样品衰减系数对SPR相位型传感器的影响

以折射率的虚部表征被测介质的光吸收特性,从理论上分析了样品衰减系数对表面等离子体共振(SPR)相位差曲线的影响,并进行实验验证.结果表明:针对透明介质优化设计的SPR结构用于测量吸收介质时,相位差曲线在共振角附近的变化率随样品衰减系数的增大而减小,导致SPR相位型传感器的灵敏度退化.改变金膜厚度可有效补偿这种灵敏度的衰退.

太湖梅梁湾有色可溶性有机物对光的吸收

探讨了太湖梅梁湾不同湖区有色可溶性有机物(CDOM)对光的吸收、光衰减系数的变化及与DOC浓度的关系、CDOM吸收对光衰减系数的贡献率以及指数函数曲线斜率S值.结果表明,不同类型湖区CDOM吸收系数差异明显,ad(440)、ad(320)的变化范围分别为1.22～2.58m-1,6.24～10.69m-1;DOC浓度最高值出现在梁溪河口,为12.74mg/L,最低值出现梅梁湾口,为6.87mg/L,大致呈由湾内向湾口逐渐递减的趋势;DOC与CDOM吸收系数在波长320nm以下存在显著性相关,波长320～700nm CDOM吸收对光衰减系数的贡献率在0.69%～60.9%间变化,400nm以下紫外短光部分贡献率均大于20%,空间上短波部分贡献率在河口区、五里湖比梅梁湾内及沿岸带要大;CDOM吸收的指数函数曲线斜率S在13.9～18.1μm-1间.

太湖梅梁湾沿岸带水体生物学与光学特性

基于 1998～ 1999年周年 4季原位水下光场观测资料及中国科学院太湖湖泊生态系统研究站 1992～ 2 0 0 1年悬浮物、叶绿素 a、透明度长期历史观测资料分析了太湖梅梁湾沿岸带第 2号站点水体的生物学与光学特性 ,探讨了水下光合有效辐射(PAR)总量的日变化、垂直分布 ;光衰减系数的季节变化及光谱分布 ;影响光衰减系数的主要水色因子。结果表明 ,无论是 PAR还是光谱衰减系数其值都很高 ,其中 PAR衰减系数在 1.4 0～ 5 .30 / m间变化 ,均值为 2 .4 3± 0 .5 5 / m,秋季最大、夏季最小 ,真光层深度在 0 .87～ 3.2 9m间变化 ,均值为 1.98± 0 .4 1m;水下光谱在蓝光波段衰减最强烈 ,其次是红光、绿光 ,随着深度增加光谱成分出现绿移和红移现象 ,绿红光占得比例越来越大 ;光谱衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势 ,但在 6 70 nm附近有个峰值 ;基于线性相关分析发现在混浊的沿岸带水体中影响光衰减主要因子为水体中的悬浮物和有色可溶性有机物 ,叶绿素 a对 PAR衰减系数的贡献率只占到 1.5 9%～ 14 .2 1%。

香溪河库湾春季水华期间水体光学特征及相关分析

研究了香溪河库湾春季水华期间(2006年3月3日—4月16日)透明度水层可见光衰减系数KSd的时空特征,分析其与表层水叶绿素a浓度、DOC浓度和透明度Sd的相关关系。结果表明:香溪河库湾春季水华可见光衰减系数KSd时空变异很大;除峡口河段(样点X7—X8)外,可见光衰减系数KSd的变化特征取决于叶绿素a浓度和DOC浓度的时空变化,类似于深水湖泊;除峡口河段(样点X7—X8)外,香溪河库湾可见光衰减系数KSd和透明度之间呈反比的关系具有显著的相关,但它们之间的反比关系因水体叶绿素a和无机悬浮颗粒的空间差异而有所不同。

龙感湖水体光学特性的观测

基于2002—2003年秋、夏季原位水下光场巡测及连续定点观测资料分析了龙感湖不同湖区及不同风浪条件下水体的光学特性,探讨了光衰减系数、辐照度比的光谱分布、空间差异及不同风浪条件对水下光场的影响.结果表明,水下光谱在紫光波段衰减最强烈,其次是蓝光,红、绿光衰减最弱,并且向下辐照度衰减系数一般要大于向上辐照度衰减系数.秋季L1-L3点向下辐照度400—700nm波段衰减系数的变化范围分别为0.71—3.60、1.06—3.72、0.78—2.89m-1;光衰减系数的空间分布是位于湖中心的12点要略大于两边的L1、L3点;辐照度比的变化趋势极为一致,最低值出现在短波蓝光波段,最高值出现在550—600nm之间;从小风浪到中风浪、大风浪其PAR衰减系数分别是1.74、2.02、2.45m-1;透明度、衰减系数与悬浮物浓度相关性最好,决定系数在0.7以上,但其变化除受悬浮物影响外还要受制于溶解性有机物和浮游植物;440nm波长衰减系数(Kd(440))与悬浮物(SS)、溶解性有机碳(DOC)、叶绿素a(Chl.a)的多元线性回归方程为:Kd(440)=0.514—0.075SS+0.125DOC+0.100Chl.a(R2=0.87,N=8,P≤0.05)

水下光场及其影响机制的水槽模拟实验研究

测定了水下光合有效辐射 (PAR)、光谱成分及悬浮物、叶绿素a等参数 ,分析了水下PAR变化及光谱分布、光衰减系数的光谱分布、辐照度比的变化、水下光场的数值拟合 .结果表明 ,PAR的垂直分布主要取决于水体中的物质组成 ,从静止到小水流、大水流状态 ,PAR的衰减显著增大 ,分别由 1增大到 2m- 1,再到 4m- 1;表面辐照度最大值一般在 5 6 0nm左右 ,随着深度增加最大值出现波段向红光波段移动 ,水下光谱在蓝光波段衰减最强烈 ,其次是绿光、红光 ;光衰减系数随着波长的增加大致呈下降趋势 ,向下辐照度衰减系数在静止、小水流、大水流 3种状态的值分别在 0 .75～ 2 .5 6 ,2 .30～ 4 .6 6 ,3.5 1～ 10 .34m- 1间变化 ;辐照度比最小值出现在蓝紫光波段 ,但在 5 80和 70 0nm附近出现两个峰值 ;在通过对光学参数与主要影响因子进行数值拟合以及计算叶绿素a对衰减系数的贡献率发现 ,水流变化引起的悬浮物浓度增加是造成水下光衰减的主要因素 .

光生物反应器中光传递模型在微藻培养中的应用

微藻光自养生长的细胞密度很大程度上受到光生物反应器中光能传递效率的限制,研究光生物反应器中光能传递规律是提高微藻光能利用效率的基础。分别综述了微藻在光生物反应器中的光衰减和光强分布数学模型,这些模型不但能揭示微藻培养过程中光能的动态变化规律,也为开发高效的光生物反应器和优化培养工艺提供理论依据。

光学相干层析成像对牙釉质矿密度的定量测量

将光学相干层析（OCT）成像技术应用于牙釉质矿物质密度（MD）的定量测量。该测量是基于骨组织的OCT光衰减系数（OAC）与MD的线性关系来实现的。用OCT扫描密度范围为1.28-1.9 g/cm3的羟基磷灰石（牙釉质主要成分），从OCT图拟合出它们各自的OAC, 并绘制OAC与MD直线作为校准直线；用OCT扫描牙釉质并从图中拟合出牙釉质的OAC；从校准直线中获取对应的MD。测量结果显示：正常牙釉质的MD范围为2.5-3.1 g/cm3，此值与相关文献结果相符；而龋齿牙釉质的MD都比较小，约为2.0 g/cm3。实验表明OCT是一种高灵敏度的无损成像技术，在早期龋牙的定量研究和临床诊断方面具有潜在的应用前景。

纳米金粒子对裸鼠胃癌组织近红外光谱范围的组织光学特性影响

为明确纳米金粒子对肿瘤组织近红外光学成像的影响,研究观察了肿瘤组织于纳米金粒子贮积后对其近红外光谱范围的光学特性的变化特点。实验中,应用MCG-803人胃腺癌细胞系（来源于CTCC）,采用原位接种法建立BALB/C裸小鼠胃癌模型,给予动物静脉注射纳米金粒子悬液,以组织切片形式检测肿瘤组织近红外光衰减系数的特征性变化。结果显示,纳米金粒子在肿瘤组织内贮积后,肿瘤组织在800-1500 nm的近红外光谱谱线特征未改变,基本轮廓相似,但其近红外光光谱透射率明显降低4.4%-7.0%,经900,1000,1100,1200,1300和1400 nm位点的数据统计,结果具有显著性差异。实验结果说明,纳米金粒子在胃癌裸鼠肿瘤组织中贮积后,可以使肿瘤组织近红光的衰减加强,为肿瘤组织的近红外光学成像检测提供参考。

利用遥感数据反演海水光信道特性

激光通信是水下无线通信的新热点,准确评估海水中激光的传输衰减是信道研究的关键。综合现有的QAA-RGR(Quasi-Analytical Algorithm Red-Green-bands-Ratio)遥感反演算法和国家卫星海洋应用服务(NSOAS)模型,提出了一种新的遥感反演算法,可直接通过中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感数据反演得到海水衰减系数光谱。结合MODIS模型提供的L2级数据,对比反演所得的吸收系数光谱和散射系数光谱,验证了反演算法的可行性。该反演算法对动态分析和把握我国沿海地区的海水光学特性具有重要意义。

OPGW光缆纤芯的选型探讨

在电力系统中，光纤通信作为一种较理想的通信手段被广泛使用，工程中光缆纤芯的选型既要考虑近期需要又要兼顾远期发展。架空地线复合光缆（OPGW）因为在不同的气象和地形环境条件下工作可靠，光衰减系数要求小，温度系数稳定，机械、光学性能良好，且其工作寿命通常在25年以上，是工程中优先采用的光纤类型。

浅海遥感图片海底研究

利用海洋水色进行浅海水深反演,国内外已经提出了很多方法,并建立了各种模型。在他们的反演系统中,无一例外的要运用不同的水下测试仪器进行某些信息的提取,利用提取的信息确定参数,从而完成水深反演。在脱离任何水下测试仪器的情况下,仅通过卫星图片或航空图片提取浅海水深信息,利用海洋水色变化的基本原理,讨论了辐照度与波长以及水深的关系,模拟了浅海水下地形,并通过三维立体形式演示海底地貌。以遥感图片和数码照片为例,分别模拟了所拍摄地区的浅海海底概貌。结果表明,此方法具有一定的可行性,可以进行更深层次的研究,并可应用于航海安全保证、大陆架遥感测绘和环境检测等多个领域。