内容概要:本文详细介绍了如何使用COMSOL仿真工具研究二氧化钒(VO2)在不同温度下的相变特性,涵盖了可见光、近红外和太赫兹波段。首先解释了VO2作为一种相变材料的独特性质,即在特定温度下会发生相变并改变对光波的响应。接着阐述了在COMSOL中构建三维模型的方法,通过调整材料属性(如介电常数、电导率)来模拟相变过程。文中还探讨了如何利用COMSOL的瞬态分析功能设置不同的温度条件,观察VO2材料在各光谱波段的响应变化。最后提到了代码分析、后处理功能和其他软件接口的应用,以实现快速建模、结果提取和数据分析。 适合人群:从事材料科学、物理学及相关领域的研究人员和技术人员,尤其是对相变材料和多光谱波段感兴趣的学者。 使用场景及目标:适用于希望深入了解VO2材料在不同温度下的相变行为及其对可见光、近红外和太赫兹波段的影响的研究人员。目标是掌握COMSOL仿真的具体操作方法,以便应用于实际科研项目。 其他说明:文中提到的COMSOL仿真工具不仅限于VO2材料的研究,还可扩展到其他相变材料的多光谱波段分析。同时,结合MATLAB、Python等工具可以进一步提升数据处理和可视化的效率。
2025-06-18 17:30:35 259KB COMSOL 材料科学
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CST可调谐太赫兹超材料吸收器仿真教学,石墨烯,二氧化钒,锑化铟等材料设置 包括建模过程,后处理,吸收光谱图教学等 包括宽带吸收器、窄带,以及宽窄带吸收器设计 ,CST仿真; 可调谐太赫兹超材料吸收器; 石墨烯; 二氧化钒; 锑化铟; 建模过程; 后处理; 吸收光谱图教学; 宽带吸收器设计; 窄带吸收器设计; 宽窄带吸收器设计。,CST太赫兹超材料吸收器教学:材料设置与仿真解析 太赫兹波段处于微波与红外线之间,具有独特的物理性质,近年来成为材料科学和电子工程领域的研究热点。在这一波段,超材料因其具有调整光波传播特性的能力而受到广泛关注,特别是在吸收器设计方面,超材料展现出极大的应用潜力。太赫兹超材料吸收器可以实现对太赫兹波的吸收,并且通过特定的设计使其在特定频率下具有高吸收率,这在隐身技术、太赫兹成像、通信系统等领域有重要的应用价值。 CST(Computer Simulation Technology)是一种强大的电磁场仿真软件,广泛应用于电子设备的模拟与分析。利用CST进行太赫兹超材料吸收器的仿真教学,可以有效地帮助学习者理解超材料的物理机制和设计方法。在仿真教学中,会涉及对不同材料的设置,例如石墨烯、二氧化钒和锑化铟等,这些材料因其独特的电磁特性而被选中。通过CST软件,用户可以构建吸收器模型,进行后处理分析,并最终获得吸收光谱图。 在设计过程中,可以实现宽带和窄带的太赫兹吸收器设计,甚至设计出能在较宽和较窄频率范围内都具备高效吸收性能的吸收器。这些设计对于实现更精确的太赫兹波段电磁波控制具有重要意义。在教学中,将会详细讲解如何通过改变材料参数、结构尺寸以及层叠顺序等方式来优化吸收器的性能。 超材料吸收器设计的关键步骤包括建模、仿真计算和结果分析。建模过程中需要精确设置材料参数和几何结构,以确保仿真结果的可靠性。仿真计算则依赖于电磁场仿真软件,如CST,它可以计算出材料对电磁波的响应特性。结果分析阶段主要是通过后处理工具来解析仿真数据,获得吸收光谱图等关键信息,进而评估吸收器的设计性能。 文档名称列表中提到的“文章标题可调谐太赫兹超材料吸收器的仿真教学”可能是对整个教学内容的一个概述,而“基于仿真的太赫兹超材料吸收器设计教学一引言在”可能是指某个具体教学模块的引言。其他的文件名则表明教学内容涵盖了从理论到实践的各个方面,包括对吸收器设计的具体步骤和方法的介绍。 此外,教学内容还涉及了对太赫兹超材料吸收器设计的详细讲解,从建模到光谱设计,使得学习者能够全面掌握从理论到实践的整个设计过程。教学内容不仅包含理论讲解,还包括实际操作演练,帮助学习者加深理解,并能够独立进行太赫兹超材料吸收器的设计。 图片文件如“2.jpg”、“4.jpg”和“3.jpg”可能是教学过程中使用的辅助图表或模型示意图,有助于直观展示设计要点和仿真结果,使学习者更容易理解和吸收课程内容。通过这些视觉辅助,学习者可以更好地把握太赫兹超材料吸收器的设计与实现过程。
2025-06-16 18:50:08 1.98MB 哈希算法
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近红外光谱技术是一种基于物质在近红外区域内对光的吸收特性来进行分析的光谱技术,该技术结合了光谱测量技术与化学计量学方法,近年来在食品成分分析及质量控制方面得到了广泛的研究和应用。由于近红外光谱技术具有非破坏性、快速、不使用化学试剂、无环境污染等特点,它在食品安全检测和质量控制中扮演了重要角色。 一、近红外光谱技术的原理与特点 近红外光谱是指物质在波长780nm到2526nm范围内的吸收光谱。该区域的电磁波是人们最早认识的非可见光区域,具有波粒二重性。近红外光谱的产生主要与物质分子振动的非谐振性有关,它主要测量的是含氢官能团(如C-H、N-H、S-H和O-H等)伸缩振动产生的基频振动的倍频和合频吸收。 近红外光谱技术的特点主要包括以下几点: 1. 许多物质在近红外区域的吸收系数较小,使得分析过程较为简单。 2. 光散射效应及穿透深度较大,允许使用漫反射技术直接对样品进行测定。 3. 近红外光可以在玻璃或石英介质中穿透。 4. 分析过程的投资和操作成本较低。 5. 可以用于样品的定性分析和定量测定。 6. 分析过程不会破坏样品,不需要使用化学试剂,不会造成环境污染。 7. 测定速度快,作为快速检测手段具有其他方法无法比拟的优势。 二、近红外光谱技术的应用进展 近红外光谱技术最初用于农产品分析,但随着技术的发展,它已经被广泛应用于食品、化工、医药和轻工等多个领域的成分分析检测。目前,该技术已经发展成为一种量测信号数字化、分析过程绿色化的新检测方法。 在食品工业中,近红外光谱技术主要用于食品成分的定性分析和定量测定,例如水分、蛋白质、脂肪、糖分、酸度等食品主要成分的测定。此外,该技术还被用于食品添加剂、农药残留等有害物质的检测,以确保食品的安全和质量。 三、近红外光谱技术的挑战与展望 尽管近红外光谱技术具有许多优势,但在实际应用中也面临一些挑战。例如,由于近红外区的光谱信号复杂,存在多个振动谱带重叠的现象,因此精确解析谱带的归属较为困难。此外,影响近红外谱带位置的因素较多,如氢键作用、溶液稀释、温度变化等,都可能造成谱带位置的偏移。近红外光谱技术作为一种间接测量技术,其测定的准确性依赖于标准方法提供的数据质量以及化学计量学建立的数学模型的合理性。因此,建立更加精确的标准方法和数学模型是提高近红外光谱技术测定准确度的关键。 随着科学技术的进步,近红外光谱技术在食品成分及质量控制方面的研究和应用前景广阔。未来的研究方向可能会集中在提高光谱数据的处理和分析算法的精确度、开发更为高效和精确的校正样品集、探索新的光谱预处理方法以及进一步降低成本和操作难度等方面。这些努力将使近红外光谱技术在食品检测和质量控制领域发挥更大的作用,为保障食品安全和提高食品质量做出贡献。
2025-05-30 10:27:51 772KB 首发论文
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光谱分色滤光片对成像光谱技术至关重要,是实现光电仪器体积小、质量轻的一个重要器件。根据金属膜具有高反射率的特点和可以进行诱增透的原理,介绍了透0.45μm~1.6μm反8μm~12μm光谱分色滤光片的膜料选择和膜系设计,并应用JGP560A2型磁控溅射镀膜机制备出了光谱性能和理化性能较好的宽光谱分色滤光片,其光谱性能达到0.45μm~1.6μm波段范围内,平均透过率大于80%;8μm~12μm波段范围内,平均反射率大于91%。
2025-05-23 08:17:07 823KB 工程技术 论文
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摘要 苹果叶片直接反应着苹果生长期的营养状况。中国是苹果的主要生产国,然而国内苹果标准叶片数据的收集仅限于个别时期、个别品种的简单记录,没有形成完整且全面反应本国苹果标准叶片情况的数据集。因此,构建不同品种苹果标准叶片的图像及近红外光谱数据集显得尤为重要。这些数据不仅为苹果叶片分析提供参考,还为研究叶片营养快速检测技术提供数据基础。通过收集中国苹果资源圃中种植的170余种品种的苹果标准树叶,并对叶片进行高清图像采集和近红外光谱采集,建立一个品种全面的苹果标准叶片的图像和光谱数据集。以期为苹果叶片快速检测和精准养分管理提供数据支撑。
2025-05-18 09:09:45 4KB
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苹果高光谱图像数据集用于纯苹果和施肥苹果的高光谱数据集 关于数据集 用于测量所用化学物质水平的纯苹果和施肥苹果的高光谱数据集。数据集由各种苹果的高光谱图像组成。分为三大类: 1.“新鲜”-从市场直接购买的苹果图像 2."低浓度”-苹果浸入低浓度杀真菌剂/杀虫剂溶液 即1克或1毫升肥料兑1升水)的图像,以及 3.高浓度“_苹果浸入低浓度杀真菌剂/杀虫剂溶液 (即3克或3毫升肥料兑1升水)的图像,以及 默认情况下,高光谱图像保存为.bil格式。此数据集以.tif格式给出。 整个数据集被分类为三个folders.1Apple_Samples,2.Fungicide_Apple3.lnsecticide_AppleApple_Samples文件夹由两个文件夹组成:monostar和nativo。“Monostar”被进一步分为四个文件夹,总共有207张图片。"Nativo"由=个文件夹组成,总共73张图片。 杀菌剂 苹果由162张图片组成,分为三类,即新鲜苹果、低浓度溶液浸泡的苹果和高浓度溶液浸泡的苹果。本试验所用的杀菌剂是NATIVO。 同样,杀虫剂苹果由175张图片组成,也分为三类
2025-05-18 09:08:56 761.24MB 数据集
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本研究专注于分析和总结不同自然表面及云层的光谱特性,并提出了一种基于光谱分析的MODIS云检测算法。MODIS是中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)的缩写,由美国宇航局(NASA)发射的地球观测卫星搭载,用以监测地球环境和变化。MODIS具有36个波段,覆盖可见光、近红外和热红外等区域,广泛应用于气候研究、资源探测、环境监测等多个领域。 文章首先概述了遥感影像中云对信息获取的影响,指出云是遥感信号传播的障碍物,会造成遥感数据利用率和精度的下降,因此云检测对于提高遥感数据的应用价值具有重要意义。目前,MODIS数据的云检测算法主要分为基于可见光反射率、基于近红外反射率和基于热红外通道亮温及亮温差的算法。尽管已有的算法取得了一定成果,但还没有一种算法能够适用于所有类型云的检测。 在本研究中,作者基于对不同地物及云层光谱特性的分析,提出了一个通用的多光谱云检测算法。该算法结合了MODIS影像的不同波段,特别是中红外6通道(1.64μm)和中红外26通道(1.38μm),利用云层在这些波段的特定光谱特性来识别云。 1. 反射光谱特性分析 1.1 云的反射光谱特性 云层在太阳光照射下,其反射率在可见光和近红外波段较高。由于云对太阳光的散射作用,反射率随波长增加而逐渐减小。特别是在中红外波段,由于大气水汽的影响,低层云的辐射难以到达传感器,而高层冰云(如卷云)由于其湿度低,具有较高的反射率。 1.2 植物的反射光谱特性 植物的反射光谱特性在可见光和近红外波段表现得较为明显。由于叶绿素的吸收作用,在蓝波段和红波段,叶绿素强烈吸收辐射能,形成吸收谷;而在这两个波段之间,由于吸收较少,形成绿色反射峰。在近红外波段,叶的反射及透射率较高,吸收较少。 1.3 土壤的反射光谱特性 土壤对太阳光的反射和吸收特性不同,不存在透射现象。土壤的反射率在不同波段存在波动,自然状态下的土地表面反射曲线呈现特定的“峰-谷”形态。 2. 多光谱云检测算法研究 本研究提出的多光谱云检测算法主要基于可见光通道(0.67μm)、中红外6通道(1.64μm)和中红外26通道(1.38μm)的组合。该算法能够有效地在不同地表覆盖条件下识别云层。例如,利用中红外通道内由于水汽吸收导致的地面辐射衰减现象,可以区分地表和高云系的卷云,因为卷云在这一通道的反射率较高。 3. 结论与应用 通过研究,证明了所提出的多光谱云检测算法在不同地表上具有良好的通用性和有效性。该算法能够为遥感影像处理提供准确的云覆盖信息,有助于提升遥感数据的利用率和质量。此外,该算法的研究成果不仅为云检测领域提供了新的方法,也为其他遥感应用中的目标识别、数据分类提供了理论和实践指导。 文章还提到,目前多数基于MODIS数据的多光谱云检测算法已经比较成熟并开始实际应用。然而,本研究提出的算法依然有其独特之处,特别是在不同下垫面上的通用性,有望在遥感数据处理的实践中得到更广泛的应用。随着技术的进步和算法的不断改进,相信未来能够开发出更加高效准确的云检测算法,为地球空间信息的获取提供有力支持。
2025-05-15 20:08:39 564KB 工程技术 论文
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内容概要:本文介绍了一个用于高光谱图像分类的CNN-RNN混合模型及其在PyTorch中的实现。针对高光谱数据的特点,作者提出了一个创新的模型架构,利用CNN提取空间特征,RNN处理光谱序列。文中详细描述了数据预处理、模型构建、训练流程以及结果保存的方法,并分享了一些提高模型性能的技巧,如数据增强、随机种子设置、动态学习率调整等。最终,在Indian Pines和Pavia University两个经典数据集上实现了超过96%的分类准确率,仅使用20%的训练数据。 适合人群:从事遥感影像处理、机器学习研究的专业人士,特别是对深度学习应用于高光谱图像分类感兴趣的科研人员和技术开发者。 使用场景及目标:适用于需要高效处理高维高光谱数据的研究项目,旨在提升分类准确性的同时降低计算成本。目标是帮助研究人员快速搭建并优化基于深度学习的高光谱图像分类系统。 其他说明:提供的代码已在GitHub上开源,包含完整的数据处理、模型训练和评估流程。建议使用者根据自身数据特点进行适当调整,以获得最佳效果。
2025-05-11 08:29:00 112KB
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基于CNN-RNN的高光谱图像分类项目报告:全套代码、数据集及准确率记录管理,高光谱图像分类:CNN-RNN深度学习模型的全套解决方案,高光谱图像分类CNN-RNN结合 pytorch编写 该项目报告网络模型,2个开源数据集,训练代码,预测代码,一些函数的 拿到即可进行运行,全套。 代码中加入了每一步的预测准确率的输出,和所有迭代次数中,预测精度最好的模型输出。 所有预测结果最后以txt文本格式输出保存,多次运行不会覆盖。 设置随机种子等等。 该项目在两个数据集上精度均可达96以上(20%的训练数据)。 ,高光谱图像分类; CNN-RNN结合; PyTorch编写; 网络模型; 开源数据集; 训练代码; 预测代码; 函数; 预测准确率输出; 最佳模型输出; txt文本格式保存; 随机种子设置; 精度达96以上,高光谱图像分类:CNN-RNN模型全解析报告
2025-05-11 05:05:46 4.75MB
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在现代养蚕业中,蚕茧的质量和品质对于整个蚕桑产业的生存和发展至关重要。蚕茧的品质不仅关系到蚕丝的产量和质量,而且是影响缫丝工业原料茧商品价值的关键因素。其中,茧层含水率作为衡量蚕茧品质的一个重要指标,对丝质价值和解舒价值的评估具有显著影响,并可以用来实现蚕茧的等级划分。 传统的蚕茧质量检测方法依赖于有损的物理方法,例如剥茧取丝,这种做法不仅效率低下,而且会破坏蚕茧,不适合大规模快速检测的需求。随着科技的进步,无损检测技术在蚕茧品质评估中得到了越来越多的应用。 本文探讨了基于高光谱图像技术的蚕茧茧层含水率无损检测方法。高光谱图像技术是一种将传统光谱技术和图像技术结合起来的先进的分析方法,它能够获取材料在连续波长范围内的光谱图像,从而获得丰富的物质信息。通过分析这些图像中的光谱信息,可以识别出不同物质的特征波长,并据此对物质的成分进行识别和定量分析。 本研究中,研究者首先通过高光谱图像技术获取蚕茧的光谱信息,然后对这些光谱数据进行预处理,包括矢量归一化等步骤,以消除数据中的冗余信息,提高后续分析的准确性。在特征波长选取方面,采用了无信息变量消除算法(UVE)结合连续投影算法(SPA)的方法。这种方法可以有效筛选出与蚕茧茧层含水率相关的特征波长。 研究结果表明,通过这种方法选取的特征波长477nm、565nm、688nm和747nm对于预测蚕茧茧层含水率具有较好的效果。基于这些特征波长建立的偏最小二乘(PLS)模型,在校正集和验证集上的相关系数分别达到了0.5871和0.5457,显示出了一定的预测能力。尽管相关系数不是非常高,但对于无损检测技术来说,这已是一个有希望的开端。 为了进一步提高模型的预测准确性,未来的研究可以考虑更多的样本量,优化模型的参数设置,并且可能需要结合其他类型的光谱技术,如拉曼光谱或者近红外光谱,进行多模态数据融合分析,以获得更好的检测效果。 此外,本文还提到了相关的基金项目,如高等学校博士学科点专项科研基金和浙江省自然科学基金,说明这项研究得到了相应的科研经费支持。作者黄凌霞和通信联系人何勇的背景信息也表明了他们在农产品品质无损检测领域具有一定的研究基础和经验。 总体而言,本文提出的基于高光谱图像技术的蚕茧茧层含水率无损检测方法,为快速、高效地评估蚕茧品质提供了一种新的途径,具有重要的应用前景和研究价值。随着技术的进一步完善和优化,这项技术有望在养蚕业中得到广泛应用,从而推动整个行业的转型升级。
2025-05-04 22:54:16 324KB 首发论文
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