微型紫外光纤光谱仪的光学系统设计及性能检测

采用非对称交叉的切尼尔-特纳(C-T)光路结构,设计了一种微型紫外光纤光谱仪的光学系统.用ZEMAX对光路进行仿真、像质评价和优化,对各类像差进行校正.同时,对不同狭缝尺寸和光栅常数的光谱仪理论分辨率进行了分析.当采用30μm狭缝和1 800线/mm光栅时,模拟光学系统在180~270nm光谱范围内整体分辨率优于0.5nm,在180nm附近最高分辨率达到0.1nm.最后,基于该光学设计研制了一台光谱仪样机,在使用交流电弧激发金属纯铁样品的条件下,对原子发射光谱进行了检测.     

基于光纤光谱仪的微型分光光度计

结合光纤光源、50μL微量比色皿、微型光纤光谱仪,设计一款可用于微量样品吸光度测定的微型分光光度计。并用邻二氮菲测铁的经典分光光度分析方法,将该微型光度计与传统紫外可见分光光度计进行比较,结果表明该微型分光光度计的精密度、灵敏度、线性范围和线性相关性等性能均与传统紫外可见分光光度计一致。最后通过国家一级标准物质测试结果,验证该微量光度计能满足实际样品的准确测定。     

一种紫外光谱测量的微型光纤光栅光谱仪设计

介绍了用于太阳紫外光谱250nm～450nm测量微型光纤光栅光谱仪,该谱仪采用C-T正交型结构,采用滨松自扫描光电二极管阵列(SSPD)为探测元件,介绍了谱仪的辐射定标和探测器驱动及数据采集电路设计,讨论了积分时间与信噪比之间的关系。     

基于MATLAB的光纤光谱仪校准的测试方法

采用光谱辐照度标准灯进行量值传递和MATLAB数据处理技术等来实现对光纤光谱仪的计量。简述了这种计量方法的工作原理以及数据处理过程。从理论分析和初步的实验结果证明了这一方法的有效性和可行性。     

QE65000光纤光谱仪内部结构分析

在海洋探测中,光谱分析技术因其速度快,适应面广逐渐成为热点。QE65000光谱仪集探测、光学、电子技术于一身,为光谱分析提供了强有力的手段。此文分析了QE65000光纤光谱仪的内部结构,介绍了各个模块的主要特点,探讨了QE65000光纤光谱仪的主要功能。     

基于光纤光谱仪的宽光谱综合监控系统

本文介绍了一种基于光纤光谱仪的宽光谱综合监控系统,该系统在光学镀膜过程中,采用实时宽光谱、评价函数、单波长极值、色度分析等多种方法综合监控光学薄膜膜厚.详细阐述了该系统的工作原理、硬件系统和软件系统,并进行了一系列镀膜实验.实验结果表明该系统能够实现光学镀膜在线实时监控,且非常适合国产镀膜设备的升级改造.     

一种以光栅作为分光元件的远红外光谱仪

研究了设计了测量波长范围在10μm-120μm的远红外光谱仪，它以光栅作为分光元件，利用光栅的衍射特性测量自由电子激光的光谱分布，给出了实用化的测量公式，并对光谱仪进行了标定和测试实验。     

超高分辨力微型光谱仪的光学系统设计

由于光谱仪的尺寸限制,微型光谱仪在满足一定光谱范围时,其分辨力往往难以小于0.1 nm。而一些特殊应用场合要求光谱仪不仅具有微小的尺寸,还要求具有极高的光谱分辨力。本文基于Zemax光学设计软件,通过选择合适的初始结构参数与评价函数,自动优化准直镜、聚焦镜、柱透镜、光栅,以及CCD间倾角和距离,设计出光谱分辨力高达0.05 nm,尺寸为90 mm×130 mm×40 mm的Czerny-Turner结构微型光谱仪。在此基础上优化出8个光栅倾斜角度,使微型光谱仪光谱分辨力在优于0.05 nm的同时,波段范围达到了820 nm~980 nm。所设计的光谱仪具有超高的光谱分辨力、微小的外形尺寸与适中的光谱范围等特点。     

基于散斑检测的微型计算光谱仪研究进展

光谱分析技术具有快速、准确和绿色检测的特点,在科学研究、信息、生物医疗、食药检测、农业、环境和安防等领域有广泛而且重要的应用.然而现有光谱技术与检测设备通常较为庞大复杂,难以适合现场快检、轻载荷平台等便携式应用场景.近年来,微型光谱检测技术和设备受到广泛关注并得到迅速发展,具有尺寸、重量、功耗等方面的显著优势,尤其是基...     

微型光谱仪中传感器S11639的非线性校正

S11639线阵传感器常被用于需要紫外测量的微型光谱仪中。但当S11639曝光量较大时,会出现光谱响应的非线性,从而影响微型光谱仪的动态范围,因此必须进行非线性校正。利用卤钨灯与氘灯测量微型光谱仪的光电响应特性曲线,找出S11639的曝光量与A/D转换输出的线性部分,对数据进行直线拟合,获得S11639在线性范围内的系数。在此基础上,外推得到其在非线性范围内的理论值,求出理论值与实际测量值的差异,利用最小二乘法进行多项式拟合,实现S11639线阵传感器的非线性校正。同时,对比实验结果,分析实验数据的误差成因,为更好地利用基于S11639微型光谱仪的全动态范围光电检测提供实验依据。     

便携式紫外-可见光谱仪设计及关键技术研究

随着紫外光谱探测技术的广泛应用,低成本便携式紫外-可见光谱仪成为该领域的研究热点。本文首先依据交叉型Czerny-Turner结构设计了便携式紫外光谱仪光路结构。其次,针对性研究了紫外光谱仪的关键器件：紫外探测器和闪耀光栅。利用Lumogen荧光材料和蒸镀成膜法制作镀膜紫外增强CCD,并分析了荧光薄膜在CCD表面的位置对分辨率的影响;从理论上分析了闪耀光栅对于紫外波段的多级衍射效率的影响,确定了紫外光谱仪对于闪耀光栅的选择。最后,研制的便携式紫外-可见光谱仪样机的性能测试结果表明,200 nm~900 nm波段、25 μm狭缝宽度、600 lp/mm、300 nm闪耀光栅配置下分辨率整体小于1.5 nm,200 nm~300 nm紫外波段的光谱响应度提高到20%,实现了便携式紫外-可见光谱仪的设计要求。     

双刀口扫描法测量可见光CCD调制传递函数

介绍了一种新型的刀口扫描法测量可见光CCD的调制传递函数(MTF),首次采用1∶1的无像差光学系统,消除了测量光学系统MTF所带来的较大不确定度分量;采用双刀口方法和动态定焦扫描法,提高了测量效率和精度.     

基于面阵CCD的高灵敏度微型光谱仪的设计与实现

面阵CCD具有灵敏度高、动态范围大的优点,适用于荧光测量、DNA测序、拉曼光谱分析和低光度检测,因此,研制基于面阵CCD的高灵敏度微型光纤光谱仪具有重要的实际价值。光学系统采用了优化后的交叉非对称型Czerny-Turner结构,并获得了1 nm的光学分辨率。结合DC-DC和LDO的设计方法,通过USB供电实现了6路电压输出的复杂电源系统设计; 通过Verilog HDL完成了CCD驱动时序设计; 采用Altera公司的EPM7064芯片实现了驱动信号输出。CCD输出的视频信号经双相关采样的高速16位AD芯片AD9826转换后存储在独立的静态RAM中,使得数据的采集和读取分离。所设计与实现的微型高灵敏度光纤光谱仪的灵敏度是通常基于线阵CCD的微型光谱仪的11倍左右,动态范围20000:1,信噪比达到500:1,很大程度地提高了微型光纤光谱仪的性能。     

CCD传感器噪声对遥感影像无损压缩的影响

为分析CCD传感器噪声对遥感影像无损压缩的影响,选取ISO/IEC标准图像和UK-DMC多光谱影像作为测试图像,根据CCD传感器噪声模型,在测试图像上添加CCD传感器模拟噪声,采用JPEG2000-Lossless无损压缩算法对不同污染程度的噪声图像进行压缩处理,并对不同污染程度的噪声影像无损压缩比进行比较分析.而后,在多光谱遥感影像上添加模拟的混合噪声,分析CCD噪声对星地间数据传输效率的影响.实验结果表明,CCD传感器噪声对所获取影像的污染会降低遥感影像的无损压缩比和星地间数据传输效率,以泊松噪声为模型的散粒噪声与读出噪声对影像无损压缩的影响最大,以高斯噪声为模型的热噪声与暗电流噪声的影响次之,由于CCD器件工艺问题引发的脉冲噪声对无损压缩的影响最小.     

装有贝塞尔盒型能量分析仪的电离规和四极质谱计的研制

贝塞尔盒型能量分析仪由三部分组成 :一个圆筒形电极、一个中心圆盘和两个带中心孔的侧板 ,该分析仪结构简单、结实 ,十分适用于电离规和四极质谱计上。对电离规而言 ,分析仪被放置于电离器及离子收集器之间。在栅型电离器中所产生的离子被分离并注入到能量分析仪中。分析仪依据其激发的能量把电离器中产生的气相离子和栅网表面上脱附的电子激励解吸的离子分离开。如果应用一个法拉第杯型离子收集器和一个灵敏的直流放大器来进行离子流测量的话 ,那么该电离规测量范围在 10 - 1 0 ～ 10 - 3Pa之间。当二次电子倍增器采用脉冲计数方法时 ,所测量的压力范围在 10 - 1 1～ 10 - 6 Pa之间 (Ax TRAN,ISX2 ,U L VAC公司 ) .其典型灵敏度对氮气而言为 (6 .7± 0 .2 )× 10 - 3Pa- 1 和对氢而言为 (2 .3± 0 .0 4 )× 10 - 3Pa- 1 。对四极质谱计而言 ,能量分析仪被置于在电离器和四极滤质器之间。装有该分析仪的质谱计 ,给出了没有电子激励解吸离子的简单质谱。该分析仪能使四极质谱计的离子收集器免受从栅网表面发射的 X射线的辐射 ,和从电离器中的离子以及被激发的分子在退激励过程中释放的紫外线的辐射。这种屏蔽作用改善了在 10 - 3Pa范围内的气体中微量杂质的检测极限 ,使之降至亿分之几     

Vibroacoustic performance of fiber metal laminates with delamination

In the present work, the numerical assessment of vibroacoustic (VA) performance of fiber metal laminates (FML) with mid-plane center delamination is presented. A fluid structure interaction study has been done using finite element method (FEM). Experimental validation is performed on an aluminium (AL) panel for verifying the correctness of finite element (FE) idealization procedure to simulate the fluid-structure interaction. Delamination is introduced in the FE model of FML panel and VA analysis is subsequently carried out. Sound transmission loss (STL) is computed on the panel with center delamination and without delamination. The overall sound pressure level (OASPL) shows that the presence of delamination (40% in total area) in FML has not changed the total energy of the transmitted sound when compared to aluminium and composites. However, in the narrow frequency bands (150–200 Hz, 200–250 Hz), the sound transmission nature has been significantly affected due to local delamination modes participating in the fluid-structure interaction process.     

Design and comparative performance analysis of different chirping profiles of tanh apodized fiber Bragg grating and comparison with the dispersion compensation fiber for long-haul transmission system

Various dispersion compensation units are presented and evaluated in this paper. These dispersion compensation units include dispersion compensation fiber (DCF), DCF merged with fiber Bragg grating (FBG) (joint technique), and linear, square root, and cube root chirped tanh apodized FBG. For the performance evaluation 10 Gb/s NRZ transmission system over 100-km-long single-mode fiber is used. The three chirped FBGs are optimized individually to yield pulse width reduction percentage (PWRP) of 86.66, 79.96, 62.42% for linear, square root, and cube root, respectively. The DCF and Joint technique both provide a remarkable PWRP of 94.45 and 96.96%, respectively. The performance of optimized linear chirped tanh apodized FBG and DCF is compared for long-haul transmission system on the basis of quality factor of received signal. For both the systems maximum transmission distance is calculated such that quality factor is ≥ 6 at the receiver and result shows that performance of FBG is comparable to that of DCF with advantages of very low cost, small size and reduced nonlinear effects.     

聚合物光纤及其应用

本文综述国内外聚合物光纤的最新进展 ,介绍降低聚合物光纤损耗的氘化和氟化的方法 ,提出宽带的梯度折射率聚合物光纤 .分析聚合物的光学特性 ,报道功能聚合物光纤、聚合物光纤的无源和有源器件的研究 .     

四极质谱计在真空检漏中的应用

介绍了使用四极质谱计进行真空检漏的原理和方法,分别对超高和极高真空系统做了检漏实验研究，并取到了满意的结果。四极质谱计检漏有检漏仪检漏无法比拟的优点，适合在真空工程中推广应用。     

Effect of cellulose nano fiber (CNF) on fatigue performance of carbon fiber fabric composites

The effect of cellulose nano fibers (CNF): micro-fibrillated cellulose and bacteria cellulose fibers were investigated on the fatigue life of carbon fiber (CF) fabric/epoxy (EP) composites. Epoxy used as the matrix was physically modified with CNF in advance before fabricating the laminates. The high cycle fatigue strength was significantly improved at 0.3 wt% CNF. There exists an appropriate CNF content which makes the fatigue life longest. An increase of adhesive strength between CF and matrix results due to physical modification with CNF. The adhesive strength much increases with increasing the CNF content. Almost no interfacial debonding occurs at 0.8 wt% CNF content when CF breakage takes place. On the other hand, some debonding occurs along CFs from the breaking point at 0.3 wt% CNF. Debonding is more significant in the case of no CNF addition to the matrix. An appropriate interfacial strength brought at 0.3 wt% CNF is the key of fatigue life extension.