中, 促进了 Cd间隙缺陷的形成,在碲锌镉晶体材料中形成Cd间隙缺陷,导致晶体材料的导电性转变为n 型。
碲锌镉 导电类型转变 Cd空位 扩散 Cd1-xZnxTe, position-dependent conductivity transi 
红外技术
2022, 44(6): 560
作者单位
摘要
1 华东师范大学 纳光电集成与先进装备教育部工程研究中心,极化材料与器件教育部重点实验室,上海 00241
2 中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海 200083
铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2,CIGS)太阳电池产业化受到全世界广泛关注。作为高转换效率薄膜电池,其效率可与晶硅电池相比,目前最高效率达到23.35%。对于小面积实验室电池而言,研究重点是精确控制吸收层的化学计量比和效率;对于工业化生产而言,除化学计量比和效率外,成本、重现性、产出和工艺兼容性在商业化生产中至关重要。重点介绍了不同制备工艺、吸收层组分梯度调控、碱金属后沉积处理、宽带隙无镉缓冲层、透明导电层和柔性衬底等研究进展。从CIGS电池的效率来看,将实验室创纪录的高效电池技术转移到平均工业生产水平带来显而易见的挑战。
铜铟镓硒(Cu(In,Ga)Se2,CIGS)太阳电池 组分梯度 碱金属 无镉缓冲层 产业化 叠层 copper indium gallium selenide(Cu(In,Ga)Se2,CIGS)solar cell component gradient alkali metal cd-free buffer layer industrialization tandem 
红外与毫米波学报
2022, 41(2): 395
作者单位
摘要
湖南食品药品职业学院,长沙 410208
本文以2-羟乙基苯并咪唑-5-羧酸(Hhebimc)、己二酸(H2hex)和硝酸镉为原料,合成了新型镉配合物[Cd2(hebimc)2(hex)]·2H2O。对该配合物进行单晶X射线单晶衍射、元素分析、红外光谱、热重、粉末X射线衍射及荧光光谱等测试。单晶X射线衍射结果表明:配合物为三斜晶系,空间群为P1,中心离子Cd(Ⅱ)离子为六配位扭曲的八面体几何构型,晶胞参数为a=0.860 33(15) nm,b=0.906 59(16) nm,c=1.012 03(18) nm,α=74.826(3)°,β=73.131(3)°,γ=85.128(3)°,V=0.729 0(2) nm3,是一例具有超分子网络结构的配位聚合物。荧光光谱分析表明,配合物与自由配体具有相似的发光特性。
2-羟乙基苯并咪唑-5-羧酸 己二酸 Cd(Ⅱ)配合物 晶体结构 发光特性 2-hydroxyethyl benzimidazole-5-carboxylic acid adipic acid Cd(Ⅱ) complex crystal structure luminescent property 
人工晶体学报
2022, 51(2): 304
作者单位
摘要
国家电网有限公司信息通信分公司,北京 100761
针对高速相干光通信系统,融合信号功率波形与幅相特征提出了一种大范围和高精度的色散(CD)监测技术。搭建了112 Gbit/s (28 GBaud)偏振复用正交相移键控(PDM-QPSK)仿真系统,证明了该方法的可行性并分析了监测误差。仿真结果表明,在6.4~48.0 ns/nm CD范围内,该方法实现了最大绝对误差和平均相对误差分别为62.1 ps/nm和0.002 7的CD监测。
色散监测 深度神经网络 相干光通信 光性能监测 色散补偿 CD monitoring deep-neural networks coherent optical communication optical performance monitoring CD compensation 
光通信研究
2021, 47(6): 25
作者单位
摘要
昆明物理研究所,云南昆明 650223
在富 Te生长条件下,通过垂直布里奇曼法制备的部分碲锌镉晶体内存在导电类型转变界面。采用富 Te液相外延技术在含有导电类型转变界面的碲锌镉衬底上生长碲镉汞薄膜,制成的红外焦平面探测器响应图上存在明显的响应不均匀分界面。碲锌镉晶体的导电类型转变由缺陷类型的不同引起,为消除碲锌镉衬底的导电类型转变界面,提升碲镉汞红外焦平面的成像质量,对含有导电类型转变界面的碲锌镉晶体进行了 Cd饱和气氛退火实验,研究了时间和温度等退火条件对晶体导电类型转变界面的影响,探讨了 Cd间隙和 Cd空位缺陷的形成机制,为晶体生长过程中的 Cd空位缺陷抑制提出了解决思路。
碲锌镉 导电类型转变界面 退火 Cd Cd1-xZnxTe, position-dependent conductivity transi 
红外技术
2021, 43(6): 517
郭飞 1,2许镇 3马宏宏 1,2刘秀金 1,2[ ... ]唐世琪 1,2
作者单位
摘要
1 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所, 河北 廊坊 065000
2 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心, 河北 廊坊 065000
3 中国科学院空天信息创新研究院, 北京 100101
土壤重金属污染对人类健康造成了极大的威胁, 如何快速摸清土壤污染情况尤为重要。 高光谱遥感具备光谱分辨率高, 快速无损等优势, 使其在土壤组分反演方面具有巨大的潜力。 针对高光谱信息冗余及光谱变换对土壤镉(Cd)含量估算的影响进行分析, 并利用变换前后的高光谱数据对比研究了不同高光谱模型对土壤Cd含量反演的性能。 首先利用等离子体质谱法和FieldSpec4地物光谱仪收集了56组土壤样品的Cd含量和对应的高光谱曲线(350~2 500 nm); 为了弱化光谱测定中光亮变化和土壤表面凹凸对实验结果的影响, 研究对高光谱数据进行倒数对数预处理; 考虑到高光谱数据中存在大量的信息冗余, 研究采用了主成分分析(PCA)对高光谱数据进行降维处理并最终保留了前12个主成分量作为特征变量。 针对高光谱反演模型, 研究选择了偏最小二乘(PLSR)、 支持向量机(SVM)、 人工神经网络(ANN)和随机森林(RF)四种回归模型建立PCA主成分与Cd含量之间的关系; 最后, 研究选取了决定系数(R2)、 均方根误差(RMSE)和RPD三种精度评估指标评估回归模型的拟合精度, 结果表明针对光谱采用PCA波段降维的方法处理后, 选取的12个主成分对变化前后的光谱累计贡献率均达到99.99%, 作为模型的输入变量, 四种模型均具有一定的预测能力。 无论光谱变换与否, PCA-RF反演模型的预测能力均为最好(R2分别为0.856和0.855, RPD均高达3.39)。 利用PCA对高光谱数据降维处理可以有效降低高光谱数据冗余, 有力的保证模型的预测能力。 以PCA筛选出的主成分量可以作为模型极好的输入变量, 以RF为基础的高光谱反演模型在反演土壤Cd含量时具有最佳效果, 可为该区域及类似地区的土壤重金属污染物反演提供新的方法支撑。
Cd含量 高光谱 主成分分析 反演模型对比 Cd content Hyperspectral PCA Inversion model comparison 
光谱学与光谱分析
2021, 41(5): 1625
作者单位
摘要
重庆京东方光电科技有限公司, 重庆400715
液晶面板上配单层触控传感器(Single Layer On Cell, SLOC)产品在完成传感器光刻工艺后, 在宏观检查机上观察, 基板的彩膜倒角侧存在大面积的不良(Mura), 测试不良区域与正常区域的关键尺寸(CD)值, 不良区域的CD值明显偏大, 部分点位超出管控指标;另外, SLOC产品在生产工艺后段模组段缺陷不良高发, 缺陷不良平均发生率为2.82%, 缺陷不良高发位置与不良和CD偏大区域基本一致, 有强相关性。通过旋转涂布等测试以及实际流片观察, 锁定造成不良的设备为显影机。由于基板从显影1(DEV#1)进入显影2(DEV#2)时基板流片末端药液干燥导致显影不良, 进而引起不良, 本文称其为干燥不良。为解决此问题, 对基板由DEV#1向DEV#2流片的速度进行软体修改, 干燥不良有轻微改善, 但未消除; 通过在DEV#1腔室内增加二次液切的方式, 消除了SLOC产品传感器光刻生产时的干燥不良。SLOC产品的CD均一性由3.3%提升到1.9%, 缺陷不良率从改善前的平均2.82%降低到平均0.27%。
干燥不良 CD均一性 缺陷不良 显影机 二次液切 dry Mura CD uniformity short defect developer secondary aqua knife 
液晶与显示
2021, 36(2): 265

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