基于光谱采样率的反卷积算法分析

反卷积方法是提高光谱仪分辨率的重要手段。采用空域迭代反卷积和频域维纳滤波对多纵模激光器光谱进行数据仿真,并在不同光谱仪采样率条件下,比较了迭代反卷积和维纳滤波结果。仿真结果表明,迭代反卷积和维纳滤波可以有效消除光谱仪仪器响应函数引起的光谱展宽,提高光谱仪分辨率。在光谱仪采样率低的情况下,迭代反卷积的分辨率增强效果优于维纳滤波。随着采样率的增加,维纳滤波的误差小于迭代反卷积。实验分别测量了单纵模和多纵模632.8nm He-Ne激光器光谱,并对测量结果进行反卷积处理。结果表明,低分辨率光谱仪测量的激光器光谱经反卷积处理后与高分辨率光谱仪直接测量结果一致。     

基于压缩感知的AOTF光谱测量方法（英文）

基于声光可调谐滤波器（AOTF）的光谱仪器已经在生物医学、农业、航空航天等领域中广泛应用。然而,传统的AOTF光谱仪很难在保持光谱分辨率和减少采样次数的同时,还实现系统光通量的增加。针对上述问题,本文提出了一种基于压缩感知理论的AOTF光谱测量方法,利用AOTF可多频驱动的特点,在光谱维度上实现稀疏随机编码复合光信号调制,可利用单元或面阵探测器顺次记录完成压缩采样,再通过压缩感知重建算法获得目标光谱曲线或光谱图像数据立方体。为了验证本方法的有效性,我们利用实际测量得到AOTF光谱响应带宽数据,构建传感矩阵,以展宽光谱为恢复目标,仿真了压缩采样和目标数据重构效果。仿真结果表明,该方法可以通过202次压缩采样,重构得到512个波长点的光谱数据,光谱数据采样率和压缩比为0.39。此采样率下,本方法可以高精度恢复光谱曲线,PSNR指标达到41.75dB,SAM和GSAM指标为0.9998和0.9754。多频同时驱动下,系统光通量平均提升了5倍。与传统逐波长点扫描的采样方式相比,该方法能够在保持原有光谱分辨率的前提下减少总采样次数,提高系统的光通量,同时还压缩了光谱数据,在微弱信号检测、物质快速...     

新型宽带匹配网络在双路宽光谱AOTF成像技术中的应用

基于双路AOTF的宽光谱成像技术在偏振成像光谱仪中得到应用,其成像质量受AOTF衍射效率、光谱带宽等影响。其核心部件超声换能器阻抗失配时导致驱动功率无法最大限度的传递给换能器,使AOTF光谱衍射效率降低,3dB光谱带宽变窄,影响光谱图像有用信息的获取。采用压缩回波损耗技术,设计了一种基于LC拓扑结构及组合臂的宽频带、光谱衍射效率高的新型匹配网络。最终测得AOTF的光谱衍射效率最高达94％,光谱带宽小于5nm,提高了在420~1150nm波段范围内的光谱衍射效率及分辨率,实测目标的成像质量得到明显改善。     

AOTF后楔角对光谱图像像质的影响

针对AOTF成像光谱仪的光谱图像退化程度难以定量化评价的问题,提出了包含后楔角影响的AOTF器件调制传递函数（MTF）定量计算方法。该方法通过建立AOTF的光谱-空间维响应模型获取AOTF器件的线扩散函数(LSF),然后通过线扩散函数傅里叶变换得到理论MTF。在验证实验中,截止频率内的MTF理论值与实测值相对偏差小于15%,可以为AOTF的像质评估提供理论依据。进而,通过该定量计算方法讨论不同AOTF后楔角对光谱图像像质的影响。通过仿真分析得出,AOTF的后楔角难以同时满足横向色差校正与图像退化抑制,需要根据实际应用对于空间分辨率以及横向色差的要求进行取舍。所以,针对AOTF不同后楔角进行光谱图像像质的定量分析对于评估AOTF光谱图像像质具有重要意义,为AOTF器件设计提供了理论依据。     

利用串联双滤波技术改善声光滤波器光谱分辨率的实验研究

考虑旋光性设计 制作了两个非共线型声光可调滤波器(AOTF),通过前后放置对信号光进行两次的级联滤 波。 调节前后两个AOTF所加的超声频率值, 保证前后两个AOTF存在透射光谱的叠加区,从而实现光谱分辨率的提升及调控。实 验结果表明,双滤波技术还可以有效抑制AOTF透射光谱的旁瓣效应,改善透射光 谱的纯度。     

傅里叶变换光谱仪探测器非线性的影响及其校正方法

针对傅里叶变换光谱仪探测器引起的非线性进行研究，阐述了非线性的产生、分析了非线性对光谱的影响以及介绍了两种校正二次项非线性的方法:卷积法和迭代法。并采用这两种方法对干涉图进行二次非线性校正，然后在卷积法与迭代法的基础上提出一种更适用于实际数据的新方法。最后采用这三种方法对模拟数据以及实际采集数据分别进行非线性校正，实验数据说明校正后非线性能得到抑制。并且通过对比发现，新的校正方法有较好的精度及更快的速度。     

基于多谱段集成检测的宽光谱AOTF性能测试系统

声光可调谐滤波器(Acousto-Optic Tunable Filter, AOTF)是一种新型分光器件,近年来在光谱分析技术领域得到广泛应用.首先分析了AOTF的分光特性及驱动要求,介绍了AOTF器件的关键性能指标和测试方法.其次针对AOTF器件性能设计了专用测试系统.系统采用单色仪作为光源,通过多谱段集成检测方法,能对宽光谱AOTF器件进行驱动频率匹配、衍射效率和光谱分辨率的测试.测试系统波长的覆盖范围是400~3 200 nm,光源稳定性优于98%,光谱分辨率在450 nm处小于0.4 nm,在2 400 nm处小于2.0 nm.最后以短中波晶体的测试为例,验证了该测试系统的功能及性能,达到了设计要求.基于多谱段集成检测的宽光谱AOTF性能测试系统由于其高效、便捷等特点,具有很强的工程应用价值.     

基于AOTF的新型成像光谱系统

声光可调谐滤波器（Acousto-optic Tunable Filter,AOTF）是一种新型电控滤光元件,具有波长任意选择、光谱扫描速度快、体积小、无运动部件、环境适应性好等诸多优点。分析了AOTF的工作原理及多频模式下实现光谱分辨率可编程的方法,介绍了基于AOTF的新型成像光谱系统,给出了初步的实验结果。该系统工作于可见近红外波段,突出特点为光谱扫描波段、各波段光谱分辨率均可通过软件进行配置,因此相比于传统成像光谱系统具有更高的灵活性和数据效率。     

基于压缩卷积神经网络的图像超分辨率算法

为了有效提高深度图像的分辨率,文中借鉴经典SqueezeNet网络结构,提出一种基于Fire Module的卷积神经网络模型。该算法实现了直接从低分辨率图像到高分辨率图像的映射和转化,其中Fire Module作为网络的非线性映射模块,在减少参数的同时可学习图像的深层特征。为了避免插值预处理,在网络的输出层引入反卷积层,实现3倍上采样和高分辨率图像的输出。实验表明,采用该基于Fire Module的卷积神经网络模型的反卷积算法得到的超分辨率图像细节更加丰富,客观指标PSNR值和SSIM值的评价也明显优于其他算法。     

基于累积量极值的非线性系统盲反卷积

提出一种新的基于累积量极值的非线性系统盲反卷积算法.通过引入中间变量作为隐含观测量,反卷积系统估计转化为两个子系统估计问题.第一个子系统估计是一具有完备指导信号训练集的后非线性系统(post nonlinear system)辨识,第二个子系统的估计则是一般基于累积量极值的线性系统盲反卷积.与其它算法比较,新算法具有明确的收敛性质和快速的收敛速度.     

Measurement of gain spectrum for Fabry-Perot semiconductor lasers by the Fourier transform method with a deconvolution process

To improve the accuracy of measured gain spectra, which is usually limited by the resolution of the optical spectrum analyzer (OSA), a deconvolution process based on the measured spectrum of a narrow linewidth semiconductor laser is applied in the Fourier transform method. The numerical simulation shows that practical gain spectra can be resumed by the Fourier transform method with the deconvolution process. Taking the OSA resolution to be 0.06, 0.1, and 0.2 nm, the gain-reflectivity product spectra with the difference of about 2% are obtained for a 1550-nm semiconductor laser with the cavity length of 720 /spl mu/m. The spectra obtained by the Fourier transform method without the deconvolution process and the Hakki-Paoli method are presented and compared. The simulation also shows that the Fourier transform method has less sensitivity to noise than the Hakki-Paoli method.     

材料特性对声光可调滤波器光谱分辨率的影响

声光可调谐滤波器(AOTF)是一种利用各向异性介质中的声光作用工作的快速可调谐的分光元件,通过调节所加载的超声波频率可实现对出射光波长进行灵活、快速地调节.光谱分辨率是评价声光可调滤波器性能的主要指标之一.以二氧化碲非共线声光可调滤波器为研究对象,基于声光作用基本原理,系统推导了非共线声光可调滤波器光谱分辨率公式,并分...     

Range resolution improvement in FM-based passive radars using deconvolution

FM-based passive bistatic radar (PBR) systems suffer from low range resolution because of the low baseband bandwidth of commercial FM broadcasts. In this paper, we propose a range resolution improvement method using deconvolution. The output of the PBR matched filter is processed using a deconvolution algorithm which assumes that targets are isolated, i.e., sparse in the range domain. The deconvolution algorithm is iterative and was implemented by performing successive orthogonal projections onto supporting hyperplanes of the epigraph set of a convex cost function. Simulation examples are presented.     

转镜透射式傅里叶光谱仪光程差的非线性分析

转镜透射式傅里叶光谱仪具有可靠性高、光谱分辨率高、测试速度快等优点,但在正常匀速转动扫描光程差的情况下,存在光程差的非线性问题。针对转镜透射式傅里叶光谱仪的光程差的扫描非线性问题进行了分析,提出了一种光程差非线性数学计算模型,建立了转镜光程差方程,并进行了MATLAB仿真分析。通过速度反馈电机控制转镜匀速旋转时,根据本文的非线性光程差方程可获得等光程差对应的时间非均匀关系,从而可实现时间的非均匀采样,并反演出准确光谱,而不必采用稳频氦氖激光器触发采样,可以节省成本和减小仪器的体积与重量。