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基于信噪比分析的主动红外热成像技术在混凝土结构分层检测中的可探测性
摘要： 检测混凝土结构全生命周期耐久性与使用性能的关键难点在于识别内部层间剥离。本研究旨在深入探究深度、加热时间及钢筋对剥离可探测能力的影响。实验采用长脉冲热成像技术(LPT)对实验室混凝土试件进行测试，以六盏卤素灯作为热源，搭配640×480像素面阵的长波红外相机作为探测器。研究聚焦于尺寸为10厘米×10厘米×1厘米、埋置深度介于1至8厘米的模拟剥离缺陷。通过信噪比(SNR)评估剥离可探测性，结果表明：随着加热时间延长，SNR值提升使缺陷更易辨识；相同加热条件下，浅层剥离的SNR高于深层；位于钢筋下方的模拟缺陷也呈现SNR适度下降现象。通过监测绝对对比度确定观测时段，并经验性提出无量纲前置因子k来预测剥离深度。采用平均绝对百分比误差(MAPE)量化评估预测深度与实际值的差异，验证了前置因子k估算值具有高度可靠性。
关键词： 信噪比（SNR）、无损检测技术（NDT）、钢筋混凝土、红外热成像、长脉冲热成像、分层
更新于2025-09-10 09:29:36
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通过改进的激光雷达反演方法实现降噪与数据反演，该方法结合了联合反演技术与机器学习
摘要： 为解决原始大气激光雷达信号信噪比随距离增加而急剧下降（这对激光雷达反演的精度和有效探测范围影响极大）的问题，学界提出了多种去噪算法。其中基于集合卡尔曼滤波（EnKF）的方法表现良好，这类方法能同步实现激光雷达信号去噪与精确反演结果输出。但受限于EnKF步骤中的预测精度不足，这些方法的结果存在偏差。本研究针对水平气溶胶特性反演提出了一种改进型激光雷达反演方法，该方法融合了联合反演技术与高斯过程机器学习算法——通过高斯过程机器学习算法补偿联合反演方法中EnKF步骤的预测缺陷，从而降低反演结果的偏差。将该改进方法应用于模拟与真实激光雷达信号后表明：该方法在大气消光特性分析中具有显著实效性与实用性。
关键词： 激光雷达、高斯处理机器学习、集合卡尔曼滤波、信噪比、气溶胶消光特性
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于石墨烯涂层光纤的径向脉搏监测系统开发
摘要： 桡动脉搏动是心血管疾病诊断的基本指标之一，可为复杂临床情境中的治疗决策提供依据。我们基于石墨烯涂层纤维设计并制作了一种实时、低成本的腕部脉搏监测系统。该石墨烯涂层纤维作为传感元件，具有优异的导电性能和高度灵敏性。然而脉搏振幅微弱，常被噪声掩盖。为此，我们开发了集成低噪声仪表放大器的微型信号调理单元以增强信号，并进一步提出新型多级滤波方法同步抑制噪声。与传统测量方法相比，信噪比至少提升27分贝。同时开发的图形化用户界面可实现脉搏实时监测，确保操作便捷及时。具有重要临床价值的心率被精准测定，数据同步存储于PC终端以评估整体心脏健康状况。该脉搏监测系统卓越的传感性能与经济的制备工艺，增强了我们对智能织物在可穿戴传感及家庭医疗领域应用前景的信心。
关键词： 石墨烯涂层纤维，信噪比，心率，脉搏监测系统，经济型制造工艺，多级滤波方法，桡动脉脉搏
更新于2025-09-10 09:29:36
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CYY-2B测风激光雷达反演气溶胶后向散射系数廓线的精度分析
摘要： 测云仪最初是为监测云底高度而设计的。近年来，全球范围内测云仪数量迅速增加，这些简单的后向散射激光雷达正被研究用于气溶胶研究。本研究评估了CYY-2B测云仪定量反演气溶胶特性的潜力。通过计算测云仪的信噪比并确定有效反演高度，发现该测云仪在夜间进行后向散射系数剖面反演的有效高度为3-4公里，白天约为1.5-2公里，低于微脉冲激光雷达(MPL)系统。通过对比维萨拉CL51测云仪、MPL、前向散射能见度仪以及气溶胶机器人网络(AERONET)的气溶胶光学厚度(AOD)数据集，分析了CYY-2B测云仪反演后向散射系数剖面的准确性。利用AERONET测量估算的?ngstr?m指数对测云仪和激光雷达数据进行光谱转换，结果显示两台测云仪与MPL激光雷达在后向散射系数剖面反演方面具有良好一致性。在小AOD观测期间，反演AOD与AERONET AOD吻合较好；但在大AOD期间，反演结果仅为AERONET AOD的50%-60%，主要原因是消光积分范围有限。
关键词： 测高仪、AERONET（气溶胶自动观测网络）、气溶胶光学厚度、气溶胶后向散射系数、信噪比
更新于2025-09-10 09:29:36
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基于第四族材料异质结光电晶体管在光纤通信网络中的噪声分析
摘要： 本文对不同锡组分和基区掺杂浓度下基于Ge1?xSnx合金的异质结光电晶体管（HPT）的噪声特性与光谱响应度进行了分析研究。该结构由通过锗虚拟衬底赝形生长于硅衬底上的n-Ge/p-Ge1?xSnx层构成，兼容互补金属氧化物半导体技术。合金在基区的高吸收系数显著提升了高频区域的信噪比，从而实现了光纤通信窗口C波段和L波段的高效光电探测。通过对比锗锡HPT的理论研究结果与现有III-V族化合物基HPT的数据，评估了锗锡基HPT能否成为良好替代方案。
关键词： GeSn合金、吸收系数、光谱响应度、异质结光电晶体管、信噪比
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有非经典指针态的广义模值
摘要： 在本研究中，我们探究了基于非经典指针态的广义模值方案。我们考虑采用离散量子指针的典型冯·诺伊曼测量——该指针是投影到指针希尔伯特空间基矢某状态上的投影算符。我们分别计算了相干态、相干压缩态及薛定谔猫态这三种指针态的正交算符条件概率、Qm因子及信噪比，发现相较于半经典态，在以模值为特征的广义测量问题中，非经典指针态能增强场负性并提升测量精度。
关键词： 冯·诺伊曼测量、Qm因子、广义模值、条件概率、信噪比、非经典指针态
更新于2025-09-09 09:28:46
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锗/锗锡/锗p-n-p红外异质结光电晶体管的综合分析与优化设计
摘要： 我们对实用的p-n-p型Ge/Ge1?xSnx/Ge异质结光电晶体管（HPT）进行了全面分析，旨在为高效红外探测进行设计优化。该设计采用窄带隙半导体Ge1?xSnx作为基区有源层，使光探测范围从近红外延伸至中红外，实现宽波段红外探测。我们计算了电流增益、信噪比（SNR）和光学响应度，并研究了它们对结构参数的依赖关系以优化所提出的Ge1?xSnx p-n-p HPT。结果表明：信噪比强烈依赖于工作频率，且在基区引入锡元素可提升高频段的信噪比；此外，电流增益高度依赖于Ge1?xSnx基区的锡含量，当锡含量为6%–9%时，可在红外波段获得最大光学响应度。这些结果为设计和优化高性能红外探测用实用化p-n-p型Ge1?xSnx HPT提供了重要指导。
关键词： 电流增益、信噪比、红外线、异质结光电晶体管、锗锡合金
更新于2025-09-09 09:28:46
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[2018年IEEE国际医学测量与应用研讨会(MeMeA) - 意大利罗马(2018.6.11-2018.6.13)] 2018年IEEE国际医学测量与应用研讨会(MeMeA) - 足底光电容积描记成像的可行性研究
摘要： 在光体积描记成像技术中，通过相机记录的细微皮肤颜色变化来提取血容量脉搏信号。现有研究大多将相机对准面部或手掌部位。最新研究表明，对皮肤施加接触压力（例如通过玻璃板接触）可增强信号强度。但该方法不适用于面部检测，且存在无法触及手部的应用场景。本文通过将足底置于玻璃板上并施加可控光照，开展足底光体积描记成像研究以解决该问题。我们重点探究：(1)该装置能否获取信噪比达标的信号；(2)足部能否替代更常用的手部检测；同时分析(3)采用精选像素子集替代全像素是否提升信噪比。我们公开了N=21名健康受试者的实验数据，分别对足底和手掌进行光体积描记成像，并以商用手指血氧仪作为基准参照。当前光体积描记成像研究缺乏公认的信噪比评估标准，因此我们采用五种指标（其中三种源自文献），并通过实验数据比较这些指标的一致性。结果表明：(1)本装置能获取信噪比合格的信号；(2)使用足部视频全像素时性能略逊于手部；但(3)采用像素子集可使足部信号质量达到手部水平。这些发现为开发适用于多种医疗场景的足底光体积描记成像系统奠定了基础。
关键词： 光体积描记成像、血容量脉冲、信噪比、医学应用、像素子集
更新于2025-09-09 09:28:46
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[ACS研讨会系列] 本科课程中的拉曼光谱 第1305卷 || 探索表面增强拉曼光谱的品质因数
摘要： 本本科实验旨在帮助学生深入理解表面增强拉曼光谱（SERS）。学生将学习制备纳米颗粒、获取拉曼与SERS数据、构建校准曲线，并测定茜素（一种常见于文化遗产材料中的染料分子）的信噪比、检测限及变异系数。该实验将为学生提供培养纳米科学与光谱学实验技能的机会，同时进一步提升其批判性思维能力。
关键词： 表面增强拉曼光谱（SERS）、检测限、校准曲线、茜素、信噪比、纳米粒子、变异系数
更新于2025-09-09 09:28:46
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具有高度抑制背景的 X 射线光子对
摘要： 我们描述了一个实验证明：通过采用特定实验设计，可生成共线不可区分的X射线光子对，且背景噪声被高度抑制。当探测器与泵浦光的夹角接近90度（此时泵浦光偏振方向位于散射平面内）时，我们将信噪比提升了两个数量级。实测数据显示，在不进行任何能量判别的条件下，其纯符合谱半高全宽带宽为1.5千电子伏特。
关键词： 背景抑制、参量下转换、量子光学、信噪比、X射线光子对
更新于2025-09-09 09:28:46