基于LCTF成像仪的光谱反射率测量研究

目标物体的光谱反射率是水下光谱检测中重要的物理特性。复杂的水下环境,尤其是浑浊水体对光有较强的吸收与散射作用,增大了光谱探测的难度。文中在比对测量法的基础上,提出了引入黑、白板对测量结果进行矫正的光谱反射率探测方法。利用基于液晶可调谐滤光片的水下光谱成像仪快速稳定地采集多浊度、多光照条件下的光谱图像数据。数据分析结果证明了浊度增加会使得黑、白板的像素响应比值非线性增加,尤其在400~500 nm范围内。且基于黑白板的光谱反射率探测方法可以有效去除水体散射对光谱反射率重建的影响,使得不同浊度条件下得到的目标物光谱反射率最大绝对误差为5.3%。     

腔面反射率对超辐射发光二极管输出特性的影响

本文用耦合速率方程,从理论上分析研究了超辐射发光二极管(SLD)的功率输出特性。主要讨论了腔面反射率对其功率输出特性的影响。研究结果表明,半导体激光器(LD)存在一最佳输出功率腔面反射率,随腔面反射率的降低,SLD的功率曲线斜率减小,输出功率降低,光谱调制深度减小。增大后腔面反射率可以提高SLD的输出功率,减小其工作电流。由于腔面反射率的降低,前后传输的光子在有源区内的分布的对称性发生了变化,表现为非均匀性,后向传输波大于前向传输波。最后,把理论计算结果同我们研制的1.3μm徐层结构超辐射发光二极管的实验结果作了比较,得到了较好符合。     

高浊度水体光学测量仪器的比较与验证

利用2017年冬季航次的现场光谱测量数据以及同步 水文泥沙参数,讨论了ASD地物光谱仪和Hypersas海面光谱仪两种光学 测量仪器在长江口局地高浊度水域所测光谱数据的差异情况。结果表 明,Hypersas光谱仪所测的光谱值在整体上 比ASD光谱仪的高;当积分时间 为34 ms时,两者的差异最小,其在412 nm、443 nm、 490 nm、510 nm、 531 nm、555 nm、 670 nm和750 nm各个典型波段的平均相对差异值 分别为22.70%、18.73%、15.01%、 14.07%、13.05%、 11.93%、9.58%和9.85%。 通过分析和对比两组数据与同步实测的悬沙浓度数据的相关性以及 拟合精度可以发现,在局地模式下,ASD光谱仪所测的悬沙浓度 建模精度(R2=0.78)比Hypersas光谱仪的(R2=0.67)高。     

基于野外地物光谱时间序列的反射率测量方法

星载光学传感器在轨同步定标需要地面同步光谱测量作为数据支撑,准确的地物反射率是得到高精度定标结果的重要前提之一。传统的野外地面反射率测量采用单光谱仪法依次对目标及参考板进行测量。在辐射条件连续剧烈变化的情况下,传统测量方法无法保证目标及参考板辐射条件的一致性。利用双光谱仪法进行野外地物反射率时间序列测量,避免了传统方法测量中可能出现的辐射条件不一致问题。将测量结果与单光谱仪法比较,二者相关系数达到0.998,而且双光谱仪法反射率曲线更符合实际光谱,从而验证了该方法的可行性。     

基于射频噪声源下的离轴积分腔输出光谱技术中腔镜反射率标定研究

离轴积分腔输出光谱技术具有实验装置简单、灵敏度高、响应时间快等特点,常被应用于一些超高灵敏度的气体探测领域。高反射率镜片作为系统的重要组成部分,其反射率是影响整个光谱系统测量准确性的重要因素之一。结合射频噪声源搭建了一套离轴积分腔输出光谱测量系统,首先以CH₄气体在6046.96 cm^-1处的吸收谱线作为研究目标,对不同压力下有无噪声源时的腔镜反射率进行了标定研究,结果表明在有无噪声源两种不同条件下标定的镜片反射率具有一致性,而且反射率随着压力的增加有降低的趋势,计算得到的镜片最高反射率约为0.99992。进而对有无噪声源时0.4μmol/mol浓度下的CH₄测量信号进行了研究,发现引入噪声源后,虽然降低了信号的峰值高度,但信噪比提高了约1.3倍,最小可检测浓度为0.0045μmol/mol,表明该系统可有效用于大气环境以及工业应用过程中的CH₄高灵敏度测量。     

图像线性化对光谱反射率重建精度的影响研究

研究了相机JPG数据线性化对基于加权多项式回归算法的光谱反射重建精度的影响,论证了是否需要在加权多项式回归算法中对JPG数据进行线性化处理.实验采用加权多项式回归算法重建反射率,以X-Rite Digital ColorChecker Semi Gloss (SG)色卡(包括140个色块和灰色色块)进行训练,Greta...     

成像光谱反射率反演中观测角影响的分析

针对OMIS I机载成像光谱数据,通过6S辐射传输码模拟计算和相应理论分析,讨论了观测角变化对传感器入瞳处辐射亮度的影响和由此引起的反射率反演误差.结果表明:在太阳反射波段,观测角的影响有很强的波段特性,大气散射作用较强的短波长波段与大气气体强吸收波段是这种影响的敏感波段;地面目标亮度不同,这种影响也是不同的,对低反射率目标影响较大,而对高反射率目标影响甚微;另外遥感器飞行高度也是决定这种影响情况的重要因素.     

卷云高度对大气的红外光谱辐射影响的研究

利用通用大气辐射传输软件(CART)计算了不同高度卷云大气红外光谱辐射亮温,着重分析了卷云高度对不同红外波段红外亮温谱、卷云有效尺度以及光学厚度反演的影响。研究发现:对流层顶以下,大气窗口波段的亮温随着卷云高度的变化和大气温度廓线基本一致,790~960 cm-1波段亮温的斜率随卷云高度的增加而变大。亮温差BTD[900~1 231 cm-1]对薄卷云和小的有效尺度随卷云高度的变化较明显。对于厚卷云,亮温差BTD[900~1 559 cm-1]随卷云高度的变化基本上不依赖于卷云有效尺度和光学厚度。在卷云参数的光学定量遥感中需考虑卷云高度变化的影响。     

中波红外高光谱仿真中的辐射影响模型

为提高红外高光谱目标特性仿真的逼真度,提出了一种辐射影响计算模型,用于计算目标周围的建筑物对目标的最终辐射特性的影响。建立了一个虚拟实验场景,设定场景的大气环境为1976年的美国标准大气。在建立的虚拟场景上在中波红外3.0~5.0m范围内以0.01m为步长对目标所受的辐射影响进行了仿真计算,并将辐射影响与太阳辐射、目标自身辐射进行了比较。实验结果显示在中波红外的某些波段范围内,相邻建筑单位面积的辐射影响亮度要高于太阳辐射亮度和目标自身辐射亮度。这表明在图像立方体的某些图像中,辐射影响是成像的最主要的辐射源,证明了多光谱/高光谱仿真情况下该模型的必要性和重要性。通过对仿真结果的分析,确定了建筑表面温度、大气透过率和有效辐射面积是辐射影响因素中的三个关键因素。     

红外多光谱仿真中的建筑物间辐射影响研究

为了对建筑物间相互辐射影响的重要性进行评估,为多光谱仿真方法和ATR算法的研究提供理论支持,在3~5 m和8~12 m两个波段分别进行了研究,并建立了建筑物间相互辐射影响的计算模型。当存在太阳直接辐射时,建筑物相互间的辐射影响在3~5 m波段可以忽略不计,而在8~12 m波段相互影响明显,不能被忽略。建立了有两个冷却塔的虚拟场景,选取了8、9、10、11、12 m为研究波长,针对冷却塔间的相互辐射影响进行了数值模拟计算,其中8、9、10 m三个波长的相互辐射影响较大,超过了总体辐射能量的10%,而11 m和12 m相对较小。对冷却塔间的辐射影响进行了场景仿真,仿真结果体现了不同波长的辐射影响随辐射距离的变化情况。     

用MATLAB和样条函数拟合红外探测器相对光谱响应曲线

以长波HgCdTe和中波InSb红外探测器相对光谱响应的测试数据为例,介绍了用MATLAB提供的样条函数例如三次样条函数、B样条函数拟合相对光谱响应曲线的方法。这种方法具有实现容易、使用快捷、精度较高等特点。给出了MAT—LAB程序。该方法也可以用于红外系统其他参数类似测试数据的拟合及插值计算。     

野外分光反射率计的原理及设计

本文阐述了利用相对法测量地物光谱反射率的原理及野外分光反射率仪器系统的设计方法。仪器系统灵敏度 高，动态范围大，操作简单，便于野外使用，具有较高的性能价格比。     

基于等效频谱带宽的多业务WLAN无线资源占用和容量分析

文中为WLAN（无线局域网）提出了一种多业务环境下的容量分析方法,分析了多业务数据包占用传输媒介的等效时间,在此基础上建立了多业务WLAN的资源占用模型,给出了资源占用和频谱之间的关系,从而使业务对WLAN的资源占用映射为对频谱的占用,使得在WLAN中的容量分析和在频分复用系统中一样直观可行。     

双色焦平面红外探测器相对光谱串音研究

提出了一种评价双色探测器的相对光谱串音的模型及测试方法。为验证模型及测试方法的可行性,采用分子束外延锗基叠层异质结构碲镉汞薄膜材料,研制了微台面结构短波/中波双色红外焦平面探测器原理器件,进行了相对光谱串音测试,归纳出3种主要的相对光谱串音模式,并结合材料、器件结构和工艺特点,分析了相对光谱串音的成因。     

FTIR结合光谱反射曲线对叶绿素铜/蒙脱土中间体性能研究

通过插层技术合成了叶绿素铜/蒙脱土( chI-Cu/MMT)纳米中间体,采用傅立叶变换红外光谱( FTIR)结合光谱反射曲线对叶绿素铜/蒙脱土纳米中间体的近红外隐身性能进行研究.测试了叶绿素铜/蒙脱土纳米中间体的X射线单晶衍射图谱(XRD)和红外光谱,结果显示有机物叶绿素铜已成功进入蒙脱土层间.热重分析图谱(TGA)结果显示当有机物进入蒙脱土层间,热稳定性得到改善.结合光谱反射曲线对中间体的近红外隐身性能进行研究,发现叶绿素铜/蒙脱土纳米中间体与天然绿色植物的光谱反射率相一致,研究揭示叶绿素铜/蒙脱土纳米中间体达到近红外隐身功能,在军事作战中可以模拟背景植物的光反射特性.     

光谱响应在线测试仪的研制与应用

基于光电阴极光谱响应测试原理,研制了光谱响应在线测试仪,经多次实验验证,准确度达到1 nA,完全能够检测出NEA激活过程中产生的微弱光电信号,且具有良好的重复性.利用该光谱响应测试仪,成功实现了激活台内负电子亲和势(NEA)光电阴极激活过程中的光谱响应在线测试,获得了光谱响应曲线,并将其转换成阴极的量子产额曲线.通过曲线拟合方法计算出反映阴极性能的重要参数,得到了大量的阴极信息,弥补了依靠光电流监控阴极信息的不足.     

基于MODIS图像I类水和II类水的

通过统计分析多景MODIS图像,提出了一种基于MODIS图像识别I类水体和II类水体的经验方法。该经验方法是利用I类 水和II类水在可见光区的反射率差别大、而在近红外波段两者的反射率基本相同的特性来完成的。把该经验方法用在了中 国渤海区域,对不同年份的两景MODIS图像进行了I类水与II类水识别,并对结果进行了分析,结果证明该经验方法是正确和有效的。     

非晶硅薄膜光谱响应研究

利用Matlab软件计算了基于本征吸收的非晶硅薄膜的光谱响应,仿真出由多个不同带隙的薄膜组成的非晶硅薄膜的光谱响应,仿真了薄膜厚度、光学禁带宽度参数对非晶硅薄膜光谱响应的影响,设计出一种渐变带隙的非晶硅薄膜。结果表明渐变带隙的非晶硅薄膜能有效拓宽薄膜的光谱响应范围,也能提高光谱中对各个波长的响应值。     

硅PIN光电二极管光谱响应特性的数值模拟计算

对硅PIN光电二极管的光谱响应特性作了详细的分析计算,得到了硅PIN光电二极管光谱响应的计算公式;给出了器件光谱响应曲线的绘制方法.实测数据与公式计算结果吻合较好.讨论了器件工艺参数变化对光谱响应的影响.     

面阵CCD光谱响应测试及不确定度评估

基于单色仪法对面阵CCD进行光谱响应测试,并对测试结果的不确定度进行全面评估。介绍单色仪法测试CCD光谱响应的原理;选用硅陷阱探测器作为标准探测器,搭建测试装置,得出400~1000 nm波段内面阵CCD光谱特性参量,其中峰值波长为602 nm,中心波长为580 nm,光谱带宽为402 nm;以632 nm处光谱响应测试为例,建立不确定度评估模型,分析了包括面阵CCD辐照度响应非均匀性、溴钨灯稳定性、单色仪出射波长重复性和准确度以及图像采集处理系统的稳定性对测试的影响。应用模型计算得出测试结果的合成标准不确定度为4.3%(k=1),满足面阵CCD光谱响应测试精度要求。