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关键词： 磁通门传感器   误差校正   改进粒子群优化算法  

摘要： 为降低搭载于水下移动平台的三轴磁通门传感器受到的平台磁干扰和传感器自身误差（三轴非正交误差、三轴灵敏度不一致误差和零偏误差）的影响，提出了一种基于改进粒子群优化算法的集成校正方法。在分析误差来源的基础上建立了误差校正数学模型，并利用2个仿真算例对校正方法的有效性进行了验证。仿真试验结果表明：与传统粒子群优化算法相比，改进算法具有更高的抗噪能力和求解精度；经过校正之后，由传感器自身误差和平台磁干扰引起的测量误差得到了有效压制。

关键词： 表面等离子体共振   金属-有机框架   光纤生物传感器   金属阵列结构  

摘要： 表面等离子体共振是由介电介质的消逝波和金属介质的等离子波发生共振时产生的。此时,能量从光子转移到表面等离子,入射光的大部分能量被表面等离子波吸收,使反射光的能量急剧减少。它可以用于确定介电介质(分析物)与金属层之间界面上微小折射率的变化,经常被应用于化学和生物传感领域中。根据不同的激励模型,表面等离子体共振传感器的类型可以分为棱镜耦合传感器、波导耦合传感器、光栅耦合传感器、光纤耦合传感器。棱镜型、光波导型和金属光栅型体积大,限制了它们在窄距离和长距离测量中的实际应用。而光纤耦合因其紧凑的结构能够应用于窄空间、进行实时检测甚至体内原位测量。随着光纤生物传感器不断的发展,新的需求也在不断的出现——更高的灵敏度、更高的品质因数、特异性检测和更低的检测极限。 针对以上需求,我们提出了二维金属有机框架(Metal-organic Framework,MOF)结合三维阵列结构的方法来提高传感器的传感性能。周期阵列纳米结构能够提高有效结合信号的均匀性和分子富集效率。可调谐阵列等离子体结构可以在强耦合条件下使传感器的灵敏度得到提高。此外,二维材料表现出大的比表面积、优异的电子迁移率和优异的光吸收性能,促进了其在表面等离子体共振传感中日益增长的应用。其中二维MOF代表了表面等离子体共振功能层的极具前景的候选者。MOF是由金属离子或团簇与多面体有机配体配位形成的结晶多孔材料,具有高度有序的结构、超薄的厚度和优异的分散性能,非常适合作为传感器的二次增敏层和吸附生物分子用于检测和分析。 在此,为了提升光纤传感器的检测性能,我们分别提出并制备了基于三维阵列谐振腔复合金属有机框架的光纤表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)生物传感器用来特异性检测葡萄糖分子和基于银纳米颗粒增强金属有机框架复合结构的光纤SPR传感器。 (1)我们提出了一种用于生物传感应用的新型阵列谐振腔/银膜/Cu-TCPP-MOF(ARC/Ag/MOF)等离子体传感器。简单而低成本的热压印技术使塑料光纤上的谐振腔结构能够实现直接制备。通过诱导沉积,MOF附着在银膜表面。我们通过模拟仔细研究了ARC/Ag/MOF结构在扩大传感区域和增强热点方面的关键作用。所提出的传感界面显著地实现了表面等离子体波与ARC/Ag的表面等离子体共振的有效结合,而MOF的共同协同作用实现电场强度的增强。同时,MOF对传感器的检测精度和品质因数的潜在影响相对较小。此外,使用热压印技术专业制备的谐振腔结构和MOF的诱导沉积可以确保传感界面的均匀性和再现性。利用MOF表面显著的生物亲和力,葡萄糖氧化酶与MOF的共价偶联能够吸附环境中的葡萄糖分子并在人类健康范围内对其进行定量检测。 (2)我们提出了一种基于银纳米颗粒-金属有机基质(Ag NPs-Ag MOM)/Au膜复合结构的D型光纤传感器。具有洁净和强相互作用界面的Ag NPs-Ag MOM通过简单的一步方法合成。通过异质结构的两个组分(Ag NPs和Ag MOM)共享Ag原子实现了紧密界面的形成。这允许了电荷从等离子体Ag NPs转移到Ag MOM,促进了复合结构的光捕获范围增大和有效的电荷/能量转移。此外,该复合结构可以实现表面等离子体共振(Au膜)和局域表面等离子体共振(Ag NPs)的耦合,促进了强电场区域的产生。有趣的是,通常不稳定的Ag-卟啉MOM通过共享Ag原子而被Ag NPs稳定。得益于以上优点,该复合结构的引入使光纤传感器的灵敏度和品质因数(FOM)分别提高了169%和63%。

摘要： 开发一种基于长短时记忆网络（LSTM）的实时检测系统，通过模块化设计，实现了高效的数据采集、预处理和实时检测，特别是关注集成LSTM模型的算法研究。

摘要： 为了提高编辑部对于学术不端文献的辨别能力，端正学风，维护作者权益，《慢性病学杂志》已正式启用“科技期刊学术不端文献检测系统”，对来稿进行逐篇检查。该系统以《中国学术文献网络出版总库》为全文比对数据库，可检测抄袭与剽窃、伪造、篡改、不当署名、一稿多投等学术不端文献。如查出作者所投稿件存在上述学术不端行为，本刊将立即做退稿处理并予以警告。希望广大作者在论文撰写中保持严谨、谨慎、端正的态度，自觉抵制任何有损学术声誉的行为。

关键词： 全光纤非相干多普勒激光雷达   大气风速   光纤Fabry-Perot鉴频器   光纤Mach-Zehnder鉴频器   光纤Michelson鉴频器   频率校正方法  

摘要： 大气风场是太阳辐射热驱动的空气流动现象,不仅广泛存在于自然界,而且与人类活动紧密相连。了解并监测大气风场,对于气象预报、环境评估、能源开发等多个领域都具有至关重要的意义。随着科技的进步,全光纤非相干多普勒激光雷达技术应运而生,凭借其高集成度、出色的稳定性等特点,并且能实现较远距离的大气探测,因此该系统具有一定的实用价值。 本文针对全光纤非相干多普勒测风激光雷达的鉴频系统设计及风速校正展开研究。为了设计全光纤非相干多普勒测风激光雷达的鉴频系统,论文提出了三种不同的光纤鉴频器设计方案,分别利用光纤Fabry-Perot干涉仪、光纤Mach-Zehnder干涉仪、光纤Michelson干涉仪作为鉴频器,进行对比分析三种光纤鉴频器的测风特点。对于大气风速的探测,分别针对Rayleigh后向散射信号和Mie后向散射信号,使用边缘探测技术中的双边缘技术来实现。根据每个光纤鉴频器透过率函数的特性,结合测风的需求,对其参数进行优化设置,并对灵敏度、信噪比和风速误差进行仿真分析。最后对三种光纤鉴频器的灵敏度、信噪比和风速误差的仿真结果进行对比分析,得到各自探测的优势。在频率校正方面,引入参考激光,对回波信号频率进行校正,提高风场探测精度。 在实验部分,搭建了室内全光纤非相干多普勒激光雷达探测系统和非相干激光雷达大气探测系统。在室内转盘实验中采用激光器的发射波长为532 nm,鉴频器为光纤M-Z,在接收部分加入环形器,利用参考激光校正频率,对转盘风速实现了实时校正,风速平均误差在0.28m/s以内。在大气探测实验中采用激光器的发射波长为532nm,望远镜口径为250 mm,对大气风速进行探测,实现了垂直地面450m高度的风场探测,并利用参考激光对频率进行校正。