Dependence of Wave Height Distribution on Spectral Width and Wave Steepness

In this paper experimental wind wave data are analyzed. It is found that differences in spectral width will give rise to differences in wave height distribution. The effect of spectral width on the distribution is mainly in the high wave range. The effect of wave steepness is in low, medium and high wave ranges. In the high wave range the effect of spectral width is comparable to that of wave steepness. Differences in spectral width in the observations may give rise to discrepancies in the result when wave steepness is the only parameter in the distribution.

An Accurate Numerical Solution for the Modified Equal Width Wave Equation Using the Fourier Pseudo-Spectral Method

In this study, the numerical solution for the Modified Equal Width Wave (MEW) equation is presented using Fourier spectral method that use to discretize the space variable and Leap-frog method scheme for time dependence. Test problems including the single soliton wave motion, interaction of two solitary waves and interaction of three solitary waves will use to validate the proposed method. The three invariants of the motion are evaluated to determine the conservation properties of the generated scheme. Finally, a Maxwellian initial condition pulse is then studied. The L2 and L∞ error norms are computed to study the accuracy and the simplicity of the presented method.

Research on the photoluminescence of spectral broadening by rapid thermal annealing on InAs/GaAs quantum dots

Photoluminescence (PL) test was conducted to investigate the effect of rapid thermal annealing (RTA) on the opticalperformance of self-assembled InAs/GaAs quantum dots (QDs) at the temperatures of 16 and 300 K. It was found that after RTAtreatment, the PL spectrum of the QDs sample had a large blue-shift and significantly broadened at 300 K. Compared with theas-grown InAs QDs sample, the PL spectral width has increased by 44.68 meV in the InAs QDs sample RTA-treated at800 ℃. The excitation power-dependent PL measurements showed that the broadening of the PL peaks of the RTA-treatedInAs QDs should be related to the emission of the ground state (GS) of different-sized InAs QDs, the InAs wetting layer (WL)and the In0.15Ga0.85As strain reduction layer (SRL) in the epitaxial InAs/GaAs layers.

基于ADBF的多通道SAR抗干扰样本选择方法

针对多通道SAR抗干扰问题,可以利用空域自由度通过自适应波束形成技术达到增强期望信号、抑制干扰的目的。在波束形成过程中,计算各阵元的最优权矢量时,需要通过选取干扰和噪声的数据样本估算干扰加噪声协方差矩阵。若选择的数据样本中掺杂目标信号,则目标信号将会被误判为干扰并被抑制。针对多通道SAR抗干扰过程中需要注意的样本选择问题,通过消除方位向频域中主杂波宽度内的目标分量,得到干扰加噪声数据样本,继而计算协方差矩阵,并进行波束形成。通过实测数据成像结果及干噪比和信噪比指标验证了提出的自适应样本选择方法的有效性。与直接样本选择方法相比,自适应样本选择方法在信噪比上提高了近8 dB,干噪比下降了近6 dB,说明了该方法有效地保留了目标信号,抑制了干扰信号。

On the Spectrum Width of Wind Waves

Based on the universal expression of wind wave spectra, four commonly used definitions of the spectrum width are re-examined. The results show that the non-dimensional spectrum width can measure the width of non-dimensional spectra but it does not reflect the developing state of the spectra. The dimensional spectrum width expresses the degree of concentration of wave energy of the spectrum in the process of wind wave growth. Tests show that the spectrum width presented by Wen et al. can objectively measure the degree of concentration of wave energy of the spectrum, reflect the state of wind wave growth, and provides a better result for practical application, The rules for definition of the spectrum width are discussed.

Characterization of spectral hole depth in Tm^(3+) :YAG within the cryogenic temperature range

In this paper, spectral hole depth dependence on temperature below 10 K in Tm^3＋ ：YAG crystal is investigated in detail. A novel model is proposed to analyze the temperature dependence on the spectral hole. By using the proposed model, we theoretically deduce the temperature dependence of spectral hole depth. The results are compared with experimental results and they are in good agreement. According to the theoretic results, the optimum temperature in experiment can be found.

宽光谱多参数激光告警探测研究

随着激光技术的发展,激光武器得到了快速发展,针对来袭激光的威胁,激光告警也成为目前各国发展的重点,不同的激光告警系统探测不同的参数,根据告警参数采取相应的躲避和反击措施;目前激光告警主要探测参数有来袭激光方位角、俯仰角、激光波长、激光脉冲宽度等,但现有激光告警系统无法实现多参数的同时探测,且光谱范围窄、视场小、探测俯仰角和方位角为相对角度、无法获得绝对来袭方向。为此本文提出宽光谱波段、大视场、多参数激光告警新方法,可实现450~1700 nm宽光谱来袭激光波长、绝对方位角、绝对俯仰角、脉冲宽度多参数的高精度综合测量,该方法主要由激光脉冲宽度测量、绝对角度及激光波长测量、控制及数据处理三大部分组成。其中脉冲宽度测量模块由光学镜头、多带通窄带滤光片、高速光电探测器组成,实现来袭脉冲激光的高速光电转换;绝对角度及激光波长测量模块由光栅、大视场宽波段消色差镜头、多带通窄带滤光片、宽波段面阵探测器、三维电子罗盘组成,通过一级和零级衍射光斑位置获得来袭激光波长、相对方位角和相对俯仰角信息,结合三维电子罗盘测得的方位角、俯仰角以及横滚角,进而获得来袭激光的三维绝对方位角和绝对俯仰角。多带通窄带滤光片主要是根据常用几个军用激光波长进行选通滤光,有效滤除背景光的影响,降低系统虚警、漏警。理论分析推导具体测量方法和参数,设计宽光谱多参数激光告警探测系统样机,并进行实验可行性验证。实验结果表明,该系统的方位角视场120°、俯仰角视场96°、角度测量精度优于1°、中心波长测量精度优于10 nm、脉宽测量精度优于3 ns。该技术将为海、陆、空、天领域对来袭激光的高精度多参数综合探测奠定基础,有望提高复杂战场的生存能力。

挪威海畸形波波形特征研究

畸形波波形与其所处海况特征密切相关。在线性、窄谱假定下,最可能出现的畸形波波形服从“新波”理论,即最大波位于波群中间且其前后相邻波浪对称。然而,实际海浪谱通常是包含多种频率成分的宽谱。目前对实测畸形波及其附近波面形态特征仍缺乏系统认知,对其影响因素尚不明确。本文基于挪威海气象观测站共112个畸形波序列,分析实测畸形波波形及影响因素。研究表明,只有52%的畸形波在波群中间,其余畸形波在波群前侧的概率更高。此外,畸形波前后相邻波浪并不完全对称,其中位于后侧的波幅普遍更大。通过定量分析实测畸形波的平均波形与“新波”理论结果,发现谱宽是影响畸形波波形的关键参数。随谱宽增加,畸形波的平均波形与“新波”理论得到的波面序列误差呈指数增加。

基于风浪平衡域理论的浅水情形拖曳系数研究

拖曳系数是计算海面风应力的重要参量,合理可靠的拖曳系数对于提高海洋与大气模式的预报能力极为重要。本文使用沿岸海域浅水情形下长时间大范围的浮标观测数据,基于风浪平衡域理论反推拖曳系数,围绕水深对拖曳系数的影响进行探究。数据结果表明,海浪的谱峰周期与拖曳系数之间有着紧密关联,水深不是影响拖曳系数的直接因素,海浪的谱宽度应是拖曳系数的直接影响因素。本文的研究结果对于合理地解释参数化拖曳系数具有重要的引导意义。

微小型光谱仪光谱带宽及象元分辨力的讨论

微小型光谱仪是光谱分析仪器发展的一个重要方向。以典型光谱仪为基础 ,对微小型光谱仪的主要性能指标光谱带宽及象元分辨力与结构参数的关系进行了较深入的分析讨论 ,为实现其结构优化设计提出了综合协调微小型光谱仪性能指标与结构参数关系的理论依据。

高温条件下光谱线型模型对光谱反演的影响分析

针对高温条件下光谱高精度反演的需求,对比分析了7种不同的光谱线型模型在光谱反演中的精度和稳定性,并发展了适用于高温诊断的光谱线型选择策略。首先测量了1100~1600 K温度范围的两条H 2O吸收光谱,采用七种不同的光谱线型模型分别进行分析,获取了各测量光谱的积分吸光度,速度依赖线宽和多普勒半高宽,并根据双线比值法计算气体温度值。对比分析表明,在高温常压条件下,Gaussian线型拟合精度最差,但通过Gaussian线型反演的气体温度精度最高;光谱拟合过程中,通过设置线型模型中的多普勒半高宽参数为已知量,能有效提高光谱线参数的反演稳定性和精度,也能有效提高各光谱线型温度反演精度。与高阶非Voigt线型(Speed-dependent Voigt线型,Rautian线型,Speed-dependent Rautian线型和Hartman-Tran线型)对比,Voigt线型获取的积分吸光度和速度依赖线宽偏小,计算的温度结果相对误差偏大。最后,对比了7种线型模型拟合程序的运行时间,在保证精度的条件下,Speed-dependent Voigt线型拟合速度最快。因此,通过Gaussian线型获取气体温度,然后根据温度计算多普勒半高宽参数并将其固定为已知量,采用Speed-dependent Voigt线型拟合能有效提高高温光谱的反演精度,速度和稳定性。

高功率全光纤激光器特性

介绍了采用国产光纤光栅研制的全光纤激光器,单端泵浦获得468 W的连续激光输出。从理论上分析了光纤光栅的反射率与波长的关系,计算了输出谱宽值,与实验测得的数据相符。全光纤激光器的光-光转换效率达到70%,且随着功率的增加,光纤光栅的中心波长有向长波方向漂移的趋势。在最高输出功率下180s之内输出功率波动在0.04%以内。

利用风廓线雷达谱宽反演晴空湍流耗散率

从晴天风廓线雷达的回波信号机制出发，研究了利用风廓线雷达谱宽反演晴空湍流耗散率的方法，即从雷达测量的多普勒速度谱宽中提取出湍流因素引起的谱宽，进而由湍流谱宽和湍流动能耗散率的关系计算出湍流动能耗散率。通过对合肥地区风廓线雷达谱宽资料的分析，得到合肥上空300m高度上湍流动能耗散率的大小分布在10^-4～10^-1m^2／s^3之间，与理论相符，说明利用雷达谱宽反演湍流耗散率的方法可行。

一种基于MEMS微硅多狭缝分光光度计

研制出了一种采用后分光技术,微硅片多狭缝进行像元分割,硅光电二极管阵列为探测器的微型分光光度计。分析了光谱带宽对测试得到的溶液吸光度线性相关性的影响,讨论了分光前后狭缝宽度与分光光度计光谱带宽之间的关系,为分光光度计前后狭缝的设计提供了理论依据。采用MEMS(微机电系统)工艺制造出了体积小、精度高、厚度薄的一体式微硅片狭缝,并将其应用于分光光度计中。采用此分光光度计对线性吸光度溶液进行测试,结果表明线性相关系数大于0.999,说明所研制的采用微硅片狭缝的分光光度计具有高度线性相关性。

粗糙度与风浪特征量关系的研究

在实验室风浪槽中观测风浪和风速,研究粗糙度与波面特征量的关系,发现风浪谱宽度增加,粗糙度增大。在窄谱时,粗糙度随谱宽的增加变化不明显,当波陡降低,粗糙度降低;在宽谱时,当谱宽度增加,即使波陡降低,粗糙度仍可增大。这一结果表明,波陡不足以完全决定粗糙度。当风浪波龄增加,粗糙度呈下降趋势,但由于谱宽度对粗糙度的影响,当波龄增加,部分波浪可有较大的粗糙度。由于这一因素,在粗糙度与波龄关系的观测结果中,数据点的散落不完全由观测误差造成。

光源频谱宽度对Bessel光束亮暗梯度的影响

分析了三种不同频谱宽度的光源(激光、绿光LED和白光LED)产生无衍射贝塞尔(Bessel)光束亮暗环的梯度。分别模拟得到在不同位置的光强截面图,并计算各亮暗环的光强值,引入对比度的计算公式,计算了三种不同频谱宽度的光源产生贝塞尔光束亮暗环的对比度,可以得到频谱宽度越宽的光源产生的贝塞尔光束亮暗环之间的对比度降低,亮暗环强度梯度下降,从而导致囚禁粒子的能力降低。根据三种光源的特性设计了实验装置,并在与理论模拟相应的位置分别拍摄了三种不同频谱宽度光源产生的无衍射光斑图。对实验中拍摄到的光斑图进行对比度计算,可以得知频谱宽度越宽的光源产生的无衍射光束,其截面光斑亮暗环的对比度降低,亮暗环强度梯度降低,囚禁粒子能力下降,理论和实验相吻合。

UHF波段海杂波时间相关性的海浪状态影响分析

为了改善杂波建模效果和提升雷达目标检测算法的海洋环境适应性,基于超高频波段实测数据,分析不同海浪状态下海杂波时间相关性的时域及频域特性规律和差异。重点研究了不同海情和浪向下的去相关时间、频移及谱宽变化趋势,给出多种海洋参数组合下的参考值,并对比浪高及其他海洋参数的影响程度。结果表明,随着海情的升高,去相关时间缩短,谱宽和频移增加,特别在中高海情下随浪高变化趋势更为明显。逆浪向谱展宽程度大于侧浪向,且频移呈现随擦地角减小而增大的趋势。

近红外光谱分析中建模光谱宽度的选择

为选择生化样品近红外光谱分析中最优的建模光谱宽度,结合样品特征波长与光谱学原理开展研究.收集348份血清样品,以血清中胆固醇、甘油三酯为例进行分析.根据光谱学原理及2 mm厚度血清的光谱吸光度,选择一级倍频区域作为分析波段,考察该区域内不同宽度光谱范围的模型效果.优选出胆固醇与甘油三酯的最优光谱宽度分别为70 nm和100 nm,并建立相应分析模型,分析的预测标准差和相对预测误差分别是0.17 mmol/L,3.0%和0.14 mmol/L,10.3%,效果不弱于他人建立模型的最好结果,使用的光谱范围更窄.

海洋层积云中的云滴谱宽度及其影响因子

云滴谱宽度对模式中云的光学厚度的参数化、气溶胶间接效应的评估以及降水形成过程的研究至关重要。本文利用美国POST(Physics of Stratocumulus Top)项目2008年7月19日的飞机观测资料,分析了微物理量和云滴谱的垂直分布及微物理过程。结果表明,该云系云滴谱宽度在云底附近较大,这是由低层核化过程导致的;中层凝结增长过程使得云滴谱宽度随高度增加逐渐减小;云顶附近夹卷混合过程导致云滴谱宽度增大。绝热云中垂直速度的增大会促进云凝结核的活化使云滴数浓度增大,促进凝结增长使云滴尺度增大、云滴谱宽度减小,云滴谱宽度与云滴数浓度、云滴尺度呈现负相关关系;云洞中受夹卷混合过程影响,垂直速度减小,云滴蒸发,云滴数浓度和云滴尺度减小、云滴谱宽度增大,且该效应随绝热程度减小而增强。建议云滴谱宽度的参数化将垂直速度、云滴数浓度、云滴尺度和绝热程度等考虑在内。