Научная статья на тему 'Восстановление непрерывных спектров адаптивным способом вычислительных экспериментов с регуляризацией'

Восстановление непрерывных спектров адаптивным способом вычислительных экспериментов с регуляризацией Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
252
76
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НЕПРЕРЫВНЫЙ СПЕКТР / CONTINUOUS SPECTRUM / ОБРАТНАЯ ЗАДАЧА СПЕКТРОСКОПИИ / INVERSE SPECTROSCOPY PROBLEM / ИНТЕГРАЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ / INTEGRAL EQUATION / МЕТОД РЕГУЛЯРИЗАЦИИ ТИХОНОВА / TIKHONOV REGULARIZATION METHOD / СПОСОБ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ / WAY OF COMPUTING EXPERIMENTS / ПОВЫШЕНИЕ РАЗРЕШАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СПЕКТРОМЕТРА / SPECTROMETER RESOLVING POWER ENHANCEMENT

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Сизиков Валерий Сергеевич, Кривых Александр Владимирович

Рассмотрена обратная задача спектроскопии – восстановление непрерывных спектров путем математической обработки измеренных спектров, искаженных аппаратной функцией спектрометра и помехами. Задача сводится к решению интегрального уравнения Фредгольма I рода. Задача его решения некорректна, поэтому для получения устойчивого решения используется метод регуляризации Тихонова. При этом применен адаптивный способ вычислительных экспериментов, согласно которому, наряду с исходным спектром P, обрабатывается модельный спектр Q с задаваемым истинным спектром z и моделируемым измеренным спектром u с учетом дополнительной (априорной) информации об истинном спектре P. Это позволяет выбрать параметр регуляризации . Предложенная методика может быть использована для повышения разрешающей способности спектрометра. Приведены численные иллюстрации.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Сизиков Валерий Сергеевич, Кривых Александр Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

CONTINUOUS SPECTRA RESTORATION BY AN ADAPTIVE WAY OF COMPUTING EXPERIMENTS WITH REGULARIZATION

The article deals with inverse spectroscopy problem restoration of continuous spectra by mathematical treatment of measured spectra, distorted by the spectrometer instrument function and noises. The problem is reduced to solution of the first-kind Fredholm integral equation. This problem is illegal; therefore, the Tikhonov regularization method is used for stable numerical solving of the equation. Furthermore, the adaptive way of computing experiments is used, according to which, one treats the model spectrum Q with prescribed true spectrum z and simulated measured spectrum u with regard to additional (a priori) information about the true spectrum P. This makes it possible to choose the regularization parameter a. The proposed technique can be used to enhance the spectrometer resolving power. Numerical illustrations are given.

Текст научной работы на тему «Восстановление непрерывных спектров адаптивным способом вычислительных экспериментов с регуляризацией»

3. Andersen M., Rubin M., Powles R., Scartezzini J.-L. Bi-directional transmission properties of Venetian blinds: experimental assessment compared to ray-tracing calculations // Solar Energy. - 2005. - V. 78. -№ 2. - P. 187-198.

4. Антонов И.Н., Закируллин Р.С., Малков А.И., Пожар М.С., Руссов В.М., Чакак A.A. Устройство для измерения распределения плотности энергии лазерного излучения. Авт. свид. СССР, кл. G01J 5/02.1988.

5. Гуриков В.А. Эрнст Аббе. - М.: Наука, 1985. - 228 с.

6. Трембач В.В. Световые приборы: Учеб. для вузов по спец. «Светотехника и источники света». - М.: Высшая школа, 1990. - 4б3 с.

7. Zakirullin R.S. Expedient of regulation of the directional gear transmission of light. Заявка США, кл. G02В 5/22.2011 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.wipo.int/patentscope/search/en/search.jsf, свободный. Яз. англ. (дата обращения 04.03.2013).

8. Закируллин Р.С. Способ регулирования направленного светопропускания. Заявка РФ, кл. G02В 5/20.2012 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www1.fips.ru/fips_servl/fips_servlet, свободный. Яз. рус. (дата обращения 04.03.2013).

9. Закируллин Р.С. Селективное регулирование направленного светопропускания по углам падения лучей // ЖТФ. - 2012. - Т. 82. - № 10. - С. 134-13б.

Закируллин Рустам Сабирович - Оренбургский государственный университет, кандидат технических

паук, доцепт, [email protected]

УДК 535.338.1+519.642.3+519.6

ВОССТАНОВЛЕНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СПЕКТРОВ АДАПТИВНЫМ СПОСОБОМ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С РЕГУЛЯРИЗАЦИЕЙ

В.С. Сизиков, А.В. Кривых

Рассмотрена обратная задача спектроскопии - восстановление непрерывных спектров путем математической обработки измеренных спектров, искаженных аппаратной функцией спектрометра и помехами. Задача сводится к решению интегрального уравнения Фредгольма I рода. Задача его решения некорректна, поэтому для получения устойчивого решения используется метод регуляризации Тихонова. При этом применен адаптивный способ вычислительных экспериментов, согласно которому, наряду с исходным спектром P, обрабатывается модельный спектр Q с задаваемым истинным спектром z и моделируемым измеренным спектром u с учетом дополнительной (априорной) информации об истинном спектре P. Это позволяет выбрать параметр регуляризации а . Предложенная методика может быть использована для но-вышения разрешающей способности спектрометра. Приведены численные иллюстрации.

Ключевые слова: непрерывный спектр, обратная задача спектроскопии, интегральное уравнение, метод регуляризации Тихонова, способ вычислительных экспериментов, повышение разрешающей способности спектрометра.

Введение

Измеренный спектрометром (например, интерферометром Фабри-Перо) спектр u(X) (где X -длина волны) обычно отличается от истинного спектра z(X) [1-8]. Это проявляется, во-первых, в большей сглаженности спектра u(X) по сравнению с z(X), а именно, в спектре u(X) не разрешены близкие линии, сглажена тонкая структура спектральной линии, что является результатом воздействия аппаратной функции спектрального прибора [1-9]. Во-вторых, это проявляется в зашумленности спектра u(X), а именно, слабые линии «тонут» в шуме, что является результатом погрешностей измерений [1-3], а также воздействия среды, через которую проходит излучение [10].

Дадим следующее определение аппаратной функции (АФ) [3, б-8] (ср. [9, С. 32, 704]): аппаратной функцией K(X, X') спектрометра называется его реакция (в виде измеренной интенсивности) на дискретную линию единичной интенсивности и длины волны X' при настройке спектрометра на длину волны X.

Форма аппаратной функции (ширина и т.д.) может заметно меняться с изменением длины волны настройки X e [Xmin, Xmax], где [Xmin, Xmax] - диапазон длин волн изучаемой части спектра. Обычно с увеличением X АФ становится шире, что характерно для широкополосной спектрометрии, например, изучения спектра звезды во всем видимом диапазоне. Если же АФ практически не изменяется при изменении X, то АФ является разностной (инвариантной): K (X, X') = K (X - X'), что имеет место, например, при изучении тонкой структуры отдельной линии [3, б, 8], когда диапазон [Xmin, Xmax] мал.

На рис. 1 в качестве примера приведен смоделированный непрерывный измеренный спектр u(X), сглаженный аппаратной функцией спектрометра K(X, X'), а также зашумленный (и дискретизирован-ный) измеренный спектр u(X) = u(X) + 8u (где Su - шум) и АФ спектрометра, причем, поскольку в дан-

ном примере К (X, X') - функция неразностная, то приведено два ее «сечения» (подробности примера см. дальше). В принципе похожий вид может иметь непрерывный узкополосный спектр [6, С. 200], например, сверхтонкая структура отдельной линии, обусловленная магнитными или электрическими полями (эффект Зеемана или Штарка), а также тепловым уширением (эффект Доплера) [10], однако в этом случае диапазон [Xшш, Xшах] мал, а АФ - разностная: К(X, X') = К(Х-Х').

<ц 4

л

н о о

и «

к

о

я

ш Ё я

0'

А Г т |/ \ 1 f т

- u(X)

^ u( X)

г к / / J K(62 0, X )

I / \ / ^K(48 5, X') / / / 4t \ ч ч ч.

1 1 1 1 1

450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640 650 X . X, X', нм X

min max

Рис. 1. u(X) - измеренный без шума спектр; u(X) - измеренный зашумленный и дискретизированный спектр; K (X*, X' ) - АФ при некоторой длине волны настройки X = X*; [X min, X max] - широкий диапазон

длин волн

Как будет видно далее, в примере на рис. 1 в измеренном спектре u(X) (тем более, в зашумленном спектре U(X)) не разрешены близкие линии и не выявлены слабые, причем этот эффект тем сильнее, чем шире АФ K (X, X ') (а также чем выше уровень шумов), другими словами, чем меньше разрешающая способность спектрометра [1, 9].

В данной работе ставится известная обратная задача спектроскопии - задача восстановления истинного спектра z(X) по измеренному спектру U(X) и аппаратной функции K(X, X ') [1-8, 11-15]. Данная задача описывается интегральным уравнением (см. дальше), задача решения которого некорректна, поэтому его обычно решают методом регуляризации Тихонова. При этом важным является вопрос о выборе параметра регуляризации а . В данной работе предлагается новый адаптивный способ (вычислительных экспериментов) для выбора параметра а .

Математическая формулировка обратной задачи спектроскопии

Рассмотрим случай непрерывного спектра, обычно характерного для веществ с повышенной плотностью (расплавленный жидкий металл, плазма и т.д.). Измеренная интенсивность u(X) при настройке спектрометра на длину волны X равна сумме (интегралу) по всем истинным интенсивностям z(X) с весовой функцией K:

b

u(X) = J z(X') K(X, X ') dX ',

a

где a = Xmin, b = Xmax, откуда, варьируя значение X (т.е. выполняя сканирование по спектру) и учитывая

зашумленность спектра u(X), получим:

b

J K(X, X') z(X') dX '= u(X), с <X< d , (1)

a

где [с, d ] - пределы изменения X (обычно более широкие, чем [a, b]).

В соотношении (1) известны (измерены или заданы) u(X), K(X, X '), a, b, с, d, а z(X ') является искомым истинным спектром. Соотношение (1) есть интегральное уравнение Фредгольма I рода, причем

5

1

К(X, X') является ядром уравнения, й(Х) - правой частью, а г(Х') - искомой функцией. Если К (X, X ') = К (Х-Х '), то

да

IК (Х-Х ') ¿(X ' ) ё X '=й(Х), 0 <Х<да. (2)

0

Соотношение (2) есть интегральное уравнение Фредгольма I рода типа свертки на полуоси. Решение уравнения (1) или (2) дает возможность, в принципе, восстановить истинный спектр X). Однако задача решения уравнений (1) и (2) является некорректной (существенно неустойчивой) [2-4, 6, 8, 16]: если решать уравнение (1), например, методом квадратур, а уравнение (2) - методом преобразования Фурье (инверсной фильтрации), то в качестве решения получим так называемую «пилу» [3, 6, 8] - крайне неустойчивое решение. По этой причине для устойчивого решения этих уравнений необходимо применение таких методов, как регуляризация Тихонова [2-4, 6-8, 11-16], параметрическая фильтрация Винера [3, 6, 8, 16], итеративная регуляризация Фридмана [6, 8, 16] и др.

При обработке спектра в широком диапазоне длин волн следует учитывать изменение формы АФ К (X, X ') с изменением длины волны настройки X. При обработке же спектра в узкой полосе следует использовать уравнение Фредгольма I рода с разностным ядром (ср. (2)):

ь

IК (Х-Х ') 2 (X ') ё X ' = й(Х), с <Х< ё . (3)

а

Задача решения уравнений (1)-(3) связана с задачей редукции к идеальному спектральному прибору [1-4, 9, 17] - с одним из вариантов редукционной проблемы Рэлея [3, 6, 8, 13]. Успешное решение задачи редукции позволит путем математической обработки результатов измерений повысить разрешающую способность спектрального прибора. В настоящей статье воспользуемся методом регуляризации Тихонова. Что касается других устойчивых методов (фильтрации Винера, итеративных методов и др.), то они изложены в различных публикациях ([3, 6, 8, 16] и др.) и также могут быть применены для устойчивого восстановления спектров.

Краткая формулировка метода регуляризации Тихонова

Запишем уравнение (1) в виде

ь

^ = |К(Х,X ')¿(X ')ёХ '= й(Х), с<Х<ё , (4)

а

где А - оператор, соответствующий ядру К. Метод регуляризации Тихонова сводится к решению интегрального уравнения Фредгольма II рода

ь

а (/) + | В(/, X ') (X ') ёX ' = и(/), а < t < Ь , (5)

а

где а > 0 - параметр регуляризации, а новое ядро и новая правая часть равны

ё ё В (/, X ') = В(Х ', t) = IК (X, Г) К (X, X ') ё X, и (/) = IК (X, t) й(Х) ё X.

с с

В таком варианте уравнение (5) обычно решается методом квадратур [3, 4, 6, 8, 16]. Если же рассматривать уравнение (2) или (3), то его решение методом регуляризации Тихонова будет включать преобразование Фурье и а -регуляризацию (подробности см. в [3, 4, 6, 8, 11-16, 18-21]).

При этом важным является вопрос о выборе параметра регуляризации а и об учете дополнительной (априорной) информации относительно искомого спектра . Существует ряд способов выбора параметра регуляризации а : способ невязки, обобщенный принцип невязки, метод перекрестной значимости, локальный регуляризующий алгоритм, способ подбора и др. [3, 4, 6, 8, 13, 16, 18-21].

Способ вычислительных экспериментов

В данной работе получает дальнейшее развитие способ вычислительных экспериментов для выбора параметра регуляризации а (другие его названия - способ псевдообратного оператора, способ эталонных, или модельных примеров, способ моделирования) [3, 6, 8, 16, 22, 23]. Данный способ учитывает дополнительную (априорную) информацию об искомом спектре (оценку количества спектральных линий, их параметров и т.д.) и поэтому является интерактивным и адаптивным способом.

Кратко изложим способ вычислительных экспериментов.

Рассмотрим операторное уравнение I рода: А г = и (ср. (4)). Полагаем, что вместо точных и и К известны й и К такие, что || и - и || <8, || А - А || < £ , где 5 и £ - верхние оценки погрешностей по норме правой части и и ядра К. При использовании метода регуляризации Тихонова решается операторное

уравнение а2а + АТА2а = Атй (ср. (5)), гдеАт- транспонированный оператор. Обозначим Д2а = 2а — 2 -погрешность регуляризованного решения 2а, а 2 - точное решение (нормальное псевдорешение [16, 20, 21]). В работах [16, 22, 23] получена следующая оценка относительной погрешности регуляризо-ванного решения по норме:

||Д 2а ||

|М|

где

■<в(а), (6)

в(а) = №+-£+-. (7)

2V а ра + 1

Здесь ц = 5отн + £отн , причем 5отн = 5/1| u || и £отн = £/ || A || - относительные погрешности исходных данных; р = || A+ ||2, A+ - псевдообратный оператор: A+u = z [20, С. 184]. Функция е(а) является верхней огибающей для истинной относительной погрешности

- отн (а) = ^ . (8)

|| z ||

В работах [16, 22] показано, что функция е(а) имеет (единственный) минимум при условии p • (|| A+ || ц)2 < 27/16 и 1,69 или || A+ || • || A || ц < зТ3/4 и 1,30. Согласно соотношениям (6)-(8), оценка относительной погрешности || Д zа ||/|| z || регуляризованного решения z(X зависит от A и ц (точнее, от произведения || A || ц). По этой причине, если решается несколько задач (другими словами, обрабатывается несколько спектров) с одинаковыми A и ц, то для них оценки погрешности

а (а) ||Дzа || < р||ц + Ра

аотн (а) = ,, ,, <-+ -

|| z || 27а ра +1 будут одинаковыми.

Отсюда следует, что при решении некоторого исходного примера P (т.е. при обработке исходного спектра йр) с неизвестным решением (спектром) zP можно использовать результаты решения другого,

модельного, примера Q с известным (заданным) точным решением (спектром) zQ , причем с такими же

A и ц, что и в примере P. При этом при решении примера Q можно рассчитать функцию стотн (а)q = || Д zаq ||/|| zQ || и по ней найти а опт Q - оптимальное значение а, при котором аотн (а)Q = min . Это значение а опт Q может быть использовано при решении исходного примера (спек-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Q а ^

тра) P. При этом необходимо также определить р = || A + ||2. Оценкар может быть получена путем подбора такого значения р, при котором огибающая кривая е(а) касается набора кривых аотн (а^ (см. рис. 3).

Добавим, что для повышения эффективности изложенного способа модельный пример Q (или несколько примеров) должен содержать дополнительную информацию об исходном примере (спектре) P, а именно, оценку количества спектральных линий (максимумов) в искомом спектре zP, соотношений их интенсивностей и значений их длин волн. Данную оценку должен делать опытный спектроскопист. Использование такой информации в модельном примере Q позволит более удачно выбрать параметр а. Данный способ следует считать адаптивным и интерактивным способом.

Численная иллюстрация

В рамках системы программирования MATLAB 7 был разработан пакет программ для восстановления истинных непрерывных спектров z(X) путем численного решения интегрального уравнения Фредгольма I рода методом регуляризации Тихонова с использованием способа вычислительных экспериментов.

Сначала был рассмотрен первый пример (рис. 1) - оригинал P, у которого известен зашумленный измеренный спектр u(X) на равномерной сетке узлов X = Xmin, Xmin + h,..., Xmax, где Xmin = 450 нм; Xmax = 650 нм ; h = ДХ = const = 1 нм - шаг дискретизации; n = (Xmax -Xmin)/h = 200 - число шагов дискретизации по X. Известна также аппаратная функция - дифракционная АФ Рэлея (ср. [1, 4, 5]) вида

*(Х,X')=-^sinc2 iX-XL-L isnHX-XW^j , (9)

У(X) lr(X) J y(X) I rc(X-X')/r(X) Г

где у(Х) - полуширина АФ по уровню 0, равная приблизительно ширине АФ по уровню 0,5, которую мы положили равной у(Х) = 8 нм . Спектр полагается широкополосным (от фиолетового до красного),

поэтому ширина АФ непостоянна, а именно, у(Хш;п) = 8 нм, а у(Хшах) = 11,55 нм, т.е. у(Хшах)/у(Хш!п) = 1,44. При этом истинный спектр z(X) в примере Р неизвестен.

Из рис. 1 видно, что измеренный спектр ы(Х) имеет довольно сложную структуру, а именно, содержит шесть явных флуктуаций, две из которых (при X и 525 нм и X и 620 нм), скорее всего, состоят каждая из двух линий, но они не разрешились из-за того, что АФ имеет немалую ширину и, тем самым, ограничивает разрешающую способность спектрометра. Кроме того, есть намек на то, что при X и 507 нм и X и 543 нм имеются еще две слабые линии. Таким образом, все указывает на то, что на самом деле в спектре имеются не менее восьми спектральных линий. В связи с этим в качестве второго (модельного или эталонного) примера в был составлен близкий к оригиналу Р пример, истинный спектр (X) которого состоит из 9 спектральных линий в виде гауссиан:

zQ (X) = 2,0 ехр {-[(X - 486)/10]2} + 0,4exp{-[(X- 512)/5]2} + +8,5 ехр {-[(X - 522) / 2]2} + 9,2ехр {-[(X - 530)/ 2]2} + +0,5 ехр {-[(X - 542) /5]2} + 8,2ехр {-[(X - 566) / б]2} + +2,5 ехр {-[(X - 592) / 4]2} + 4,5 ехр {-[(X- 614)/7]2} +

+3,0ехр{-[^- 626)/5]2}.

Измеренный спектр uQ (X) в примере Q был рассчитан согласно выражению

ь

ив(X) = |К(X,X')zQ(X ')(IX', с<7,<ё ,

а

численно. При этом а = 460, Ь = 640, с = 450, ( = 650 нм.

Погрешности измеренной иР (X) были оценены примерно в 1%, что соответствует среднеквадра-тическому отклонению СКО ~ 0,02. По этой причине к значениям ив (X) были добавлены случайные нормальные погрешности с СКО от 0,01 до 0,025, что соответствует 5отн и 0,5 -1,25%, поскольку значение 5отн в исходном примере Р известно неточно. АФ спектрометра в примере в была взята в виде (9), причем (поскольку АФ известна также неточно) у^) было взято равным у^) = (8 + X/Xшin , где £, = 0 - 0,3 , что соответствует £отн и 0 - 3%.

Далее модельный пример в был решен методом квадратур с регуляризацией Тихонова с помощью разработанной ш-функции Т1кЬ.т [6, С. 207] для ряда значений параметра регуляризации а, и была построена зависимость относительной погрешности регуляризованного решения zа (X) по отношению к точному решению z(X) (см. (8)): ^а (X) - Z(X)||

" о1" (а) = ^ ■

На рис. 2 представлены зависимости стотн (а) для ряда погрешностей 5отн и £отн . На рис. 2 представлена также огибающая е(а) (см. (7)), при построении которой было положено ^=10-2 и || А || = || А || = || и 1| z = 0,82. Для ряда значений р от 100 до 270 были рассчитаны кривые е(а) (рис. 2). Было выбрано то значение р, при котором одна из кривых касается набора кривых стотн (а), а именно, р = 100. Этому соответствует значение параметра регуляризации а = 10-3. Из рис. 2 видно, что, несмотря на разброс кривых стотн (а) и е(а), значенияр и, как следствие, а определяются уверенно.

При значении а = 10-3, выбранном с помощью решения модельного примера в как вспомогательного восстановлен спектр в исходном примере Р (рис. 3). Как видно из рис. 3, в примере Р разрешились близкие линии и восстановились слабые линии, правда, на краях спектра проявился эффект Гиббса, однако в слабой форме (на уровне погрешностей метода). Аналогичные результаты получены для других, весьма различных, непрерывных спектров [3, 6-8, 14, 22, 23], т.е. изложенная в работе методика вычислительных экспериментов может быть использована для широкого класса спектров (с близкими линиями, со слабыми линиями, узкими и широкими линиями и т.д.).

. 7

<и ^

е 6

н о о

« 5

¡3

о

к

¡3 4 «

К

0

1

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1

1

1 /.' /

1 1 « $ $ $ 7 / 0

« « 1 I • р- 270^/7 1 $ 1 $ 1

СТтн (а; » • • % • ¡Ь р-200

• • • * е(а) •7 и ! Г ' 1 ' - р-100

V -

Уч .ь / у

0

-9 -8 -7 -6 -5 -4

-3 -2

-1

0

1 2

^ а

Рис. 2. Зависимости стотн (а) для ряда погрешностей 5отн и £отн и огибающие е(а)

1111111111111111

л 4 Л Г 1

Г | т 1 I 1 | |

1 4 1 I / % •1 1' 2 Л 1 1/ 2 И 1

] ДГ и

I/ л и г 4 1 1 V 1 1 1/~\

'7 А 11 11 1 || ' II ,1 и 1 1 ^ 1 1 1 1 1 1 1 1 : Г 1 Щ 3 1Г II II 1Г г[ 1 г и V* Уч. 4« 14 п 1* ч Л у л у* 1\

1 1 [ 1 Т- 1 I

460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 580 590 600 610 620 630 640

X, X', нм

Рис. 3. 1 - истинный спектр 2Р(X); 2 - измеренный спектр й(Х); 3 - восстановленный спектр р (X)

Заключение

Практическое использование изложенной методики позволит повысить разрешающую способность спектрометра. Спектральный прибор может быть соединен с компьютером или со спецпроцессором с заложенным в него математическим и программным обеспечением, реализующим методы и численные алгоритмы решения обратной задачи спектроскопии. В результате такого комплексирования (соединения прибора с компьютером) можно разрешить близкие и выделить слабые линии спектров излучения (или поглощения), а именно, в физике - спектров газов, жидкостей, металлов, плазмы; в астрофизике - спектров звезд, планет, галактик, туманностей, комет; в металлургии - спектров расплавленных металлов в домнах; в геофизике - спектров залежей руд, минералов, нефти, газа и т.д.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 13-08-00442).

3

2

1

Литература

1. Раутиан С.Г. Реальные спектральные приборы // Успехи физических наук. - 1958. - Т. 66. - Вып. 3. -С. 475-517.

2. Кочиков И.В., Курамшина Г.М., Пентин Ю.А., Ягола А.Г. Обратные задачи колебательной спектроскопии. - М.: Изд-во МГУ, 1993. - 204 с.

3. Сизиков В.С. Математические методы обработки результатов измерений. - СПб: Политехника, 2001.

- 240 с.

4. Старков В.Н. Конструктивные методы вычислительной физики в задачах интерпретации. - Киев: Наукова думка, 2002. - 264 с.

5. Fleckl T., Jäger H., Obernberger I. Experimental verification of gas spectra calculated for high temperatures using the HITRAN/HITEMP database // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2002. - V. 35. - P. 3138-3144.

6. Сизиков В.С. Обратные прикладные задачи и MatLab. - СПб: Лань, 2011. - 256 с.

7. Сизиков В.С., Кривых А.В. Применение способа эталонных примеров при решении обратной задачи спектроскопии методом регуляризации // Изв. вузов. Приборостроение. - 2011. - Т. 54. - № 9. - С. 4451.

8. Сизиков В.С. Интегральные уравнения и MatLab в задачах томографии, иконики и спектроскопии. -Saarbrücken: LAP, 2011. - 252 c.

9. Физический энциклопедический словарь / Гл. ред. А.М. Прохоров. - М.: Сов. энциклопедия, 1984. -944 с.

10. Ландсберг Г.С. Оптика: Учебное пособие для вузов. - 6-е изд. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 848 с.

11. Преображенский Н.Г., Седельников А.И. Оптимизация спектроскопических измерений на основе методов регуляризации // Журнал прикладной спектроскопии. - 1981. - Т. 35. - Вып. 4. - С. 592-599.

12. Брагинская Т.Г., Клюбин В.В. Решение обратной задачи спектроскопии оптического смещения методом регуляризации Тихонова. Препринт № 855. - Л.: ЛИЯФ, 1983. - 60 с.

13. Глазов М.В., Болохова Т. А. Решение редукционной проблемы Рэлея с использованием различных модификаций метода регуляризации // Оптика и спектроскопия. - 1989. - Т. 67. - Вып. 3. - С. 533537.

14. Кривых А.В., Сизиков В.С. Комплексированное восстановление непрерывных спектров с использованием псевдообратной матрицы // XLI Неделя науки СПбГПУ: материалы научно-практической конференции с международным участием. Ч. XIII. - СПб: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - С. 240-242.

15. Кривых А.В., Сизиков В.С. Обработка дискретных спектров с помощью алгоритма интегральной аппроксимации // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. - 2011. - № 5 (75). - С. 14-18.

16. Верлань А.Ф., Сизиков В.С. Интегральные уравнения: методы, алгоритмы, программы. - Киев: Нау-кова думка, 1986. - 544 с.

17. Краулиня Э.К., Лиепа С.Я., Пикалов В.В., Скудра А.Я. К проблеме исследования атомной сенсибилизированной флуоресценции по контурам спектральных линий // Некорректные обратные задачи атомной физики / Сб. статей под ред. Н.Г. Преображенского. - Новосибирск: ИТПМ, 1976. - 133 с.

18. Воскобойников Ю.Е., Преображенский Н.Г., Седельников А.И. Математическая обработка эксперимента в молекулярной газодинамике. - Новосибирск: Наука, 1984. - 240 с.

19. Воскобойников Ю.Е., Мухина И.Н. Локальный регуляризирующий алгоритм восстановления контрастных сигналов и изображений // Автометрия. - 2000. - № 3. - С 45-53.

20. Морозов В.А. Регулярные методы решения некорректно поставленных задач. - М.: Наука, 1987. -240 с.

21. Тихонов А.Н., Гончарский А.В., Степанов В.В., Ягола А.Г. Численные методы решения некорректных задач. - М.: Наука, 1990. - 232 с.

22. Сизиков В.С. Обобщенный метод редукции измерений // Электронное моделирование. - 1991. - Т. 13.

- № 4. - С. 7-14.

23. Верлань А.Ф., Сизиков В.С., Мосенцова Л.В. Метод вычислительных экспериментов для решения интегральных уравнений в обратной задачи спектроскопии // Электронное моделирование. - 2011. -Т. 33. - № 2. - С. 3-12.

Сизиков Валерий Сергеевич

Кривых Александр Владимирович

- Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, доктор технических наук, профессор, [email protected]

- Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, аспирант, [email protected]

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.