声光可调谐滤波器的成像光谱技术

声光可调谐滤渡器(AOTF)是一种新型的分光器件,能够从复色光中衍射出带宽很窄的单色光,和传统光谱仪相比,基于AOTF的光谱仪在工作机制和仪器设计上有其自身的特点.通过分析AOTF器件的工作原理、衍射方式和参数指标,搭建了基于AOTF的成像光谱系统,利用标准单色光源进行光谱定标,并进行室外实测实验以验证系统功能.与ASD公司光谱辐射计(FieldSpec Pro FR)的同步测量结果表明:该仪器通过经验线性法获得的550-1 000 nm植被光谱曲线和光谱辐射计获得的曲线较为一致,能够满足高光谱成像探测的要求.     

多角度偏振成像仪相对光谱响应定标方法

相对光谱响应是检测和评估多角度偏振成像仪性能的基本参数之一。采用基于激光泵浦氙灯光源的单色仪、消偏器、参考探测器和45°分束镜, 搭建了一套多角度偏振成像仪相对光谱响应测量装置。采用分束镜同步测量的方法,降低光源的非稳定性影响;针对测试过程繁琐和测试时间长的问题, 在基于现有不同开发平台开发的单色仪和数据采集系统的基础上,采用ActiveX控件与动态链接库技术,研制了一套相对光谱响应自动测试系统,降低时间 非稳定性影响,提高测量精度和效率。采用多角度偏振成像仪490 nm和865 nm偏振通道作为应用案例,开展了相对光谱响应的整机测试实验。实验结果 表明多角度偏振成像仪中心波长测量极差值与带宽均值的比值精度在0.11%以内,满足响应非一致性优于0.6%的定标要求。     

超光谱成像仪

Chromo Dynamics公司的HSi-300超光谱成像仪是基于该公司的声光可调谐滤波器（AOTF）成像模块研制而成的。该系统包括1个集成的EMCCD相机、1个声光可调谐滤波器（AOTF）、仪器驱动和控制模块以及直观的影像像捕捉和超光谱分析软件。HSi-300超光谱成像仪的成像质量可以达到衍射极限．带宽最低可至1．5nm。其波长切换时间,     

基于AOTF的高光谱偏振成像系统设计与实验

为获得目标和场景的偏振信息,基于线偏振片和声光可调滤波器（AOTF）设计了一套高光谱偏振成像系统。文中从AOTF的工作原理出发分析其偏振等效关系,随后给出了探测系统的具体结构,并对其光学系统的各元件进行了合理的参数配置。最后,利用设计的成像系统对林地背景中的涂覆三种不同颜色涂层的铝板进行了高光谱偏振成像实验,获得了场景的高光谱信息和偏振信息,并通过数据处理得到涂层与背景之间的强度对比和偏振对比特性。结果表明:涂层与自然背景的偏振特性存在一定程度的差异,对于不同自然背景中的目标,通过选择与背景特性差异较大的若干波长或波段,利用合适的探测方式进行探测,有利于实现快速准确的目标识别。     

基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像方法

光谱和偏振辐射特性是实现精细目标识别的重要光学参量,融合光谱和偏振信息分量的光谱偏振成像探测技术有效利用两者的互补性,提高在复杂背景环境下的目标识别能力,在环境监测、军事侦察和大气分析等领域具有巨大的发展潜力。围绕目标的光谱和偏振信息探测问题,研究了一种基于微偏振阵列的干涉型高光谱偏振成像技术。在研究Sagnac干涉型高光谱成像技术的基础上,利用微偏振阵列调制原理引入Stokes偏振分量信息探测。通过分析系统的工作原理,设计了系统的干涉成像光路模型,并对光谱信息反演方法以及偏振信息提取方法进行了讨论分析。搭建了实验装置,对实际场景目标进行了光谱偏振成像实验,得到了较好的实验结果。研究表明:该光谱偏振成像技术不仅具有高光通量、高光谱分辨率的优点,而且能够实现偏振信息的同步获取。     

超光谱成像仪

Chromo Dynamics公司的HSi-300超光谱成像仪是基于该公司的声光可调谐滤波器（AOTF）成像模块研制而成的。该系统包括1个集成的EMCCD相机、1个声光可调谐滤波器（AOTF）、仪器驱动和控制模块以及直观的影像像捕捉和超光谱分析软件。     

基于超消色差1/4波片和AOTF的高光谱全偏振成像技术

针对环境温度、电压、入射角等因素变化对基于声光可调谐滤波器（Acousto-optic tunable filter，AOTF）和液晶可变延迟器（Liquid crystal variable retarder，LCVR）的光谱偏振成像测量精度影响大，且整个系统实现复杂等缺点；考虑到超消色差波片对温度和波长依赖小，结合AOTF高光谱成像的优点，提出了基于超消色差1/4波片和AOTF的高光谱全偏振成像新方法。详细分析了该方法的工作原理，并结合可购买到的最好超消色差1/4波片中相位延迟和快轴随波长的微小波动，进而分析了该波动对偏振测量的影响，并针对这些影响研究了修正策略。搭建了原理样机，对450~950 nm波段进行了偏振测量，修正后偏振度测量误差 1%，对偏振方向的测量偏差 1.8，以633 nm为例，对其全Stokes参量图像进行了具体原理及修正测量验证实验，结果表明，该新技术原理正确，修正策略可行。该研究可为复杂条件下高精度、高光谱全偏振成像技术提供新的理论和实现方案。     

新型宽带匹配网络在双路宽光谱AOTF成像技术中的应用

基于双路AOTF的宽光谱成像技术在偏振成像光谱仪中得到应用,其成像质量受AOTF衍射效率、光谱带宽等影响。其核心部件超声换能器阻抗失配时导致驱动功率无法最大限度的传递给换能器,使AOTF光谱衍射效率降低,3dB光谱带宽变窄,影响光谱图像有用信息的获取。采用压缩回波损耗技术,设计了一种基于LC拓扑结构及组合臂的宽频带、光谱衍射效率高的新型匹配网络。最终测得AOTF的光谱衍射效率最高达94％,光谱带宽小于5nm,提高了在420~1150nm波段范围内的光谱衍射效率及分辨率,实测目标的成像质量得到明显改善。     

基于多谱段集成检测的宽光谱AOTF性能测试系统

声光可调谐滤波器(Acousto-Optic Tunable Filter, AOTF)是一种新型分光器件,近年来在光谱分析技术领域得到广泛应用.首先分析了AOTF的分光特性及驱动要求,介绍了AOTF器件的关键性能指标和测试方法.其次针对AOTF器件性能设计了专用测试系统.系统采用单色仪作为光源,通过多谱段集成检测方法,能对宽光谱AOTF器件进行驱动频率匹配、衍射效率和光谱分辨率的测试.测试系统波长的覆盖范围是400~3 200 nm,光源稳定性优于98%,光谱分辨率在450 nm处小于0.4 nm,在2 400 nm处小于2.0 nm.最后以短中波晶体的测试为例,验证了该测试系统的功能及性能,达到了设计要求.基于多谱段集成检测的宽光谱AOTF性能测试系统由于其高效、便捷等特点,具有很强的工程应用价值.     

基于AOTF的新型成像光谱系统

声光可调谐滤波器（Acousto-optic Tunable Filter,AOTF）是一种新型电控滤光元件,具有波长任意选择、光谱扫描速度快、体积小、无运动部件、环境适应性好等诸多优点。分析了AOTF的工作原理及多频模式下实现光谱分辨率可编程的方法,介绍了基于AOTF的新型成像光谱系统,给出了初步的实验结果。该系统工作于可见近红外波段,突出特点为光谱扫描波段、各波段光谱分辨率均可通过软件进行配置,因此相比于传统成像光谱系统具有更高的灵活性和数据效率。     

基于LabVIEW的虚拟示波器设计

介绍一种基于LabVIEW的虚拟示波器设计方法,主要利用NI公司数据采集卡PCI二6014及LabVIEW应用开发环境,开发基于PCI总线的虚拟数字示波器。输入信号通过BNC接头从输入端子进入数据采集卡进行数据采集,用NI公司提供的Measurement Automation进行简单的设置,完成系统软件与数据采集卡之间的通信,采用模块化设计思想编写软件。软件总体包括程序控制、波形显示、通道选择、位置调整、触发控制等模块,最终实现开发一个能够对多种对象数据和控制参数进行设置、实时采集、处理、显示的虚拟示波器。     

基于虚拟仪器的斯托克斯参量测试系统

采用旋转波片法搭建了一套偏振态斯托克斯参量自动检测系统,每秒可以处理和显示15个偏振椭圆。该系统采用数据采集卡和LabVIEW软件来组成虚拟仪器,通过数据插值与重采样技术对旋转角度进行精确定位,消除了电机转速不稳定带来的系统误差。根据米勒矩阵得出透射光强随旋转角度的变化方程,并与实时采集的测量数据进行对比拟合,通过傅里叶变换得出曲线方程中的待定系数,给出对应的斯托克斯参量,并计算光波的电场分量及相位差,确定出射光的椭圆偏振消光比、长轴方向与椭圆旋向。还考查了本底噪声对测量结果的影响,比较了旋转波片与旋转检偏器两种测试方法的优缺点。     

全光纤声光可调谐滤波器声信号调理电路设计

声波信号的质量对于全光纤声光可调谐滤波器的滤波稳定性及调谐范围等都起着重要作用.该文设计制作的声信号调理电路有效满足了全光纤声光可调谐滤波器对声波信号频率、幅度、失真度等参数的要求.将该电路应用于光纤光栅声光可调谐滤波器的声信号控制实验中,实现了输出波长在声波信号控制下快速、稳定的连续调谐.     

基于数据采集的虚拟仪器系统设计

本文就使用LabVIEW开发平台设计虚拟仪器系统进行的实践情况作了介绍,提出了实验室组建方案.使用National Instruments公司的DAQ数据采集软件、LabVIEW形化编程软件平台和局域网(一个无盘工作站)来开发一个经济、灵活的基于PC网络的测控系统.     

基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统的研究

针对研制仿生微纳导航传感器的需要,设计了一种基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统。介绍了仿沙蚁偏振光测试模型及装置,给出测试系统的总体框架,对系统的硬件设计和基于Lab-VIEW的软件开发进行了探讨。最后采用测试系统进行了仿生偏振测角实验,实验结果达到了预期的目标。     

基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统的研究

针对研制仿生微纳导航传感器的需要，设计了一种基于虚拟仪器的仿生偏振光测试系统。介绍了仿沙蚁偏振光测试模型及装置，给出测试系统的总体框架，对系统的硬件设计和基于Lab-VIEW的软件开发进行了探讨。最后采用测试系统进行了仿生偏振测角实验，实验结果达到了预期的目标。     

多功能虚拟示波器的设计与实现

以双通道虚拟示波器为例,阐述了基于图形化的编程语言LabVIEW和NI USB-6009数据采集卡的虚拟仪器设计过程,从系统构造,软、硬件设计等方面详细介绍了虚拟示波器的实现。该虚拟示波器具有波形显示、参数测量、滤波、频谱分析、数据存储和回放等多种功能,与常规示波器相比,不但简化了结构,提高了测试性能,而且实现了测试自动化。     

基于电磁环境自动测试的实现

文章介绍一种基于LabVIEW开发的电磁环境自动测试控制系统,包括系统的测试仪器、控制软件,测试过程和测试数据的处理方法。经过修正后的测试数据对外场周围电磁环境的评估和开阔场的选址有着重要的参考价值。