阿达玛变换成像光谱仪编码模板的设计与制作

编码模板是阿达玛变换成像光谱仪的关键部件，用以代替入射狭缝和出射狭缝。根据编码模板的构造原理，通过计算机生成二元伪随机序列码，用C语言根据编码方式生成图形文件，进而光刻出编码模板。应用该方法可制作任意形状和大小，特别是码元数目较大的编码模板，能实现高分辨率的编码。     

高光谱成像与应用技术发展

介绍了高光谱成像的需求与应用、光谱成像技术的现状与发展。高光谱成像已在产品分选、精准农业、环境监测、文物保护、刑事侦查、伪装识别等行业得到应用。传统的棱镜光栅色散型、连续可调谐滤光型、傅里叶变换干涉型等光谱成像分光方式成本高、体积大、速度慢,目前其光谱成像仪仍作为主要的研究设备。为促进产业化应用,需要发展体积小、成本低、速度快的光谱成像技术。计算层析、压缩编码、胶体量子点CQDs光谱成像技术仍需理论突破,短时间难以实用。积分视场、离散采样光谱成像技术原理简单、技术成熟,可用于空间分辨率要求不高的场合。复眼滤光式、像素滤光式光谱成像技术通过单片集成像素级滤光片,既能在权衡光谱分辨率与空间分辨率的基础上实现实时性,又能极大地减小体积、降低成本。     

基于成像光谱仪的频域OCT的实验研究

针对传统点扫描OCT系统的成像速度对OCT在实际研究和应用中的影响,本文提出并搭建了一种高速无扫描频域OCT系统,对该系统的成像分辨率、探测深度与各种噪声进行分析,并提出一种新的消除背景噪声的方法.该系统根据频域OCT和成像光谱仪的基本原理和工作特性,采用一种新的干涉光路以线聚焦方式对样品进行高速数据采集.实验结果表明,这种系统无需任何扫描装置就可得到二维层析图像,在对载玻片8 mm宽度范围成像时,其速度比传统点扫描方式快两个数量级;利用文中提出的数据处理方法成功将背景噪声消除.     

基于高光谱成像技术的绿松石在线鉴别系统研发

为了避免常见的绿松石处理品及伪品入药,本文针对药用绿松石原矿样品,利用高光谱成像技术开展了绿松石在线鉴别系统的研发.依据全国各地有代表性的天然绿松石原矿样品的高分辨光谱数据,获取了标准谱线,并验证了其普适性.针对市面上常见的绿松石伪品和处理品,分析了在400 nm～1000 nm和400 nm～600 nm范围内的相关...     

新型超光谱大气CO2遥感探测技术

论述了空间外差光谱技术在大气CO2超光谱遥感探测中的应用。分析了高精度大气CO2遥感探测所需的光谱波段、光谱分辨率以及信噪比等重要指标,以此为设计依据,开展了大气CO2空间外差光谱仪核心元器件指标的计算。利用 Y-12飞机进行航空验证实验,分别采集了农田、工业区、沙滩区域的 CO2吸收光谱数据,并开展了数据处理,获取了机载平台下的CO2精细吸收谱线。初步的反演结果表明空间外差光谱技术能够满足大气CO2等温室气体的遥感探测灵敏度要求。     

高光谱成像技术在纸质档案数字图像去污方面的应用

针对纸质档案数字化过程中面临的污迹、霉斑以及涂画笔迹等问题,采用可见光-近红外波段高光谱成像技术对若干纸质样本在550nm^900nm可见光近红外波段进行了成像实验,获取了样本的可见光-近红外光谱图像数据。研究结果表明,高光谱成像技术可在数字化过程中有效去除样本图像中的霉斑和涂画笔迹,降低数字图像去除污迹的难度,提高纸质档案数字化中的图像质量。     

局部高空间分辨率的应用适应性PET系统设计初探

研制成本可负担的高空间分辨率正电子发射断层成像(positron emission tomography,PET)系统在PET成像应用中具有决定性的意义,也是PET成像面临的关键性挑战之一。设想一种PET系统,能够根据应用的需求对不同性能的探测器进行布局,在一个具体时刻,对部分成像区域获得很高的性能,而在其他的区域获得普通性能。提出了一种应用适应性PET系统原型,由大部分普通固有空间分辨率的探测模块和少量更高甚至极端高固有空间分辨率的探测模块组成。研究了在含有连续放置的一段高固有空间分辨率探测模块的PET系统中,高性能模块的布局位置和数量对视场内不同位置点的空间分辨率的影响。初步研究结果表明,所提出的系统能够为局部区域带来高空间分辨率,其空间分辨率提升程度与高性能模块布局位置有关,在同一高性能模块布局位置下,视场中不同位置点的提升程度不同。该研究结果也显示,根据应用需求规划探测模块的构成和布局以在感兴趣区域获得局部高空间分辨率是可能的。     

Zn2+掺杂Y2Cu2O5高近红外反射颜料的制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列具有高近红外反射特性的环境友好型无机颜料Y2Cu2-xZnxO5(x=0,0.25,0.5,0.75,1.0).利用X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-Vis-NIR)、CIE-L*a*b*1976色度分析软件以及热重-示差扫描量热仪(TG-DSC)等对所合成颜料的晶体结...     

基于I2C总线CMOS成像系统的设计与实现

为了获取各种期望效果的稳定图像,提出了基于I2C总线的以FPGA为控制核心的CMOS成像系统.该系统以OV5620为数字图像传感器,Altera公司的EP2C35系列现场可编程门阵列为系统控制核心,通过I2C总线控制及配置获取该成像效果所需的寄存器,图像信号通过SDRAM乒乓缓存后输出到VGA显示器上显示该期望效果的图像,不同的寄存器配置值将会产生不同的显示效果.通过实验验证了该系统能通过改变寄存器值而达到不同的期望效果.     

新型高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标系统设计

限于常规波长定标的局限性,构建了高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置.该系统主要由具有高稳定性的300W氙灯系统、前置施瓦兹型聚光镜、高光谱分辨力的中阶梯光栅单色仪以及后置光学系统组成.利用ZEMAX光学设计软件,对该中阶梯光栅单色仪光学系统进行了优化设计.对设计结果进行了分析,设计结果表明,所设计的高分辨率紫外-可见成像光谱仪波长定标装置满足设计指标要求,扫描光谱范围270～500 nm,光谱分辨力小于0.05 nm,波长精度小于0.05 nm.     

S5933 PCI控制器在高分辨力成象光谱仪数据采集中的应用

为了实现高分辨力成象光谱仪（ＨＲＩＳ）中的遥感图象集工作,本文采用由高速信号处理电路、基于Ｓ５９３３ＰＣＩ总线控制器的数据采集卡、高速磁带机等组成的记录处理系统,解决了高分辨力、大容量、多光谱图象采集及实时处理的问题,并成功应用于ＨＲＩＳ机载系统中。     

高分辨率长波红外连续变焦光学系统设计

针对高分辨率640×512元非制冷探测器,设计了一款6×长波红外连续变焦光学系统。该系统由6片透镜构成,工作波长为8~12μm,F数为1~1.1。根据变焦光学系统设计理论,确定了系统的机械补偿式变焦结构并构建了初始结构;对该系统的光学结构参数及凸轮变焦曲线进行了设计和优化。像质评价结果表明该系统在20~120mm焦距范围上实现了连续平滑变焦;在30 lp/mm空间频率处,全焦距范围调制传递函数值大于0.45,接近衍射极限;全焦距范围各视场弥散斑均方根半径小于6.3μm,远小于像元尺寸17μm。实验证明该系统具有高分辨率、高变倍比、大光圈、大视场范围的特点,且像面稳定,变焦平滑,结构紧凑合理,成本相对较低。     

运动补偿下成像光谱仪的辐射能量采集特性

为研究运动补偿下成像光谱仪的辐射能量采集特性,首先推导出系统探测器像元采集到的光谱辐射能量与瞬时视场光轴摆角的关系式.据此,在可见近红外(0.4～1.0 μm)光谱范围内,计算不同摆角下系统采集到的光谱辐射能量与观测星下点(对应光轴摆角为0°)时系统采集到的光谱辐射能量的比值.结果表明:与观测星下点相比,运动补偿过程中系统采集到的总光谱辐射能量随光轴摆角的增大而减小,并且其中地面目标辐射所占的比例也随之减小.系统信噪比有类似的特性.要使整个观测过程辐射能量提高的倍率保持或接近预期的补偿倍率,光轴摆角尽量小于30°.     

Ultrasensitive 2D ZnO Piezotronic Transistor Array for High Resolution Tactile Imaging

In this paper, a new kind of 2D piezotronic transistor (PT) with the highest sensitivity till date has been designed and demonstrated, and the 2DPT array with ultrahigh spatial resolution has been developed through assembling ZnO nanoplatelets into ordered nanoplatelet array. As active sensors by directly converting applied mechanical actuations into electrical control signals without applying gate voltage, the ZnO 2DPT array has a great advantage as a fundamental component of piezotronics. The 2DPT array paves the way for a large‐scale and integrated production of two terminal vertical transistors, which will contribute to its application in many fields such as human–machine interfacing, smart sensor, and processor systems.     

光谱预处理对近红外光谱快速检测黄酒酒精度的影响

本文以黄酒近红外透射光谱为研究对象,探讨光谱预处理方法对黄酒酒精度快速定量检测模型的影响,对比分析了采用平滑、一阶导数、二阶导数、多元散射校正、标准正态变换结合去势等五种传统方法和小波变换、傅里叶变换、正交信号校正等三种新方法预处理后光谱的偏最小二乘建模效果.结果表明,正交信号校正处理后,模型交叉验证R和RMSECV分...     

Frequency Spectral Measurements of a Pulsed,TE CO2

Abstract

Experimental measurements of the intra-pulse chirp and temporal coherence from a Joule class TE CO₂ laser incorporating LAWS transmitter design features are presented. Digitized quadrature data (I and Q) from our ground-based coherent Doppler lidar system utilizing return signals off a hard target in the telescope far field are processed using fast Fourier transform and pulse pair techniques to obtain laser pulse frequency spectral components (offset frequency and spectral width) and high-resolution (～ 50 ns/sample) frequency chirp profiles. Less than 300 kHz of frequency chirp is observed in the first 3·5 μs of the laser pulse which contains approximately 90% of the pulse energy. Spectral width of the laser pulse, including both chirp and transform limited components, are measured to be less than 300 kHz full width at half maximum.     

Image Evaluation of the High Resolution VUV Spectrometer at SURF II by Ray Tracing

A high resolution VUV spectroscopic facility has been in use for several years at SURF II, the Synchrotron Ultraviolet Radiation Facility at the National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, Maryland. At this facility, a combination of three cylindrical mirrors is utilized to focus the light originating in the storage ring onto the horizontal entrance slit of the spectrometer. The spectrometer uses a 6.65 m concave grating having a groove density of 4800 lines/mm in the off-plane Eagle mounting. In preparation for the installation of an array detector in the exit image plane, a ray tracing program has been formulated and spot diagrams have been constructed by plotting the coordinates of the points of intersection of the diffracted rays with the image plane, which is tangent to the Rowland circle. In creating the spot diagrams, we have considered both parallel and tilted configurations of the entrance slit with respect to the grating grooves. It is shown that the line widths of the spectral images can be reduced when the entrance slit is properly tilted. Finally, we have estimated the spectral widths of the images when they are recorded on an array detector placed tangent to the Rowland circle. We conclude that an image spectral width of 0.41 pm to 0.88 pm in first order can be achieved over the wavelength region of 40 nm to 120 nm.