数字电影滤光反射镜光谱设计

为了满足数字电影光学系统色温要求及提高光源能量利用效率,降低设计及光学薄膜镀制难度,计算了色温变化小、光源利用效率高的可见光高反射光谱波段。根据椭球滤光反射镜的工作原理及滤光薄膜的光谱特性,结合氙灯光源光谱及人眼的视觉函数,分析了可见光不同光谱波段对系统光效率及色度坐标的影响。获得了可见光波段光效利用率高,色度参数变化小的波段范围,解决了数字电影反光镜滤光薄膜可见光高反射波段初始设计问题。由滤光薄膜设计及镀制结果得到,405～690nm波长范围可作为数字电影滤光反射镜薄膜高反射区域,相比与氙灯光源光谱,x、y色度偏差不超过0.001,理论反射光光效率达99%以上。     

碗形冷光镜镀制技术

一、概述在电影放映及其它照明系统中,经常使用大功率的光源,例如卤钨灯、碳弧灯、金属卤素灯等。这些光源除了发射可见光外,还伴随着发射出大量的红外线和紫外线,图1示出几种光源的幅射能对波长的关系曲线。     

可见光通信与双目视觉的室内定位

提出一种基于可见光通信与双目视觉测量的高精度室内定位方法,旨在为室内移动机器人提供一种精度高、成本低、不易受干扰的室内定位方案。该方法利用双目视觉传感器对LED光源进行成像测量,利用惯性测量单元传感器记录成像测量的三维姿态角,并通过可见光通信技术获取LED光源的坐标信息,最终计算双目视觉传感器相对于LED光源的三维坐标。根据该方法研制了一款基于可见光通信与成像的定位模块,该模块可以利用单个或两个LED光源进行成像定位。当定位模块采用1280×720分辨率的图像时,在2 m×2 m×3 m室内环境中可实现厘米级移动定位,定位频率大于5 Hz;当利用两个相距60 cm的LED光源进行定位时,在三维方向上的定位误差均小于5 cm,同时能够提供小于1.4°的定向纠正。该方法可以为室内移动机器人提供厘米级定位导航服务。     

LED的光谱分布可调光源的设计

介绍了一种光谱分布可调光源的设计,该光源由积分球和大量不同颜色的LED组成.在可见波段.这种光源能产生不同光谱曲线,可以模拟很多不同光源的光谱分布.该项设计通过仿真使光源的光谱分布模拟目标光源的光谱分布,并设计了电源控制箱精确地控制每个LED模块.光源的面非均匀性为0.53%,角度特性在±10°以内,最大偏差为0.77%.这种新型光源在光辐射测量中可以作为一种传递标准.     

自校准型光谱辐亮度标准光源

针对高精度空间光学定量遥感的需求,研制了一种采用数字微镜器件的自校准型光谱辐亮度标准光源。该光源具有两种工作模式:在窄带工作模式下,由Gershun管辐射计和CAS光谱辐射计自校准;在宽带工作模式下,作为光谱辐亮度标准光源用于地面或空间遥感仪器的光谱辐亮度响应度定标。以光谱辐照度标准光源和Spectralon标准漫反射板组成光谱辐亮度标准光源为CAS光谱辐射计定标,测得自校准光源的光谱辐亮度。又以标准探测器定标的Gershun管辐射计测量自校准光源,采用迭代法得到自校准光源的光谱辐亮度。窄带模式下两种不同定标方法对自校准光源的光谱辐亮度测量结果在测量不确定度允许范围内一致。不确定度分析显示:基于标准光源和基于标准探测器的自校准光源光谱辐亮度测量不确定度分别为1.41%~2.09%和1.28%~1.61%。实验及不确定度分析结果表明,该光源可以满足高精度空间光学定量遥感的使用要求。     

可见光室内定位系统的信道模型及其仿真分析

为掌握可见光室内定位系统的无线信道特征,以提高室内定位系统的抗干扰性能,建立了室内可见光定位系统信号传输的信道模型及噪声模型。在设计的照明模型下,可见光反射损耗远大于视距传播的损耗,故信道传输函数可用直流增益函数表示。仿真结果表明,定位接收器接收到的定位信号信噪比大小与照明灯分布、定位光源光功率变化以及室内定位平面相对高度等参数有关。仿真计算结果表明,不同位置的光源所发信号接收时信噪比差异明显,因此定位中对定位光源的选择很重要,会直接影响定位系统的抗干扰性能,从而影响系统的定位精度。     

瞬态红外激光光谱装置

建立了一套同微机联接的研究活泼中间体结构和动力学的瞬态红外激光光谱装置。由紫外解离光源、红外探测光源、红外光谱信号探测和数据处理系统组成。该装置的时间分辨率为50ns,可检测到10~(-5)相对吸收变化。     

基于拟合算法的傅里叶变换光谱仪光谱反演

在傅里叶变换光谱仪(FTS)中,精确获取每个干涉信号采样点处的光程差是获取光谱图的关键。动镜速度的波动会对等时间采样造成采样误差,而当目标光源波长较短时无法直接利用传统方法进行等光程差采样。分析了速度波动误差对光谱的影响,并提出了一种基于拟合算法计算干涉信号每个采样点处光程差的方法,在动镜速度波动较大的情况下对可见光波段的干涉信号进行采样反演。实验结果表明,此方法准确度高,适用于各种傅里叶变换光谱仪。     

DWDM信道光谱基于GPIB的测试系统

阐述了一种用VisualBasic编程,基于GPIB(通用接口总线)的软件测试系统。系统的功能是模拟ASE(宽谱光源)光源和光谱仪的作用,实现计算机控制自动测试DWDM(波分复用器)的某一个信道的光谱。介绍了自动测试系统的构成,详细阐述了软件的设计思想。     

基于多LED可见光源的室内位置检测装置设计

设计了基于多LED可见光光源的室内位置检测装置,该装置具有成本低、功耗低、定位算法简单等优点。实验数据表明:使用可见光光强传感器结合LED发送的多频可见光调制信息可以完成80cm×80cm×80cm模拟室内模型的立方结构内部精确定位,定位精度约为2cm。     

基于多光源的光谱分布可调谐光源系统

针对定标光源和遥感器在轨探测目标的光谱非匹配对空间光学遥感器实验室辐射定标精度的影响,设计了一种基于发光二极管（LED）和基底光源的光谱分布可调谐光源。采用该光源模拟了典型地物目标光谱,用于遥感器的实验室绝对辐射定标,大幅降低了光谱非匹配带来的影响。首先,从理论上分析了光谱非匹配影响遥感器绝对辐射定标精度的机理;然后,根据设计指标确定了光源的设计方案,解决了光源的选型与光谱匹配算法设计、光谱分布可调谐光源驱动和控制系统、目标光谱匹配与光谱反馈调整、光谱分布可调谐光源光机设计等四项关键技术问题;最后,对光源进行了性能测试。测试结果显示：等能光谱和6 000 K黑体光谱的光谱匹配误差分别为6.37%和8.76%,出光口的辐照度非均匀度为0.53%,30 min内的辐照度不稳定度为0.03%,水平方向±30°内的辐亮度角度非均匀度为0.80%,各波长处光谱辐亮度值均高于0.07 W/（m²·sr·nm）,410~900 nm波段积分辐亮度为58.3 W/（m²·sr）,均满足设计指标。     

光谱光纤浓度传感机理研究

文中介绍利用物质光谱吸收峰选择光源波长和光纤浓度传感方法的理论基础、实施方案和实验,说明这是提高浓度检测选择性的一种可行的途径。     

光谱吸收型光纤一氧化碳传感器

基于气体分子的近红外光谱吸收机理,研究一种可以检测一氧化碳的光纤气体传感器.对窄带光源DFB LD进行正弦波调制,建立差分吸收的数学模型,利用谐波技术实现气体浓度的检测.系统采用差分结构有效消除了光源光强噪声干扰以及光电器件的零点漂移.实验结果表明,传感器性能稳定、灵敏度高、重复性好,并且不受其它气体的干扰.     

节能玻璃的光谱测试

为从光谱方面分析典型建筑用节能玻璃的特性,以现时建筑施工中常用的几种节能玻璃为研究对象,采用WGD-8A型组合式多功能光栅光谱仪对样品进行200～800nm的光谱测试。通过光谱测试发现:未经镀膜处理的普通钢化玻璃光透过率比较高,但是对波长没有选择性,无光谱节能效果;镀膜(贴膜)玻璃可见光透过率各异,普遍具有滤红外的节能效果;中空玻璃可见光透过率降低,有明显阻挡红外光的效果。部分镀膜(贴膜)玻璃具有可见光谱颜色选择性。这一测试成果,可作为建筑设计中选择玻璃的参考。     

基于光谱吸收的光纤气体传感器光源波长稳定控制技术

采用具有高精度电流注入模块和温度控制模块的分布反馈式半导体激光二极管作为光纤气体传感器的光源,基于气体吸收和谐波检测理论,分析了当光源输出光谱中心波长位于气体分子吸收峰不同位置时,所产生的谐波具有不同的特征.通过时这些特征进行检测并反馈给光源的温度控制模块,可以稳定光源的输出波长,使其与气体分子吸收峰对齐,从而提高测量性能.试验表明该方法对于波长稳定有很好的控制效果.     

基于LED的光谱可调光源结构研究

介绍了一个由大量LED组合而成的光谱可调光源,通过不同LED的组合产生不同光谱分布,可以模拟各种光源。该光源主要由LED屏体、光谱匹配模块以及LED控制驱动模块构成。LED屏体由2 304个窄带LED组成,通过LED数据分配卡将接收到的显示数据进行分配,并驱动屏体上的LED,以PWM的方式精确控制每一个LED的电流,实现256级及以上灰度等级显示。整个系统经初步调试,已能模拟部分光谱。该光源将具有广泛的应用前景。     

用国产单色仪快速组织自动光谱辐射计

本文介绍了国产单色仪快速组织自动光谱辐射计的方法及其方法。应用该系统可测量光源或辐射源的光谱辐射特性,进而得到当代评价光源的重要技术参数;三刺激值,色温,相关色温,显色指数等。     

日盲紫外-可见光双光谱照相机系统

为准确检测电晕放电的位置和强弱,考虑电晕放电会发出日盲紫外波段(240～280nm)光,对这一波段的目标进行检测可以避免太阳光的干扰这一特点,研制了一种基于分光方式的日盲紫外-可见光双光谱照相机。设计了一种孔径为68mm、焦距为180mm的高分辨率折反射结构的日盲紫外镜头,并设计了基于TMS320DM642的DSP芯片的图像处理电路。借助DSP/BIOS实时内核和RF5框架,实现了图像采集、图像输出显示、和压缩存储任务的调度,采用加权平均算法实现了图像融合。在阳光强烈的夏天对90m处的汞灯紫外点光源和背景进行了野外成像实验,获得了较为清晰的紫外图像、可见光图像以及合成图像。此外,提出了相机的改进建议。     

快速光谱光度计的研制

基于多通道技术和脉冲照明光源,采用自扫描光电二极管阵列(SPD)作为光电探测器,研制成快速的光谱光度计。经过精密的波长定标和光谱反射比定标,在专用PC计算机控制下结合软件功能,实现对物体表面色的快速高精度测量。     

光谱非匹配对于光学遥感器定标精度影响的分析

提出了光学遥感器定标过程中,定标光源光谱非匹配对与遥感器测量精度造成的影响。并使用复合梯形法进行计算机模拟数值计算,证明测量相对误差的存在,以及相对误差与遥感器的带宽成正比。对于20nm以内的分光谱光学遥感器,光源光谱非匹配对测量精度的影响基本可以忽略。而对中低光谱分辨或全色光学遥感器,在带宽为300nm时,光源光谱非匹配造成测量相对误差传可达7.9%。采用光谱匹配的定标光源是非常必要的。