三维荧光光谱结合平行因子及神经网络对清香型白酒的年份鉴别

以某清香型白酒为研究对象,将三维荧光光谱技术与平行因子分析方法(parallel factor analysis,PARAFAC)、BP神经网络结合,建立清香型白酒年份鉴别模型。首先,利用FLS920全功能型荧光光谱仪测量获得不同年份白酒的三维荧光光谱数据,对激发发射三维矩阵进行三线性分解,得到四个主成分对应的浓度得分和激发-发射光谱轮廓图。将这4个浓度得分作为BP神经网络的输入,建立10,20和30年份白酒的鉴别模型。随机选取每个年份的10个样本,共30个样本组成测试集,剩余的90个白酒样本组成训练集建立训练模型。据此对未知样品进行预测,其预测正确率分别为90%,100%和100%。同时将该方法与多维偏最小二乘判别分析法(multi-way partial least squares discriminant analysis,NPLS-DA)进行了比较。研究结果表明:平行因子结合神经网络的判别模型具有更强的预测能力,该方法能够有效提取年份白酒的特征光谱信息,同时又降低了神经网络输入变量的维数,取得较好的鉴别效果。

湍流大气中J_0相关部分相干平顶光束的传输特性

为了研究相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干平顶光束的传输特性,采用广义惠更斯-菲涅耳公式得到了J_0相关部分相干平顶光束通过湍流大气的平均光强分布,并利用空间2阶矩法得到了均方根束宽的解析表达式;分析了传输距离、相干长度、大气折射率结构常数、阶数对光强分布特性和光束扩展的影响。结果表明,J_0部分相干平顶光束的阶数越高,相干长度越小,光束受湍流的影响就越小;改变光源的相干度可以使光束在湍流大气中的中心光强达到最大。

基于TracePro的LED透反式准直器设计与仿真

利用几何光学原理设计了自由曲面的反光杯和菲涅耳透镜模型,小角度光线通过菲涅耳透射准直,大角度光线通过反光杯准直。使用Matlab软件计算出初始结构参数,利用三维建模工具软件进行曲面拟合并建立几何模型。将几何模型导入TracePro软件进行优化模拟照明。光源采用发光面积1 mm×1 mm的LED芯片,视角为160°。结论:透反式准直器极大提高了光能利用率,不考虑材料吸收等损耗,准直器传输效率约为90%;准直性能与预期相符,半光强角度小于3°。该设计结构紧凑,准直效果良好。

湍流大气中J_0相关部分相干平顶光束的谱移

为了研究相干度为零阶贝塞耳函数的部分相干平顶光束的光谱特性,采用广义惠更斯-菲涅耳公式推导了J0相关部分相干平顶光束通过湍流大气的光谱分布表达式,分析了大气折射率结构常数、平顶阶数、光源的中心频率、相干性参量以及谱宽对谱移的影响。结果表明,光源的中心频率、光谱宽度、空间相干参量、湍流强度对轴上谱移量影响较大;另外,随着湍流的增强,光谱位移量减小;在自由空间中,平顶光束的阶数越高,对谱移的影响就越大,但在湍流大气中阶数对谱移几乎没有影响。

梯度折射率介质中可控空心光束的传输特性

为了研究可控空心光束在梯度折射率介质中的传输特性,采用广义惠更斯-菲涅尔积分公式,推导出可控空心光束在梯度折射率介质中通过旁轴ABCD光学系统后的一般传输公式。在此基础上,结合光强二阶矩的方法,给出了相应的一般束宽变换公式。通过数值分析研究了梯度折射率介质传输场中强度分布和均方根束宽的变化特点,讨论了介质梯度折射率系数、空心光束的阶数、控制参数p对传输特性的影响。研究结果表明,在梯度折射率介质中,可控空心光束轴上光强和束宽随着传输距离呈现周期性变化。空心光束的阶数和控制参数p对光强分布和均方根束宽影响较大。并且在光强峰值位置处,光强分布不再保持原来暗中空的特性,而是迅速变为类高斯分布。

结合工程应用讲授大学物理模式的探讨

结合工程应用讲授大学物理是对传统物理教学模式进行改革的新尝试.本文对这方面的教学内容、教学方法等进行探讨,并对如何激发学生学习兴趣、培养学生分析问题、利用物理知识解决实际问题能力进行初步的讨论.

分子荧光光谱法及其工程应用

在阐明分子荧光光谱法的基本原理及特点的基础上，讨论了荧光光谱法在环境监测、肿瘤诊断、鉴别酒的真假和品牌等方面的应用．并且对分子荧光光谱法的应用前景进行了展望．

空心光束在损耗和增益介质中的传输特性

从复数波数定义和广义惠更斯-菲涅尔积分出发,推导出空心光束在介质中通过旁轴ABCD光学系统后的一般传输公式。在此基础上,结合光强二阶矩方法,给出了相应的一般束宽变换公式。通过数值分析研究了介质传输场中强度分布和均方根束宽的变化特点。研究结果表明,空心光束在增益或者损耗介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对均方根束宽却没有太大的影响。

加强光信息实验平台建设,培养高素质人才

文章在简述实验教学对光信息人才培养的重要作用的基础上,从实验平台的硬件建设、师资队伍建设、平台的分层次建设、校企联合建设、网络实验平台的建设、实验平台的运行等方面,阐述了江南大学在光信息实验平台方面所进行的教学研究和实践探索,并取得了较好的效果。旨在通过对实验平台的建设,切实提高教与学的质量,培育出21世纪具有一定能力和创新精神的人才。

编写工程应用物理专题的一些体会

工程应用物理专题内容的编写是有实际意义的,它既可作为物理教师的教学参考,也可作为工科学生的自学参考资料.本文结合"物理学原理在工程技术中的应用"一书的改编工作,从编写思路、内容选择、细节处理等方面讲述了编写工程应用物理专题的一些体会.

LED绿色照明及其非成像光学设计

介绍了新一代LED光源的优点和缺陷．回顾了非成像光学的历史以及自由曲面在半导体LED照明中的应用，同时介绍了LED准直光源和LED光源产生均匀照度的光学设计方案．

三维荧光光谱结合PCA-SVM对几种浓香型白酒的鉴别

提出一种利用三维荧光光谱技术鉴别不同品牌浓香型白酒的方法。运用FLS920荧光光谱仪测量了七个不同品牌浓香型白酒的三维荧光光谱,不同品牌浓香型白酒的荧光光谱特征相似,仅凭荧光特征参数较难区分。采用求偏导和小波压缩相结合的数据预处理方法,求解光谱数据中每一激发波长下,荧光强度对发射波长的一阶和二阶偏导数,选取db7紧支撑正交小波对数据进行压缩,选择4尺度分解后的近似系数作为新的数据矩阵,然后做主成分分析(PCA)。将提取的主成分作为支持向量机(SVM)的输入,并利用Kfold交叉验证的方法寻找支持向量机的最优参数c和γ,建立不同品牌白酒的分类鉴别模型。从每个品牌白酒中随机选取14个样本,共98个样本组成训练集,其余的42个样本组成预测集。分别比较了数据不求偏导,对数据求一阶偏导和二阶偏导的预处理后对鉴别模型的影响。结果表明:三维荧光光谱经过二阶偏导的预处理后,结合主成分分析和支持向量机能很好地实现不同品牌浓香型白酒的分类鉴别,模型的准确率为98.98%,预测集的准确率为100%。该方法具有简单,快速,成本低的优点,可为中国白酒的检测和鉴别技术的发展提供帮助。

基于量子遗传算法和荧光光谱某清香型白酒年份预测研究

年份白酒现已成为企业开发重点,但年份标准有较大的随意性,建立年份标准已成为规范行业和市场的迫切需要。基于某品牌原浆白酒的三维荧光光谱,对白酒年份预测模型进行了研究。研究内容和创新工作如下:首先,研究了荧光光谱与白酒年份的相关性。研究发现:0.5年与其他年份白酒的三维荧光光谱之间的相关系数达0.811 4;原始光谱中年份信息主要分布在激发波长为200~230和250~320nm、发射波长为400~500nm的光谱区;导数光谱的年份信息分布区域广且离散性高。其次,研究了荧光光谱之间的相关性。研究表明:原始光谱具有严重的多重共线性,在400~600nm的区间内,相关系数接近1;求导能提高光谱分辨能力并降低多重共线性,二阶导数具有更好的抑制多重共线性的作用,相关系数大部分小于0.6。最后,基于量子遗传算法-小波神经网络研究了激发波长为300nm的白酒年份预测模型,并提出了光谱建模信息密度的概念。研究发现:原始光谱年份预测误差达5.4年,效果最差,其原因是原始光谱具有严重的多重共线性以及光谱与年份的相关性不显著;导数光谱具有更高的信息密度和更好的建模效果,二阶导数光谱预测集的相关系数达0.999 8,年份预测误差达0.79年。研究成果将为白酒年份标定提供一种便捷的光学手段,同时也为多组分渐变体系的荧光光谱研究提供重要的参考。

荧光光谱结合支持向量机测定食用色素纯度

采用一种由原点矩法改造所得的特征压缩算法对荧光光谱数据进行预处理,将处理后的数据与加权最小二乘支持向量机(WLS-SVM)算法结合,建立鲁棒回归模型,用以预测实际食用色素粉末的纯度。以亮蓝和胭脂红这2种色素为例论述该方法对实际食用色素粉末纯度的预测效果。首先,利用FLS920荧光光谱仪测量获得两种色素的标准样本和实际样本在最佳激发波长下的荧光发射光谱数据,利用由原点矩法改造所得的特征压缩算法对获取的荧光光谱数据进行压缩和变换,一方面缩短了算法的运算时间,另一方面也提高了模型的预测精度。将预处理后的荧光光谱数据输入加权最小二乘支持向量机中建立浓度预测模型,该模型对亮蓝、胭脂红实际样本溶液给出的预测光谱与它们的实测光谱吻合程度好,半高峰宽区间内的平均决定系数分别为0.662和0.931。所有亮蓝、胭脂红溶液的预测浓度和标称浓度之间具有良好的线性关系,相关系数分别为0.997和0.992。由此通过多项式拟合得到的亮蓝、胭脂红粉末的预测纯度分别为61.0%和72.3%。

大气湍流对单光子通信中光子态的影响

为了研究光子态在大气湍流中的变化规律,基于拉盖尔-高斯光束横向空间波函数(光子轨道角动量的本征函数)以及湍流大气中拉盖尔-高斯光束光子态(可由各本征光子态叠加构成),得到了湍流大气中光子态的探测概率,并分析了大气湍流、传输距离、质量因子对光子态的影响。结果表明,质量因子是决定发射光子态跳变的重要因素,相同质量因子的光子态在接受端的测量权重基本相同,且质量因子值越大原光子态测量权重越小。同时,在湍流大气的影响下,从原光子态跳变到轨道角动量增加某值的光子态的测量权重总和与跳变到减小相应轨道角动量的光子态的测量权重总和基本相同;随着湍流强度或传输距离的增加,发射光子态在接受端的光子测量权重不断减小,而且湍流强度对光子态测量权重的影响比距离的大。

基于病案式PBL的“对分课堂”教学法在西医院校中医八纲辨证教学中的应用

目的探索基于病案式PBL的“对分课堂”教学法在西医院校中医八纲辨证教学中使用的效果。方法同一专业临床医学本科学生随机分为两组,实验组学生参与基于病案式PBL的“对分课堂”教学法,前半课时课堂教授基础知识,而后提出临床病案以及思考问题给学生,课间学生查找资料,后半课时学生分组讨论,教师引导并总结正确的辨证方法。对照组采用传统课堂讲授为主的教学法,教学效果的评价使用考试成绩和问卷调查来评估。结果实验组学生“辨证分析”和“方药”部分成绩明显升高,且高于对照组(P<0.05)。与对照组比较,实验组学生学习主动性、知识掌握度和分析能力、沟通交流团队协作能力都有所增强。学生认为,这一教学方法灵活多样富有吸引力,注重学生的能力和素质的培养(P<0.05)。结论基于病案式PBL的“对分课堂”教学法有助于提高西医院校医学生学习中医辨证论治的水平和分析解决病案问题的能力。

基于研究型半导体光电类课程的教学探索

半导体光电学科是理论性和实践性较强的新兴专业,针对专业的特点和半导体光电技术的发展需求,本文结合地域和学科的实际情况,提出了学科在课堂理论教学措施改善、协同实验平台建造以及校企合作模式建设的探索性思考。

实物,录像与动画的协调——关于大学物理演示实验中三者关系的讨论

1大学物理演示实验的分类及其各自的优缺点 物理学作为一门以实验基础的科学，其概念和定律都是在实验的基础上抽象和概括出来的，要使学生真正理解并掌握大学物理的教学内容，必须在教学过程中将理论与实验紧密结合起来，而演示实验就是联系这两者的一座桥梁．

基于组合模理论设计的激光二极管阵列外腔(英文)

针对激光二极管阵列提出了"组合模"概念,计算了组合模的远场分布.每个组合模在远场的空间分布呈双瓣结构.基于激光二极管阵列组合模的远场分布特征,设计了离轴外腔反馈的激光二极管阵列.运用此装置所获得激光二极管阵列的远场分布有了明显变化.与自由运转的激光二极管阵列相比,离轴外腔反馈的激光二极管阵列远场宽度减少了4.3倍.在抽运电流为16A时,测得输出激光的功率1.82 W,这相当于相同电流下自由运转激光器输出功率的79%.组合模理论不仅可以用来指导设计一维离轴外腔反馈激光二极管阵列,而且也可以用于设计二维离轴外腔反馈激光二极管阵列.二维离轴外腔反馈激光二极管阵列可以产生高功率,高光束质量输出的激光.

3维荧光光谱测定白酒年份酒中乙酸的体积分数

为了快速测定白酒年份酒中乙酸的体积分数,采用3维荧光光谱结合交替拟合残差算法,首先将不同体积分数的乙酸乙醇水溶液的3维荧光光谱作为校正集,然后将白酒的3维荧光光谱作为预测集,利用交替拟合残差算法进行解析分辨,采用标准添加法来验证结果的准确性。结果表明,预测体积分数与真实体积分数的相关系数为0.9926,平均回收率为101.97%;3维荧光光谱结合交替拟合残差算法可以快速有效地测定白酒年份酒中乙酸的体积分数。这一结果对白酒年份酒中单体体积分数的检测是有帮助的。