探测和研究大气风场是认知中高层大气结构的最重要的手段之一，其中流星雷达是一种非常好的观测大气风场的手段。为了更好地了解中纬中间层-低热层(MLT)区域大气风场的特征，本文利用 2016年北京流星雷达反演的风场数据进行研究。首先研究了大气平均风场随时间和高度的变化特征，得出 1~3月北京上空 MLT区域的纬向风均以西风为主，经向风南风与北风交替显著，但仍以北风为主导的结论。继而对于 90 km处的大气潮汐波进行研究，通过 Lomb-Scargle功率谱方法和谐波拟合得出了大气潮汐随时间的变动规律，即中纬地区大气水平风场受到的潮汐波影响以半日潮汐为主、周日潮汐次之。
流星雷达 大气风场 大气潮汐 Lomb-Scargle功率谱方法 谐波拟合 meteor radar atmospheric wind field atmospheric tide Lomb-Scargle power spectrum method harmonic fitting 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(7): 653
1 华东师范大学 物理系 生物物理研究所, 上海 200241
2 西北核技术研究所, 西安 710024
时域间断元方法是近年来电磁场计算领域的重要进展之一。将基函数的插值点和数值积分点重合的质量集中技术是降低该间断元方法质量矩阵存储开销和提高计算效率的重要手段。通过谐振腔、带通滤波器以及光子晶体内的电磁场等数值算例, 在四边形网格上比较了传统的质量集中算法和近来提出的 Weight-Adjust 算法之间的差异。计算结果表明, 尽管两种方法的存储量一样, 但Weight-Adjust 算法具有更高的精度。
间断伽辽金算法 Maxwell方程 质量集中 谱方法 discontinuous Galerkin method Maxwell equations mass-lumping spectral method 强激光与粒子束
2018, 30(2): 023004
1 昆明理工大学信息工程与自动化学院, 云南 昆明 650504
2 昆明理工大学材料科学与工程学院, 云南 昆明 650093
特征提取对于太赫兹光谱识别来说至关重要。 传统方法是通过人工选取太赫兹光谱中差异性较大的吸收峰作为特征进行光谱识别, 但当部分物质在太赫兹波段没有明显波峰、 波谷等光谱图形特征时, 这种方式便不再适用。 为此, 研究人员利用统计学习与机器学习方法对高维太赫兹光谱数据进行降维和特征提取。 由于物质的太赫兹光谱数据各维度呈现非线性, 尤其是当不同物质的太赫兹光谱曲线整体非常相似时, 线性处理方法易产生较大误差。 针对这一问题, 提出了一种基于扩散映射(DM)的太赫兹光谱识别方法。 扩散映射能在保持数据内在几何结构的同时对其进行非线性降维, 提取的流形特征区分度较高, 对数据还有聚类效果。 首先用S-G滤波器对Alloxazine等10种物质的太赫兹光谱样本进行滤波, 并用三次样条插值法对截取相同频段后的光谱样本进行统一分辨率处理； 然后利用DM将高维太赫兹光谱数据映射到低维特征空间并提取太赫兹光谱的流形特征； 最后用多分类支持向量机(M-SVM)对十种物质的太赫兹透射光谱进行分类。 实验结果表明, 相比于主成分分析(PCA)和等距映射(ISOMAP), 使用DM提取的太赫兹光谱流形特征具有更高的区分度, 而且DM可以直接得到太赫兹光谱数据本征维数的估计值, 这为相似太赫兹光谱的快速精准识别提供了一条新的途径。
太赫兹光谱 流形学习 谱方法 扩散映射 非线性降维 THz spectroscopy Manifold learning Spectral method Diffusion Maps Nonlinear dimensionality reduction 光谱学与光谱分析
2017, 37(8): 2360
中国科学院国家天文台 云南天文台， 云南 昆明 650011
利用横向谱滤波方法，给出研究自适应光学非等晕性的一般关系式。在特殊场合，对这些一般关系式进行解析求解，获得与经典理论一致的结果。进一步定义了与自适应光学系统非等晕性有关的一些特征量。在一般应用场合，这些一般关系式只能求得数值解。以激光测月自适应光学系统为例，说明了所述一般关系式在研究自适应光学非等晕性问题方面的应用。
大气光学 自适应光学 大气湍流 非等晕性 横向功率谱方法
激光导星可以部分解决自适应光学系统信标难题。给出典型激光导星自适应光学系统主要误差空间功率谱的简化计算模型。与常用的Monte-Carlo类型的模拟相比,该模型提供了激光导星自适应光学系统性能随主要控制参数变化的一种快速有效的评估手段。
自适应光学 激光导星 谱方法 建模与仿真 adaptive optics laser guide star spectrum method modeling and simulation
1 重庆大学 光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
2 上海激光等离子体研究所 高功率激光物理国家重点实验室,上海 201800
描述了椭圆型晶体谱仪配X射线CCD相机的X射线谱测量系统(EBCS-XCCD),研究了CCD相机记录信号的解谱处理方法,推出了对实测原始谱曲线辨认或标识值的计算公式及激光等离子体辐射X射线在某一波长光谱强度的公式,使之应用在激光打靶产生的等离子体源辐射X射线谱的回推,辨认出了激光等离子体X射线源能谱,并与文献[1]的结果进行了比较,结果基本一致。测试结果证实了解谱方法的可行性,表明X射线CCD相机适用于椭圆型晶体谱仪的光谱测量记录。在已知晶体的积分反射率、滤片透射率和CCD探测效率的条件下,可以获得X射线源光谱强度,为下一步诊断激光等离子体的电子温度和离子密度的空间分布轮廓和进一步细化X射线激光研究奠定了基础。
X射线源 晶体谱仪 X射线能谱 激光等离子体诊断 解谱方法 X-ray source crystal spectrometer X-ray spectrum laser-plasma diagnosis spectral unfolded method
1 北京工业大学应用数理学院,北京,100022河北工程大学理学院,河北邯郸,056038
2 北京工业大学应用数理学院,北京,100022
根据全息理论和线性系统理论,采用离轴无透镜傅里叶变换全息记录光路,对利用菲涅耳近似法、基于瑞利-索末菲衍射积分的卷积法以及角谱理论方法数值重建全息图进行了比较研究,并做了计算机模拟验证.结果表明:菲涅耳近似法和角谱方法重建像质比较好,且菲涅耳方法重建速度快;在记录距离极小的情况下,尽管记录距离不满足通常的菲涅耳近似条件,菲涅耳近似公式仍然成立;自由空间脉冲响应的快速傅里叶变换的性质与距离有关,由卷积方法得到的再现像只在某一特定距离下比较理想;对于极小物场、大孔径显微数字全息来说,菲涅耳近似重建方法是较为有效的方法.
数字全息 显微数字全息 波前重建 菲涅耳近似 卷积法 角谱方法
1 西北师范大学物理与电子工程学院,兰州,730070
2 兰州重离子加速器国家实验室原子核理论中心,兰州,730000
将伪谱方法推广应用到Kramers-Henneberger (KH) 坐标系中求解了一维原子在强激光场中的薛定谔方程,研究了强激光场中一维原子的稳定性.结果表明,在中等强度的激光场中,原子没有发生电离抑制,而在高频超强激光场中,原子的电离受到抑制.
伪谱方法 强激光场 原子的稳定性 原子与分子物理学报
2006, 23(5): 831
西北师范大学物理与电子工程学院,甘肃兰州730070
引入非线性空间变换，用伪谱方法求解了一维原子在强激光场中的薛定谔方程，再利用B样条函数和傅立叶级数的线性组合构造原子未微扰的本征函数，计算了一维原子在强激光场中的阚上电离谱，其结果与分裂算符法得到的结果符合得很好。
伪谱方法 强激光场 阈上电离谱 Pseudospectral method Intense laser field Above-threshold ionization 原子与分子物理学报
2004, 21(2): 304
1 电子科技大学,电子工程学院,四川,成都,610054
2 中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
与传统时域有限差分算法相比,采用以伪谱方法离散Maxwell微分方程为基础的时域伪谱(PSTD)算法计算大的电尺度电磁场时域问题,将大大提高计算效率,降低内存需求.为了拓宽PSTD算法的应用,近年来,基于网格插值方法的非均匀时域伪谱算法得到了发展.研究的重点是算法中非均匀网格技术的实现及其在时域瞬态脉冲电磁场模拟和高功率超宽带脉冲技术方面的应用.以高斯脉冲为激励源,用该算法计算了多层介质的反射和透射,并通过超宽带脉冲穿墙实验对这一方法的应用进行了验证.模拟和实验结果具有较好的一致性.
时域伪谱方法 时域有限差分方法 超宽带 非均匀网格时域伪谱算法 Pseudospectral time-domain（PSTD） FDTD Ultra wide-band（UWB） Pseudospectral time-domain with non-uniform grid
