双等效斜楔型静态傅里叶变换干涉具

为了在传统静态傅里叶变换干涉具原有尺寸的条件下提高光谱分辨率,通过双等效斜楔的设计来增加干涉具的有效光程差.在推导分析了传统静态傅里叶变换干涉具和双等效斜楔型静态傅里叶变换干涉具光程差函数的基础上,进一步推导出了切除干涉具边缘畸变干涉条纹长度的计算公式.经仿真计算得知,双等效斜楔型静态傅里叶变换干涉具光程差的理论最大值...     

干涉图零光程差位置的确定方法

风云四号A星干涉式大气垂直探测仪在轨运行以来发现,受噪声、采样误差、条纹计数错误等影响,干涉图零光程点会发生定位偏差.干涉条纹平移引起的相位误差与波数成线性关系,对残余相位进行线性回归分析可以得到零光程差位置的偏移量.利用在轨实测数据,应用残余相位方法,分析了零光程点定位偏差校正前后对相位谱及辐射光谱的影响.该方法已经应用于风云四号A星干涉式大气垂直探测仪的在轨数据预处理中,并取得了很好的应用效果.     

基于静态固体斜楔干涉的红外探测技术

针对现有傅里叶变换红外光谱遥测技术响应速度慢、灵敏度低、抗震性差等缺点,提出一种基于静态固体斜楔干涉具为核心的傅里叶变换红外光谱遥测技术。选用UL04371-042型非制冷红外焦平面阵列探测器(UIRFPA)作为干涉信号探测的核心部件。在分析静态固体斜楔干涉具基础理论及探测器性能的基础上设计了驱动电路,FPGA作为时序控制的主体,在Xilinx ISE 12.4的开发环境中,利用Verilog硬件描述语言编程,对探测器的工作时序进行了设计输入和仿真验证。使得干涉信号通过高速AD采集,FPGA外扩的SRAM缓存,最后通过USB传送到上位机LABVIEW进行数据处理及成像。通过仿真和实验验证其可行性,实现了红外波段的静态固体斜楔干涉信号光谱成像,为进一步研究干涉型成像光谱仪成像技术提供前期准备。     

白光干涉零光程差位置的五步测量法

给出了采用5步法测量白光干涉中零光程差位置的理论推导。提出在测量中以双光束干涉条纹间距的1／4大小作为干涉光强空间采样间隔；以被测点附近5点测量数据作为一组基本数据来确定干涉条纹的局部调制度；采用重心法确定干涉条纹调制度的最大值位置，并以此作为零光程差位置。对不同干涉光强分布公式生成的模拟测量数据进行了理论分析；对光电测量系统中的机械精度与光电测量精度对测量结果的影响进行了定量计算。通过计算得到，本方法的最大零光程位置测量误差不超过1／4干涉光中心波长。     

新型等效斜楔设计

针对现有的静态斜楔干涉具无法实现零光程差,并且对被测光的空间相干性要求较高,进而影响光谱反演的准确性和复杂性问题,提出了一种新型等效斜楔干涉具,该等效斜楔由两种折射率不同的材料构成,两个反射面完全垂直,干涉的两束光是由同一束光分开而得,因此对光的空间相干性无太高要求,并且可以实现零光程差。理论推导了该斜楔不同位置的光程差公式和光谱反演公式,并且设计了该等效斜楔,其最大光程差可达168.3 m,对光谱测量过程进行了仿真分析,结合最大光程差和所测光谱波段分析了线阵CCD的像元数要求。采用532 nm单纵模激光器和632.8 nm氦氖激光器进行了实验分析,实验结果得到中心波长误差小于0.2%。     

基于电可调式F-P干涉具的脉冲激光静态干涉

传统激光光谱探测通常采用动态Michelson干涉具来实现,但此类干涉具结构复杂,且需要反复移动内部器件的位置才能实现稳定的干涉.此外,某些激光脉冲的时间宽度较窄,因此,此类动态干涉具无法实现持续时间较短的脉冲激光光谱探测.该文从基于电可调式法布里-珀罗(F-P)干涉具用于脉冲激光光谱探测人手,讨论了交流控制式F-P干涉具的相关参数,并进行了光学测量实验.该文为静态脉冲激光光谱探测技术的实现提供了可靠的理论依据.     

光程差倍增的纳米级精度激光干涉仪

介绍了一种新型的纳米级精度位移测量激光干涉仪。提出了耦合差动干涉的新方法。通过对光程差进行倍增 ,提高了干涉仪的分辨率和稳定性。该干涉仪结构简洁紧凑 ,光路布局对称性好 ,不存在死光程 ,容易装调 ,符合阿贝原则和结构变形最小原则 ,在 10 mm (可以扩展至 50 mm )测量范围内 ,获得了λ/16 0 0的分辨率和纳米级的测量精度。     

弹光调制非线性光程差干涉信号的快速反演

为了提高弹光调制中非线性光程差干涉信号的光谱反演效率,采用非均匀快速傅里叶变换算法对弹光调制相位非均匀采样干涉信号反演光谱进行了仿真,得到1024点反演速率较直接计算提高20倍,平均误差达到0.87%的结果。结果表明,该算法可实现弹光调制干涉信号的快速、高精度反演,给硬件实现弹光调制反演光谱提供了一定的参考依据。     

基于FPGA的静态傅里叶变换光谱探测系统研究

为克服傅里叶变换光谱仪的机械扫描和光谱复原中软件处理实时性差的缺点,研究了一种基于FPGA的静态傅里叶变换光谱探测系统。根据傅里叶变换光谱理论,确立了选用等效斜楔干涉具和线阵COMS的方案,使用FPGA来实现,并详细介绍了系统工作原理。利用硬件描述语言VerilogHDL,在Vitex pro-2FPGA芯片上,实现了探测系统CMOS驱动电路、光谱复原处理电路等逻辑设计,并通过第三方仿真软件Modelsim6.3f完成了各模块的功能仿真。应用该实验系统对波长为635nm的半导体激光器进行了光谱探测,测试结果与MATLAB仿真计算值一致。实验结果表明该光谱探测系统具有运算速度快、实时性和可靠性好等优点。     

基于DSP的弹光调制干涉具干涉数据的实时处理系统

弹光调制干涉具中光程差的非线性带来了干涉信号的非均匀变化,在光谱复原过程中,如不对干涉数据修正直接采用快速傅里叶变换(FFT)复原光谱会导致光谱严重失真,难以满足实时处理要求。首先提出采用非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)实现光谱复原,其次设计了一种基于高性能DSP芯片OMAP-L138的干涉数据处理系统,它将高速数据采集卡PCI-5122采集到的671.1 nm激光干涉数据进行存储并完成其实时光谱复原。研究结果表明:这套干涉数据实时处理系统操作简单,运行可靠。复原671.1 nm激光的波长误差小于1 nm,谱线位置误差小于0.1％,为后期采用高性能DSP的弹光调制傅里叶变换光谱仪提供了很好的前提基础。     

Research on determining the position of zero optical path difference with the wavelet transform

Due to the error of digital sampling, there is a deviation between the zero optical path difference(ZOPD) detection position of the interference signal in the infrared gas analyzer and the actual position. To solve this problem, a high-precision detection method of the ZOPD position based on wavelet transform is proposed. Firstly, the wavelet envelope curve of the interference signal is obtained by the wavelet transform, which can obtain the phase information and amplitude information of the max...     

多孔Si光学干涉法生物传感器的研究

实验制备多孔Si材料作为传感器载体,通过H2O2浸泡的方法使其表面形成Si-OH键,然后对样品进行硅烷化处理。用戊二醛作为偶联剂,通过共价键偶联法将血管紧张素-Ⅱ(Ang-Ⅱ)抗体固定到多孔Si的孔洞中。分别滴加不同浓度的抗原使其发生反应,测量傅里叶变换红外谱(FT-IR)和加入抗体前后反射谱的变化,结果表明,硅烷化效果明显,生物抗原较好固定,抗原抗体反应前后反射谱有明显红移,且红移量于滴加抗原浓度增加而增加,并呈现抗原抗体浓度于红移量的非线性关系。     

旋转双光楔光路引导系统Matlab仿真研究

由于光楔在高精度微孔加工中起着对激光光束引导作用,为了提高激光微细孔加工质量,给出了一种提高光楔对激光微加工精度分析的方法。首先提出了单光楔矢量等效概念,基于单光楔矢量定义对双光楔矢量模型进行了建立与分析,并得出了多个光楔进行矢量叠加的新方法;其次,应用Matlab 编写了仿真软件,仿真得出了激光束经过两个相同光楔后的轨迹,并指出了由于运动系统的不同步对激光微孔加工中打孔质量的影响,进行了误差定量分析并给出了误差计算公式。文中结论对高精度激光微孔加工控制系统设计时的性能指标提供参考。     

用稳光程干涉仪拍频检测小位移

本文报告了一个检测低频小位移的方案,以塞曼双频激光器为光源,用迈克尔逊干涉仪进行检测.为克服低频噪声影响,采用伺服环路锁定干涉仪光程差,且用拍频技术检测信号,对于3.3kHz的信号,检测最小位移达0.005nm.     

基于键合技术的新型集成光学干涉仪

提出了一种基于超薄薄膜光电二极管(PD)构成的新型集成光学干涉仪构造方案，基于键合技术，论证了超薄薄膜光电二极管阵列集成化构成集成光学干涉仪的可能性。着重描述了集成光学干涉仪构造关键部件——超薄薄膜光电二极管的设计、制造及其特性。所构成的集成光学干涉仪经实验得到初步验证，结果表明，利用微细加工制作微光学干涉计是完全可行的。     

基于键合技术的新型集成光学干涉仪

提出了一种基于超薄薄膜光电二极管 (PD)构成的新型集成光学干涉仪构造方案 ,基于键合技术 ,论证了超薄薄膜光电二极管阵列集成化构成集成光学干涉仪的可能性。着重描述了集成光学干涉仪构造关键部件———超薄薄膜光电二极管的设计、制造及其特性。所构成的集成光学干涉仪经实验得到初步验证 ,结果表明 ,利用微细加工制作微光学干涉计是完全可行的     

透射式低温光学红外相机全光路冷链热设计

某透射式低温光学红外相机工作于倾斜地球同步轨道,所处空间热环境复杂多变,整个光学路径部组件属于低温光学系统,对温度梯度及温度稳定性要求较高,这对热控系统设计带来挑战。结合相机在轨成像温度需求及空间外热流特点,详细分析了相机热控设计的重点和难点,通过低温热管热量传输和辐射制冷的方式实现了低温光学系统的降温,通过高效热防护、热隔离及间接辐射控温技术实现了低温光学系统的高精度控温。热平衡试验温度数据表明:成像模式下,各光学部组件温度均满足指标要求,光学透镜温度均匀性和稳定性较高,光学透镜间最大温差小于1 K,最大温度波动小于±0.3 K,实现复杂内外热环境下光学透镜高精度控温;加热去污模式下,利用低温热管“热开关”的特点在常温下热阻增加,通过较小热控功耗实现光学透镜加热去污的需求。