作者单位
摘要
1 华中科技大学分析测试中心, 湖北 武汉 430074
2 中国计量科学研究院前沿计量科学中心, 北京 100029
3 华中科技大学能源与动力工程学院, 湖北 武汉 430074
圆二色(CD)光谱是一种公认的用于测量蛋白质及其二级结构的生物物理技术, 不但被广泛用于测量蛋白质的二级结构, 而且可以检测二级及更高级结构的变化, 同时用于科学研究和蛋白质产品如生物制药的质量控制。 由于对CD光谱测量中的误差来源定量理解有限, 对光谱进行客观比较仍具有挑战性。 统计方法可用于比较, 但不提供处理系统性以及随机性误差的机制。 在任意两台仪器中进行的CD测量, 即使在可比较的条件下, 相同样品的光谱幅度(elipticity椭圆度, CD scale, 也称圆二色值)或波长也可能存在细微差异。 光源、 最终的光度输出和各个仪器之间入射光偏振的微小差异是导致圆二色值或波长产生差异的可能原因。 分析蛋白质CD光谱取决于原始CD数据的质量, CD解卷积分析强烈依赖于CD光谱中谱峰的圆二色值。 因此, 以一种α-螺旋为主导的蛋白质—细胞色素C为实验对象, 在对CD光谱仪进行校准的前提下, 对其浓度为0.05 mg·mL-1的水溶液进行圆二色光谱测定, 继而建立了0.05 mg·mL-1细胞色素C水溶液的CD光谱测量模型, 评估了其在波长222 nm谱峰圆二色值的不确定度。 圆二色值的不确定度来源主要有测量重复性、 校准溶液及蛋白溶液浓度的不确定度、 比色皿光程长的不确定度等。 经过仪器校准后, 综合考虑这些不确定来源, 得到0.05 mg·mL-1细胞色素C水溶液在波长为222 nm处谱峰的圆二色值及不确定度为(-4.53±0.54) mdeg, k=2。 通过不确定度评估, 发现在不确定分量中较为显着的为1 mm比色皿光程长不确定度和溶液配置过程引入的不确定度分量, 设法消除或降低这些因素的影响, 可以改进测量方法分析测量过程, 以实现CD光谱的客观比较, 提高CD谱图的可比性和可靠性, 为开展圆二色光谱测量的实验室间比对提供实验参考。
蛋白质 圆二色 光谱 二级结构 圆二色值 不确定度评估 细胞色素C 可比性 Protein Circular dichroism Spectroscopy Secondary structure Magnitude Uncertainty estimation Cytochrome C Comparability 
光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3105
作者单位
摘要
1 信息工程大学 地理空间信息学院,河南 郑州 450001
2 天津津航技术物理研究所,天津 300308
随着红外传感器技术的飞速发展,全天时星敏感器白昼观星效果明显提升,传统宽光学响应带宽设计引起的成像色差、信噪比下降,逐步成为限制其精度进一步提升的瓶颈之一。根据近红外波段大气窗口特性,选择合适波段作为全天时星敏感器光学响应波段可有效缓解此类问题。为此,首先建立了全天时星敏感器不同光学响应波段0等星信噪比模型,在此基础上,利用modtran软件仿真计算相关波段大气参数,结合不同波段恒星分布密度,分析了全天时星敏感器采用不同光学响应波段探测恒星数量、分布密度及定姿成功率,并利用白昼测星平台开展了验证试验。结果表明:同等硬件条件下H波段为全天时星敏感器最优光学响应波段,整体恒星探测能力约为RIJ波段的17倍、10倍和2倍,定姿成功率也有明显优势。
星敏感器 背景辐射 大气透过率 星等 响应波段 sar sensor background radiation atmospheric transmissivity magnitude responding band 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230221
作者单位
摘要
1 北京空间机电研究所,北京 100094
2 上海卫星工程研究所,上海 201109
为了提高远距离、暗弱目标探测灵敏度,通常需要增大可见光相机口径,这会显著增加相机的质量和体积,无法适应卫星轻小型化要求。针对低轨探测地球同步轨道(GEO)目标需求,利用低轨零倾角卫星与GEO目标相对速度恒定,设计了面阵相机时间延迟积分(面阵TDI)成像模式。与自然交会模式、面阵凝视模式相比,在不增加相机口径的前提下,大幅提高了相机探测灵敏度。阐述了面阵探测器TDI成像原理,推导了相机信噪比计算模型,对目标运动、积分时间、探测灵敏度和信噪比等主要成像参数进行了计算,分析对点目标探测成像的影响。研制了一台原理样机,在暗室条件下的实测结果表明,相机TDI级数为96级,可实现对GEO轨道目标探测能力优于15星等,信噪比大于5。
GEO目标探测 空间相机 面阵TDI模式 低轨零倾角 星等 GEO target detection space camera TDI mode of area array low-orbit with 0-degree inclination magnitude 
红外与激光工程
2023, 52(9): 20230022
吕媛媛 1,2,3刘朝晖 1,3乔文龙 1,2,3周亮 1,3,*[ ... ]张海洋 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院大学,北京 100049
3 中国科学院空间精密测量技术重点实验室,西安 710119
建立了事件相机空间目标探测灵敏度模型,分析了影响事件相机观测灵敏度的影响因素,得到了可观测极限星等与阈值的线性关系,并通过望远镜进行了外场观星实验。结果表明事件相机可以进行空间目标探测,同时验证了空间目标探测灵敏度模型的准确性。进一步明确了阈值对事件相机空间目标探测的影响,为基于事件相机的空间目标观测及其他相关研究提供了理论基础。
生物视觉传感器 事件相机 空间目标观测 灵敏度 星等 Bio-inspired vision Event camera Space target observation Sensitivity Magnitude 
光子学报
2023, 52(2): 0211001
作者单位
摘要
中国人民解放军 63891部队,河南 洛阳 471003
在空间光电对抗领域,地面光电跟踪设备对卫星的实时在轨跟踪是实施干扰对抗的前提,光学侦查卫星多运行在太阳同步轨道上。首先,根据光学侦查卫星对地观测多为垂直下视或者侧摆下视,以及地面光电干扰设备必须位于光学侦查卫星视场内的特点,经独立数学推导,获得了卫星与地面设备相互位置关系的数学模型,包括地面光电设备对光学侦查卫星的观测距离和观测角度的数学表达式;其次,根据卫星星体及其太阳能电池板的辐射散射特性,以及地球大气环境和地物背景的可见光散射传输特性,推导获得了星体及观测路径的散射辐射传输数学模型,以及地面光电设备探测器靶面目标与背景光辐射照度的数学表达式;最后,根据侦查卫星散射辐射的大气闪烁特性,应用概率统计理论与工程经验分析,指出影响探测概率的决定因素为大气闪烁引起的目标背景对比度变化,据此提出了一种新的地面光电设备对光学侦查卫星的探测概率模型。经实测试验数据验证,文中模型的计算结果与实际测量数据的吻合度较高。
光学侦察卫星 太阳同步轨道 视星等 路径亮度 探测概率 optical reconnaissance satellite sun-synchronous orbit visual magnitude path brightness probability of detection 
红外与激光工程
2022, 51(9): 20210978
王新涛 1,2郑建华 1,2李明涛 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 国家空间科学中心,北京0499
2 中国科学院大学,北京100049
针对小行星天基光学监测中的可见性问题,基于辐射度传输理论,引入黄道光和银道光亮度模型,建立了小行星天基光学监测的信噪比模型。结合设计的可见光传感器和望远镜的性能参数,计算了目标小行星相对望远镜的信噪比和视星等随时间的变化;考虑极限信噪比和太阳规避角,计算了地球领航轨道可见光望远镜对不同直径小行星的极限监测距离;改变小行星的物理参数,研究了信噪比和视星等对小行星物理参数的敏感性。结果表明:目标小行星在给定的场景时间内相对望远镜距离增大了约0.09AU,视星等增大了约0.51,目标小行星在口径为0.7 m的望远镜中信噪比减小了约3.78;由于观测天区覆盖地球周围0.05AU的空间,在地球领航轨道部署可见光望远镜预警来自太阳方向的小行星具有明显的优势,能为直径20 m的小行星提供750万公里的预警距离;在可见光波段,小行星的信噪比和视星等对反照率敏感,对温度和发射率不敏感。所建立的小行星天基光学监测信噪比模型可为小行星天基光学监测的信噪比动态分析和预警距离评估提供理论依据。
空间光学 小行星天基监测 天空背景 可见光传感器 信噪比模型 视星等 space optics space-based asteroid surveillance zodiacal and galactic light visible sensor signal-to-noise ratio model apparent magnitude 
光学 精密工程
2021, 29(12): 2763
王佳怡 1,2,3房陈岩 1,2,3尹达一 1,2,3
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
2 中国科学院红外探测与成像技术重点实验室, 上海 200083
3 中国科学院大学, 北京 100049
精细导星仪(FGS)是空间天文望远镜精密稳像系统高精度姿态信息的快速检测装置,CMOS图像传感器的成像效果直接影响精细导星仪姿态信息的解算精度。而实际工作时,CMOS成像器件存在最佳的读出范围,超出此范围的入射光强与光生电子数的线性度低,无法获取有效星点来满足后级的质心坐标解算。为解决这一问题,提出一种估算不同星等最佳积分时间的方法,并将积分时间作为探测器参数选择与调整的主要依据。测量结果表明,像元暗电流的读出码值和探测器面阵RMS噪声值均随积分时间的增加而增加。依据星点光斑分布模型给出常用星等的最佳积分时间范围,结合星点的分布情况,得出7等星在视场范围内的星数约为7颗,论证了小型CMOS器件对星斑的探测能力。
导星仪 CMOS图像传感器 噪声测量 星图成像 积分时间 星等 FGS CIS noise measurement star imaging integration time stellar magnitude 
半导体光电
2021, 42(5): 721
王凌云 1,2李光茜 1麻跃 1郑茹 1,2[ ... ]杜雨欣 3
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,吉林 长春 130022
2 长春市理工高精度光电测试产业技术研发中心,吉林 长春 130022
3 中车长春轨道客车股份有限公司,吉林 长春 130062
星模拟器是为模拟真实的恒星物理特性而设计的,由于不同恒星的色温和星等不同,为了更真实地模拟恒星,需要星光光源模拟系统能够实现色温和星等大范围高精度可调。该系统由积分球、光源模块、控制模块以及光纤光谱仪构成闭环光源模拟系统。为保证出射光的均匀度,采用了溴钨灯和多种单色LED混光作为光源,用恒流驱动方式控制LED的输出亮度。引入量子行为粒子群算法作为光谱匹配算法,求解LED系数ai。随着迭代次数的增加,适应度函数的值达到最小,则色温和星等的模拟误差变小。经实验验证:实现了色温3 000、4 300、5 500、6 500、7 600、20 000 K的模拟,色温匹配误差优于±10%;模拟星等+2~+8.5 Mi可调,星等匹配误差优于±6%。
星模拟器 色温 星等 积分球 量子行为粒子群算法 star simulator color temperature magnitude integrating sphere quantum behavior particle swarm algorithm 
红外与激光工程
2021, 50(8): 20210053
作者单位
摘要
1 网络通信与安全紫金山实验室前沿交叉科学研究中心, 江苏南京 211111
2 东南大学 a.网络空间安全学院
3 东南大学 b.信息科学与工程学院, 江苏南京 210096
射频指纹 (RFF)来源于发射机电路设计的差异和生产过程中硬件电路的制造容差, 是一种新兴的设备身份识别和认证技术。对射频指纹产生机理进行建模是深入研究射频指纹技术的基础。本文根据一种通用的零中频数字通信发射机结构分析了各环节对射频指纹的影响, 并建立了对应的射频指纹时域基带模型。此外, 归纳总结了一系列通信标准的若干重要时域参数的容差, 并着重研究了 LTE标准下, 正交相移键控 (QPSK)和十六进制正交振幅调制 (16-QAM)两种典型调制方式的最大均方根误差向量幅度 (RMS EVM)。最后, 通过理论推导和 Matlab仿真给出了直流偏置、同相 /正交(I/Q)增益不平衡、 I/Q正交偏移误差、 I/Q滤波器偏差、振荡器相噪和功放非线性参数的上下界, 并分析了各种射频指纹参数临界情形下星座图的变化, 为射频指纹提取和识别技术的研究提供了合理的参数指导。
物理层安全 射频指纹 时域建模 误差向量幅度 零中频 physical layer security Radio Frequency Fingerprint(RFF) time -domain modeling error vector magnitude Zero Intermediate Frequency 
太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(4): 603
作者单位
摘要
1 华南理工大学 机械与汽车工程学院, 广东 广州 510641
2 中国文昌航天发射场, 海南 文昌 571300
狭小空间内pL级超微量点胶是胶接技术的难点, 针对这个问题, 开发了pL级超微量自动点胶笔。基于转印式点胶分液原理, 通过移液针穿过装有胶液的玻璃微管, 获取胶滴, 利用胶滴在点胶面上的转移分离, 实现超微量点胶。开发的点胶笔全长仅为65 mm, 最小分辨率0.24 μm/step, 最大行程7 mm, 点胶笔通过USB接口连接到上位机上, 可以实现对点胶过程的控制。通过大量实验, 研究了点胶笔的性能, 并将其应用到直径170 mm, 长度350 mm小空间密封腔内, 直径5~20 μm的微孔胶封上。实验结果表明: 开发的点胶笔, 装夹方便, 重复精度高, 即适用于覆盖式封孔, 也适用于插入式封孔。通过调整点胶笔移液针的种类、尺寸、移动速度和封胶方式, 可以在密闭小空间内, 压力环境变化的工况下, 实现微孔的pL级密封, 最小封胶量为4.4 pL, 满足工程需要, 为小空间内的封胶提供了有效技术途径。
pL级点胶 自动点胶笔 微孔密封 小空间 pL-magnitude automatic dispenser hole-sealing narrow space 
光学 精密工程
2020, 28(5): 1132

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