摘要。雷达干涉测量法在测量地球表面变化方面的地球物理应用在 20 世纪 90 年代初呈爆炸式增长。这种新的大地测量技术可以计算由星载合成孔径雷达在两个不同时间获取的两个图像之间的相位差引起的干涉图样。由此产生的干涉图是地面和雷达仪器之间距离变化的等高线图。这些地图提供了无与伦比的空间采样密度(� 100 像素公里� 2 )、具有竞争力的精度(� 1 厘米)和有用的观察节奏(1 次通过月� 1 )。它们记录地壳的运动、大气的扰动、土壤的介电变化和地形的起伏。它们还对技术效应敏感,例如雷达轨迹的相对变化或其频率标准的变化。我们描述所有这些现象如何对干涉图产生影响。然后,实用摘要解释了计算和处理各种雷达仪器干涉图的技术,包括四种
能带结构各点之间的散射矢量。在这方面,傅里叶变换的 QPI 图提供了拓扑绝缘体存在的首批实验证据之一,[4]因为它揭示了背向散射矢量处强度的“缺失”,正如理论所预测的那样。从理论的角度来看,QPI 图的计算主要基于模型方法,例如在拓扑绝缘体表面,[5]其中表面能带结构可以用简单的模型哈密顿量来近似。然而,一般而言,基于密度泛函的方法对于表面电子结构的实际描述是必需的,特别是杂质势,其中杂质周围的电荷弛豫在正确描述散射相移中起着重要作用。密度泛函计算的一个困难是缺陷引起的密度振荡范围非常大,可以达到几十甚至几百纳米,因此超晶胞方法实际上无法达到这个极限。这些挑战只能通过从头算格林函数嵌入方法来解决,比如 Korringa-Kohn-Rostoker(KKR)方法。作为一个应用的例子,我们参考了 Lounis 等人 [6] 对 Cu(111) 和 Cu(001) 表面上的 QPI 的计算,这是由于表面下埋藏着一个孤立杂质。这些结果表明,利用格林函数技术可以在相当大的表面积上对 QPI 图进行从头算计算。然而,对于傅里叶变换的 QPI 图,直接用格林函数卷积来表示结果是可行的[7],避免了计算大表面积中实空间图的中间步骤。在本文中,我们将探讨这个问题,并给出它在拓扑绝缘体领域的应用。在第 2 节中,我们概述了 KKR 方法中实空间和傅里叶变换 QPI 映射的形式。此外,我们讨论了多杂质实际情况的傅里叶变换 QPI,并认为多杂质问题可以用单杂质结果很好地近似。我们还讨论了扩展的联合态密度方法 (exJDOS)。在第 3 节中,我们将我们的形式应用于具有表面杂质的拓扑绝缘体 Bi 2 Te 3。这在 JuKKR 代码包中实现。[8] 最后,我们在第 4 节中进行了总结。
摘要 — 不连续的物体(例如建筑物)会在 SAR 图像中产生阴影。阴影是显著的特征,对图像理解大有帮助。由于城市地区建筑物密度高,阴影覆盖了图像的很大一部分,并为构建城市地图提供了重要提示。阴影的一个直接用途是根据阴影尺寸确定建筑物高度。我们在此提出另一种方法,当有高分辨率干涉图时,利用阴影来帮助检测建筑物本身。从具有非常高清晰度的振幅图像和相应的干涉图开始,我们将建筑物检测问题建模为能量最小化,其中考虑了建筑物与其阴影之间的相互作用。尽管噪声水平很高,但该方法可以获得出色的检测结果,尤其是对于高大或孤立的建筑物。
本研究的目的是提出一种地形引导方法来解释由差分干涉合成孔径雷达 (D-InSAR) 创建的 L 波段 ALOS/PALSAR 干涉图。干涉图用于估计两个快速大型滑坡 (Poche, La Valette;法国东南部) 的变形模式。针对不同的运动类型 (旋转、平移和复杂滑动) 和两个范围的表面位移速率解释了包裹和展开的相位值。检测到两个滑坡的运动子单元,并确定了受扩大或退化影响的区域。InSAR 得出的位移率与地面测量值以及来自 C 波段和 X 波段卫星 SAR 传感器的位移远程估计值一致。结果证明了 L 波段 ALOS/PALSAR 图像在监测土壤表面状态发生重大变化并被植被覆盖的活跃滑坡方面的潜力。© 2014 Elsevier B.V. 保留所有权利。
本研究的目的是提出一种以地形学为指导的方法来解释由差分干涉合成孔径雷达 (D-InSAR) 创建的 L 波段 ALOS/PALSAR 干涉图。干涉图用于估计两个快速大型滑坡(法国东南部的 Poche、La Valette)的变形模式。包裹和展开的相位值用于解释不同的运动类型(旋转、平移和复杂滑动)和两个范围的表面位移率。检测到两个滑坡的运动子单元,并确定受扩大或退化影响的区域。InSAR 得出的位移率与地面测量值以及 C 波段和 X 波段卫星 SAR 传感器的位移远程估计值一致。结果证明了 L 波段 ALOS/PALSAR 图像在监测土壤表面状态发生重大变化并被植被覆盖的活跃滑坡方面的潜力。 © 2014 Elsevier BV 保留所有权利。
近红外光谱(12000 – 4000 cm -1 )由与中红外区域吸收频率相关的组合带和泛音带组成。这些组合带和泛音带与组成材料的原子键之间的振动频率相对应。由于每种不同的材料都是独特的原子组合,所以没有两种化合物会产生完全相同的近红外光谱。因此,近红外光谱法可以对每种不同的材料进行阳性识别(定性分析)。此外,光谱中峰值的大小直接表明了存在的材料的数量。凭借现代软件算法和统计处理技术,NIR 光谱法成为一种出色的定量分析工具,为耗时的湿化学方法和液相色谱技术提供了一种实用的替代方案。NIR 已经成为一种多功能技术,无需样品制备,成本和分析时间更低,并且能够透过玻璃和包装材料取样。傅里叶变换近红外 (FT-NIR) 光谱法是为了克服色散 NIR 仪器的局限性而开发的。色散仪器使用棱镜或移动光栅,分离近红外源发射的各个频率。然后,检测器测量穿过样品的每个频率的能量。为了减少每个样品的分析时间,需要一种方法来同时测量所有红外频率,而不是单独测量。FT-NIR 光谱仪产生一种独特的信号,称为干涉图,其中“编码”了所有的红外频率。通过每秒收集多次扫描,可以非常快速地测量信号。这种提高的测量速度被称为 Felgett 优势。通过一种众所周知的数学技术——傅里叶变换,干涉图被转换或“解码”为频率对强度的光谱。
詹姆斯·韦伯太空望远镜 (JWST) 1 光学望远镜元件 (OTE) 是一个三镜消像散镜,由一个直径 6.5 米、分段式轻型主镜 (PM)、一个次镜和一个三镜组成。测量结构是一种轻型碳纤维复合结构(图 1)。轻型镜和结构技术开发以及望远镜是否满足其在轨性能要求需要最先进的干涉测量法,该干涉测量法具有高灵敏度、快速曝光时间和对振动不敏感的特点。瞬时相移干涉测量法满足了这些要求,其中像素化相位掩模允许同时捕获所有四个相移干涉图。这项技术是关键特性,使我们能够成功展示 JWST 望远镜轻型镜和大型轻型复合结构所需的技术就绪水平,制造主镜部分并验证其在低温下的性能,在环境测试之前和之后对完全组装的望远镜进行曲率中心测试,并在约翰逊航天中心在低温下对主镜进行相位调整。 4D Technology(现为亚利桑那州图森市 Onto Innovation 的子公司)为 JWST 项目建造了几台专用干涉仪(图 2),包括 PhaseCam、电子散斑干涉仪 (ESPI)、高速干涉仪 (HSI) 和多波干涉仪。
摘要:自发光遥感系统的应用,其中雷达图像正在迅速增长。合成孔径雷达(SAR)系统的独特性质使其成为地面变形监测、地震研究和许多摄影测量应用中最流行和适用的自发光遥感技术之一。有几种处理 SAR 数据的方法和算法,每种方法和算法都适用于不同的目的。本文开发了两种更常见和可靠的算法:距离多普勒算法和 Chirp Scaling 算法。用于处理 SAR 数据的软件包和工具箱(如 DORIS、ROI-PAC、RAT 和 PULSAR)各有优缺点。这些软件包中的大多数都在 Linux 平台上运行,难以使用,并且需要相当多的预处理数据准备。此外,没有通用的 SAR 处理应用程序可以处理所有数据类型或适用于所有目的。还有一些软件包(例如 ROI-PAC)对某些国家/地区的人们有限制。本论文的目标是使用两种更常见的算法处理 SAR 数据,对这两种算法的结果进行比较,并处理 InSAR 对图像以形成干涉图并创建 DEM。为此目的开发了一个基于 Matlab 的程序,该程序具有图形用户界面和一些可视化增强功能,有助于处理数据并产生所需的输出。然后,我研究了不同频域对结果图像的影响。我在论文中创建的程序有几个优点:它是开源的,并且非常容易修改。该程序是用 MATLAB 编码的,因此不需要大量的编程知识就可以对其进行自定义。您可以在任何可以运行 MATLAB 7+ 的平台上运行它。在这篇论文的最后,我得出结论,在 2D 频域中执行二次距离压缩的距离多普勒算法的结果与 Chirp Scaling 算法一样好,并且计算复杂度更低,耗时更少。无法引入通用的 SAR 处理算法。大多数情况下,算法需要针对特定数据集或特定应用程序进行调整。此外,最复杂的算法并不总是最好的算法。例如,对于点目标检测目的,距离和方位角方向的两个滤波步骤可以提供足够准确的结果。
我们有一种天真的古典直觉,认为我们最好的理论应该能够告诉我们物理过程的持续时间。受这种简单的古典图景的启发,物理学家们问道,量子粒子穿过经典禁能垒需要多长时间?换句话说,量子隧穿时间的正确表达式是什么?与经典问题不同,这个问题似乎没有一个直接的答案,并在物理学文献中引发了广泛的争论。物理学家提出了各种量子隧穿时间的表达式。一些跟踪隧穿系统的内部特性,而另一些则依赖于隧穿粒子和外部物理系统之间的耦合。一般来说,它们都提供了不同的值——只在某些限制内相一致——并且它们在大多实用的基础上相互权衡。然而,一些作者仍然在谈论,好像有一个明确而独特的表达可以找到,或者至少好像一些提出的表达本质上比其他表达更有意义。许多人认为,这种明显的歧义源于量子力学对待时间的一般方式:将其视为参数,而非算符。其他人则强调了这场争论的解释维度,甚至认为隧穿时间在量子力学的标准解释中毫无意义。然而,这种混乱和歧义只存在于标准的“正统”或“哥本哈根”解释中——所有考虑德布罗意-玻姆“导波”解释传统形式的作者都同意,这种解释为隧穿时间提供了一个清晰明确的表达,其中量子态由受波函数演化引导的物理德布罗意-玻姆粒子组成。这引发了人们的猜测:量子隧穿时间的实验测试是否可以作为传统形式的德布罗意-玻姆理论的实验测试。因此,关于量子隧穿时间的文献现状自然而然地引出了三个物理和哲学问题。首先,关于隧穿时间的困惑是否真的源于量子力学中更普遍的“时间问题”——即时间缺乏算符这一事实?其次,隧穿时间在量子力学的标准解释中真的是一个毫无意义的概念吗?如果是,为什么?最后,原则上,是否可以使用量子隧穿时间的实验测试作为德布罗意-玻姆解释的实验测试?本文旨在依次回答每个问题。自始至终,我都局限于德布罗意-玻姆理论的传统版本,其中隧穿时间是清晰明确的——其他关于导航波程序所依据的本体论的提议,虽然本身就很吸引人,但与我要提出的概念点无关。在本文的前半部分,即第 2 节中,我概述了现有的关于量子隧穿时间的文献。第 2.1 节解释了隧穿时间讨论所基于的物理场景。在第 2.2 节中,我描述了时间在量子力学中的一些特征,并展示了这些特征是如何被用来将量子隧穿时间的混乱归咎于量子力学中更普遍的“时间问题”。在第 2.3 节中,我描述了隧穿时间与量子力学解释之间的联系,并展示了这种联系是如何被用来激发两种主张的:关于标准解释中隧穿时间的意义的主张,以及关于使用隧穿时间作为 Bohmian 计划的“关键”实验测试的可能性的主张。在本文的后半部分,即第 3 节,我提出了自己的分析,为上述三个问题的答案辩护。我首先在隧穿问题和众所周知的双缝实验之间建立了一个类比。我指出,尝试建立特定于传输粒子的隧穿时间类似于尝试确定检测到的粒子是通过双缝的左缝还是右缝(第 3.1 节)。这个简单而有力的类比将构成本文其余部分的概念基础。接下来,将在第 3.2、3.3 和 3.4 节中回答这三个问题。至于围绕量子隧穿时间的明显混乱和模糊性是否可以追溯到量子力学中更普遍的时间问题,我认为“不”:混乱的真正根源是叠加,因此,即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是模糊和有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它与询问粒子是通过双缝实验的左缝还是右缝一样毫无意义(第 3.3 节)。最后,关于是否可能在原则上将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。不可能通过实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间,就像不可能测量粒子是通过左缝还是右缝而使屏幕上的干涉图案保持完整(第 3.4 节)一样。这些答案并不全是新的。文献中已经暗示了每一个,但它们尚未联系在一起——当它们出现时,它们被插入更长的简短评论中我描述了时间在量子力学中的一些特征,并展示了这些特征是如何被用来将量子隧穿时间的混乱归咎于量子力学中更普遍的“时间问题”。在第 2.3 节中,我描述了隧穿时间与量子力学解释之间的联系,并展示了这种联系是如何被用来激发两种主张的:关于隧穿时间在标准解释中的意义的主张,以及关于使用隧穿时间作为 Bohmian 计划的“关键”实验测试的可能性的主张。在本文的后半部分,即第 3 节,我提出了自己的分析,为上述三个问题的答案辩护。我首先在隧穿问题和众所周知的双缝实验之间建立了一个类比。我表明,尝试建立特定于透射粒子的隧穿时间类似于尝试确定检测到的粒子是通过双缝的左侧通道还是右侧通道(第 3.1 节)。这个简单而有力的类比将构成本文其余部分的概念基础。接下来,我们将在第 3.2、3.3 和 3.4 节中回答这三个问题。至于围绕量子隧穿时间的明显混乱和模糊性是否可以追溯到量子力学中更普遍的时间问题,我认为“不能”:混乱的真正根源是叠加,因此,即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是模糊和有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它的意义不亚于询问粒子是通过双缝实验的左缝还是右缝(第 3.3 节)。最后,至于原则上是否可以将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。不可能通过实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间,就像不可能测量粒子是通过左缝还是右缝而使屏幕上的干涉图样保持完整(第 3.4 节)一样。这些答案并不全是新的。文献中已经暗示了每一个,但它们尚未联系在一起——而且它们确实出现的地方,都是作为简短的评论插入到更长的我描述了时间在量子力学中的一些特征,并展示了这些特征是如何被用来将量子隧穿时间的混乱归咎于量子力学中更普遍的“时间问题”。在第 2.3 节中,我描述了隧穿时间与量子力学解释之间的联系,并展示了这种联系是如何被用来激发两种主张的:关于隧穿时间在标准解释中的意义的主张,以及关于使用隧穿时间作为 Bohmian 计划的“关键”实验测试的可能性的主张。在本文的后半部分,即第 3 节,我提出了自己的分析,为上述三个问题的答案辩护。我首先在隧穿问题和众所周知的双缝实验之间建立了一个类比。我表明,尝试建立特定于透射粒子的隧穿时间类似于尝试确定检测到的粒子是通过双缝的左侧通道还是右侧通道(第 3.1 节)。这个简单而有力的类比将构成本文其余部分的概念基础。接下来,我们将在第 3.2、3.3 和 3.4 节中回答这三个问题。至于围绕量子隧穿时间的明显混乱和模糊性是否可以追溯到量子力学中更普遍的时间问题,我认为“不能”:混乱的真正根源是叠加,因此,即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是模糊和有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它的意义不亚于询问粒子是通过双缝实验的左缝还是右缝(第 3.3 节)。最后,至于原则上是否可以将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。不可能通过实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间,就像不可能测量粒子是通过左缝还是右缝而使屏幕上的干涉图样保持完整(第 3.4 节)一样。这些答案并不全是新的。文献中已经暗示了每一个,但它们尚未联系在一起——而且它们确实出现的地方,都是作为简短的评论插入到更长的并声称可以使用隧穿时间作为 Bohmian 方案的“关键”实验测试。在本文的后半部分,即第 3 节中,我将提出自己的分析,为上述三个问题提供答案。我首先在隧穿问题和众所周知的双缝实验之间建立类比。我表明,尝试建立特定于透射粒子的隧穿时间类似于尝试确定检测到的粒子是通过双缝的左侧通道还是右侧通道(第 3.1 节)。这个简单而有力的类比将构成本文其余部分的概念基础。然后在第 3.2、3.3 和 3.4 节中回答这三个问题。至于围绕量子隧穿时间的明显混乱和模糊性是否可以追溯到量子力学中更普遍的时间问题,我认为“不能”:混乱的真正根源是叠加,因此,即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是模糊和有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它与询问粒子是否穿过双缝实验的左缝或右缝一样毫无意义(第 3.3 节)。最后,至于原则上是否可以将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。不可能通过实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间,就像不可能测量粒子是通过左缝还是右缝而使屏幕上的干涉图样保持完整(第 3.4 节)一样。这些答案并不全是新的。文献中已经暗示了每一个,但它们尚未联系在一起——而且它们确实出现的地方,都是作为简短的评论插入到更长的并声称可以使用隧穿时间作为 Bohmian 方案的“关键”实验测试。在本文的后半部分,即第 3 节中,我将提出自己的分析,为上述三个问题提供答案。我首先在隧穿问题和众所周知的双缝实验之间建立类比。我表明,尝试建立特定于透射粒子的隧穿时间类似于尝试确定检测到的粒子是通过双缝的左侧通道还是右侧通道(第 3.1 节)。这个简单而有力的类比将构成本文其余部分的概念基础。然后在第 3.2、3.3 和 3.4 节中回答这三个问题。至于围绕量子隧穿时间的明显混乱和模糊性是否可以追溯到量子力学中更普遍的时间问题,我认为“不能”:混乱的真正根源是叠加,因此,即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是模糊和有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它与询问粒子是否穿过双缝实验的左缝或右缝一样毫无意义(第 3.3 节)。最后,至于原则上是否可以将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。不可能通过实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间,就像不可能测量粒子是通过左缝还是右缝而使屏幕上的干涉图样保持完整(第 3.4 节)一样。这些答案并不全是新的。文献中已经暗示了每一个,但它们尚未联系在一起——而且它们确实出现的地方,都是作为简短的评论插入到更长的我认为“不”:真正的混乱根源是叠加,因此即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是含糊不清且有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它与询问粒子是通过双缝实验的左缝还是右缝一样毫无意义(第 3.3 节)。最后,至于原则上是否可以将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间是不可能的,就像测量粒子是通过左缝还是右缝而不使屏幕上的干涉图案保持完整一样(第 3.4 节)。这些答案并不都是新的。文献中已经提到过每一个,但它们还没有联系在一起——即使它们出现了,它们也会作为简短的评论插入到更长的我认为“不”:真正的混乱根源是叠加,因此即使时间可以用算符表示,隧穿时间在量子力学的标准解释中也是含糊不清且有争议的(第 3.2 节)。至于隧穿时间在量子力学的标准解释中是否毫无意义:我认为它与询问粒子是通过双缝实验的左缝还是右缝一样毫无意义(第 3.3 节)。最后,至于原则上是否可以将量子隧穿时间用作德布罗意-玻姆解释的实验测试:我旨在提供一个简单的解释,说明为什么这是不可能的。实验测量德布罗意-玻姆理论预测的隧穿时间是不可能的,就像测量粒子是通过左缝还是右缝而不使屏幕上的干涉图案保持完整一样(第 3.4 节)。这些答案并不都是新的。文献中已经提到过每一个,但它们还没有联系在一起——即使它们出现了,它们也会作为简短的评论插入到更长的