多次采样平均在长波红外高光谱成像系统中的应用

长波红外高光谱成像系统由于光谱细分导致探测器所接收的目标信号的能量较一般成像系统弱,因此系统噪声对成像效果影响较大。针对这一现象,本文在分析系统噪声成分的基础上,提出采用ADC多次采样平均的方法来降低其噪声,并从理论上推导了该方法的有效性。然后搭建了实验系统,分析计算不同积分时间下,利用多次采样平均技术得到的信号和噪声大小,并计算系统的信噪比和NETD。结果表明,多次(m次)采样平均对系统的信号值几乎无影响,但可以将系统噪声降低至原来的m~(-1/2)倍。因此,该方法可将系统的信噪比提高至原来的m~(1/2)倍,并能有效降低系统的NETD,提高系统灵敏度。该方法为改善长波红外高光谱成像系统成像效果提供了一种方案。     

利用红外热像仪测量半透明体透射率的方法研究

针对E1897-97标准未给出半透明体透射率测量的理论模型,也未考虑被测材料温度变化对透射率测量结果影响问题,依据红外测温原理以及E1897-97标准的测量条件和测量方法,推导出了半透明体透射率测量的理论公式;选用了几种不同规格的半透明体双面硅进行了实验测试,将半透明体透射率实验测试值、理论计算值、出厂测量值进行分析比较,得到了在各种温度背景下半透明体的透射率测量值相对于理论计算值的误差,透射率测量值相对于出厂测量值的误差,分析了测量误差发生的原因。提出了一种减少半透明体透射率测量误差的方法,并通过实验进行了验证。实验结果与分析表明:考虑被测材料温度变化,对理论计算公式进行修正,并使用改进的半透明体透射率测量方法,透射率修正值与出厂测量值之间的误差降低到3%以下,证明了改进的透射率计算模型和透射率测量方法的正确性和可行性。     

304不锈钢晶粒尺寸的超声检测

以不同晶粒尺寸的304奥氏体不锈钢试样为研究对象,采用频率5MHz的超声换能器对其进行水浸横波检测,通过快速傅里叶变换(FFT)分析裂纹缺陷和晶粒反射信号的能量特征,以便排除缺陷信号的干扰;通过超声检测得到无裂纹缺陷试样的相对二阶非线性系数,分析了其与平均晶粒尺寸的关系。结果表明:当在1.6～4.4 MHz频段的能量占比低于1%时,可认为奥氏体不锈钢中无裂纹缺陷存在;相对二阶非线性系数随着奥氏体不锈钢平均晶粒尺寸的增大而减小,因此可利用该参数来表征奥氏体不锈钢的晶粒尺寸。     

固体自拉曼激光器多波长输出研究

实验对比了a切和c切的Nd∶YVO4晶体作为激光晶体时,激光器输出光光谱及输出功率上的区别。设计了一种小型化固体自拉曼多波长激光器,实验证明通过调节倍频晶体BBO的角度,可实现多波长选择性输出及同时输出,并测量了其输出光谱及单波长输出时的功率。