积分球出射照度与入射光束几何性质关系分析

针对采用积分球作为光收集器的光学透射率测量过程中,存在透射率测量值超出100%这一非正常情况。建立了积分球出射照度与入射光束几何性质的关系模型,利用该模型进行了仿真实验。对于直径300 mm,开口比为1%的积分球,入射光束几何性质改变引起的积分球出射照度相对误差为3.4%,采用该积分球测量透射率造成的误差可达3.4%,与实测结果吻合。光斑位置和分布的随机性导致透射率测量值超出100%。该误差源具有隐蔽性和不可避免性,研究该误差源对于提高积分球式光度测量精度具有重要的理论和工程价值。     

星上定标积分球系统的设计

星上定标系统是有效监测遥感器辐射响应性能的重要技术构成,成像光谱仪技术的发展对星上定标系统提出了更高的要求,包括系统小型轻量化及稳定性等技术难题.提出一种较完整的技术方案,以内置卤钨灯为光源,用小型化的积分球为匀光体,采用色温校正技术调节其光谱输出,内置安装标准辐射计监视系统的稳定性.针对积分球系统定标用的光源--卤钨...     

基于空间光调制器的光谱可调光源定标

基于空间光调制器的光谱可调光源是一种新型的定标光源,旨在实现定标光源与观测场景光谱匹配的定标新模式,进一步提高光谱定标和辐射定标精度。针对空间光调制器非光敏的特点以及这种新型光源特殊的工作模式,采用“激光光源+光谱仪”进行了光谱预定标和光谱精细定标,采用“标准灯-参考板+光谱仪”进行了辐射定标,实现了对该光源系统470~945 nm范围的光谱及辐射定标。不确定度分析结果表明,波长定标的不确定度优于0.2 nm,辐射定标的不确定度优于3.1%（k=1）。     

应用于超光谱定标的光谱可调光源光学设计

针对超光谱遥感中,传统定标光源和目标光源光谱精细结构不匹配、精确度量困难,影响定标精度的难题,提出了一种基于数字微镜器件和光谱仪结构的新型光谱可调光源,并设计了该光源的光学系统。详细描述了这种光源系统的工作原理,确定了光学系统的设计方案,计算了系统的结构参数,并说明了具体的设计过程。设计结果表明:在0.4~1.0 m 的设计波段上,光学系统整体性能接近衍射极限,各波长点列图RMS 半径小于3.5 m,各波长MTFs 在37 lp/mm 空间频率处都达到0.8 左右,满足设计要求。这种新型的光谱可调光源,有望提高目标光谱精细结构模拟的准确度,可利用基于标准探测器的方法进行精确度量,有利于降低超光谱遥感仪的定标不确定度。     

视觉检测系统LED光源照度优化方法

针对当前视觉检测系统LED光源照度优化研究中存在的照度效果评价因素单一、照度优化方法通用性不足等问题,以芯片封装质量视觉检测为例,提出一种基于改进樽海鞘算法的LED光源照度优化方法。该方法在单个LED光源照度数学模型基础上,建立标准条形LED阵列光源照度数学模型,获取条形LED阵列在任意空间位姿与被测面的照度值;基于照度均匀度、照度梯度变化与对中度、平均照度、目标与背景区分度等因素建立平面照度效果评价函数;提出改进樽海鞘算法,通过改进算法收敛系数、速度、领导者与追随者位置等更新策略,增强区域搜索的多样性;应用改进樽海鞘算法对平面照度效果评价函数进行优化求解,获取具有最优照度效果的空间位姿参数。实验结果表明:考察优化区域的相对照度分布,文中提出的LED光源照度优化方法所得照度分布与实际测量所得照度分布结果基本一致,目标区域理论照度均匀度在98.78%以上,误差在5.57%以内。因此文中提出方法优化目标合理,可用于视觉检测系统具有最优照度效果时光源位姿信息参数的获取。     

高精度智能化可见/近红外积分球辐射定标装置

设计了由硅光电探测器作为反馈元件,采用DSP控制主光源开口处电动可调光阑大小,实现输出光谱辐亮度值连续可调的高精度程控化可见/近红外波段积分球辐射定标装置。经过理论设计和计算,在该装置内放置挡屏,保证了出射口处输出光谱辐亮度值的均匀性。使用PR-655高精度扫描式亮度计测量出该装置的最大输出光谱辐亮度值为23 061 cd/m2;在直径150 mm范围内的光谱辐亮度值的非均匀性为1.04%;输出光谱辐射亮度值的稳定性为0.8%。实验结果表明:该装置完全可以满足可见/近红外光学遥感仪器的地面辐射定标需要,并可实现智能程控化控制,提高了定标测试精度。     

小功率激光器照度调节系统的设计与实现

针对小功率激光器的照度调节需要,设计了基于单片机调节的照度调节电路。为了对系统供电电池进行管理,设计了对电池电量实时检测的电源管理电路。在此基础上,对系统软件进行了设计实现。经应用验证,该系统能够实现对小功率激光器照度的分级调节。系统结构简单,紧凑性好,功耗低,适用于便携式激光瞄准或指示系统中。     

低照度CMOS图像传感器设计与实现

设计了一种基于电容反馈跨阻放大器型（Capacitive Trans-impedance Amplifier,CTIA）像元电路与双采样（Delta Double Sampling,DDS）的低照度CMOS图像传感器系统。采用CTIA像元电路提供稳定的光电二极管偏置电压以及高注入效率,完成在低照度情况下对微弱信号的读取;同时采用数字DDS结构,通过在片外实现像元积分信号与复位信号的量化结果在数字域的减法,达到抑制CMOS图像传感器中固定图案噪声的目的,进一步提高低照度CIS的成像质量。基于0.35 m标准CMOS工艺对此基于CTIA像元电路的CMOS图像传感器芯片进行流片,像元阵列为256256,像元尺寸为16 m16 m。测试结果表明该低照度CMOS图像传感器系统可探测到0.05 lx光照条件下的信号。     

基于Retinex的低照度图像增强

Retinex理论是颜色恒常知觉的计算理论,可以用于图像清晰度严重失真状况下的图像增强.在研究Retinex算法的基础上,对低照度彩色图像失真中色彩恢复存在的问题进行研究,构建了一个恢复效果较好的色彩恢复函数——余弦色彩恢复函数.给出了处理后图像的自动补偿/增益方法以及补偿/增益中参数实际选取的经验值.对处理后的图像进行了质量评价分析,表明该恢复函数在处理低照度图像时具有较明显的改善效果.     

积分球光能均匀性的Monte Carlo模拟

为研究某工程应用的面光源入射积分球光能分布的均匀性,本文采用Monte Carlo法,进行大量光子的追迹,把积分球水平的划分为五个面积相等的环带;用Matlab编程,对各环带光能分布进行计算机模拟,验证了积分球光能分布的均匀性,可为积分球工程应用提供指导。     

大孔径积分球辐射源光谱辐射特性测试方法研究

本文系统地介绍了积分球辐射源的光谱辐射特性的测试方法,通过实验测量了一内径为1200mm,出光面直径为200mm的积分球辐射源在350－2500nm波段内的绝对光谱辐亮度,分析了测量不确定度,并对系统的稳定性,出光面的平面和角度辐射均匀法、各亮阶之间的线笥等辐射特性做了定量评估。     

可调谐LED光谱与积分球算法的乙炔检测研究

LED光源经过光纤光栅和压电陶瓷的波长调制,获得与乙炔气体吸收峰对应的窄带反射出射光,并射入装有一定乙炔体积分数气体的积分球内,由于乙炔气体对入射光的选择性吸收及积分球壁的衰减作用,光强减弱,利用积分球算法算出无乙炔气体下积分球的衰减率,进而求出由于气体吸收而衰减的光强差,最后计算出乙炔气体体积分数,为乙炔气体体积分数检测提供了一种新方法.实验表明,该检测方法准确度高,重复性好.     

牛奶光学特性参数的单积分球法测量

设计了单积分球系统测量牛奶光学参数。系统采用自行没计的准直光路以使系统更好地符合逆倍增法(IAD)的模拟边界条件,采取双光路补偿及光源调制的方法以提高系统的测量精度及信噪比。测量得到了脱脂奶、部分脱脂奶和纯牛奶在632．8nm及1064nm处的光学特性参数．与漫射理论计算得到的光径向分布及漫反射系统测量的结果符合很好。     

一种功率可调的稳定激光光源的实现方法

在光纤通信系统测试中,波长为850 nm、 1310 nm、1490 nm、1550 nm和1625 nm 等的红外激光光源作为信号源具有广泛的应用。该光源需要 具有稳定的输出光功率。通常采用含有衰减片的光 衰减器对其输出光功率进行调节以满足不同场合的测 试与校准需求。通过分析激光器输出功率与 驱动电流的特征曲线,提出了一种在电路上采用压控电 流的方法,实现了稳定光源的输出光功率步进可调(调 节范围为30 dB)。该方法可有效减少光衰减器的使用,缩减测 试系统的仪器数量,提高测试效率,降低测试成本。     

离体猪鼻咽组织的光学特性参数测量

利用单积分球技术测定了在He Ne激光照射下离体猪鼻咽组织的反射率和透射率以及准直透射率 ,并应用反向倍加 (IAD)方法间接获得了猪鼻咽组织的光学特性参数。结果表明 ,猪鼻咽组织具有低吸收和强前向散射的特性 ,其吸收系数和散射系数分别为 0 96cm-1和 6 2 7cm-1,散射异向因子为 0 92 ,光学穿透深度为 0 2 4 1cm。这些参数为模拟计算光能流率在人体鼻咽组织中的分布提供了理论数据。     

基于LED光源的积分浊度仪的系统设计

散射系数是气溶胶光学性质的重要参数之一.为了研究气溶胶光学性质,研制了一种用于测量散射系数的积分浊度仪.介绍了该仪器的工作原理、系统结构设计,对该仪器中最为重要的光学测量腔室和光源给出了最优的设计方案.该仪器与前向散射型能见度仪对比实验结果显示散射系数与能见度的相关系数为0.834,证明了本仪器的可靠性.本仪器光源稳定,整体系统结构简单,成本低廉,有广阔的应用前景.     

Reflector Design Method for Rotational Uniform Illuminance System with LED

Based on nonimaging design method, uniform illuminance systems with LED source were developed to create a uniform illuminated circular region with a desired size in a screen at a prescribed place. By using ray-tracing software based on Monte-Carlo method, the simulation results show that in the illuminated region the luminous uniformity is higher than 90%.     

一种低复杂度的MIMO预处理球形译码算法

提出了一种新的低复杂度MIMO预处理球形译码算法.球形译码算法是MIMO译码方案达到最大似然性能的低复杂度译码算法,但当信噪比较低或调制阶数较高时,该算法的复杂度仍然很大,甚至接近穷尽搜索方法的复杂度.本文利用迫零译码的初始估值作为软信息,对信道矩阵各列进行重排列,从而改变解向量中各维信号的求解顺序,因此大大减少了低信噪比或较高调制阶数的球形译码计算复杂度.仿真结果表明,当Eb/No为0～3时,16QAM调制方式下的V-BLAST译码复杂度减少了近1/3.