光谱波段可编程多光谱扫描仪探讨

本文在分析多光谱遥感的原理和特点的基础上提出了多光谱扫描仪光谱波段可编程系统,讨论了谚系统的优越性和信噪比变化情况,最后给出了实现这种系统的两种方案.     

基于场景的热红外高光谱数据光谱定标

传感器每个波段的中心波长和半高全宽（Full Width at Half Maximum，FWHM）随成像环境变化会发生较大的系统性漂移。这种漂移最终会影响发射率和温度的反演精度，尤其是在大气吸收波段附近的发射率反演精度。选择水汽在11.73 m处的吸收通道作为参考波段，提出了适用于热红外高光谱数据的光谱定标技术流程。模拟实验表明:光谱分辨率为50 nm，中心波长偏移在-50~50 nm、FWHM变化在-25~25 nm时，大气水汽含量对光谱定标误差的影响最大。同时，对误差分布曲面进行拟合得到描述误差分布模型，用于误差的估计。当大气水汽含量足够大时，光谱中心波长偏移估算误差可达到1 nm以内。最后，将所提方法应用于机载热红外高光谱数据光谱定标。结果显示，热红外高光谱成像仪中心波长偏移为28.4 nm，FWHM变化为-18.5 nm。     

用漫反射光谱校正组织自体荧光光谱的研究

利用漫反射光谱所含信息来消除组织对自体荧光散射和吸收的影响，从而提取出组织的固有荧光光谱。利用蒙特卡罗（MC）方法分析组织的荧光失真因数曲线和漫反射光谱之间的关系，发现两者的曲线形状基本相同，并以胃肠正常和癌变组织的漫反射光谱来校正实验获得的自体荧光（LIAF）光谱。最终得到的固有荧光光谱体出了组织的生化信息变化。     

用于多光谱、高光谱和超光谱图像的算法

一、探测与识别 1.光谱子空间匹配滤波技术(特邀论文,A.P.Schaum,美国海军研究实验室) 2.配有超光谱自适应匹配滤波器的探测器:实际性能比较(D.G.Manolakis等,美国林肯实验室) 3.利用光学实时自适应光谱鉴别系统进行超光谱成像的自动目标识别系统(D.Gillis等,美国海军研究实验室) 4.定量研究长波红外超光谱成像器的探测性能随波段数的变化(R.T.Mayer,美国海军研究实验室)     

恶性肿瘤的激光拉曼光谱研究

拉曼光谱是一种基于非弹性散射的散射光谱,反映了物质分子组成和结构方面的信息.近年来,许多学者对不同肿瘤发生发展中拉曼光谱的变化作了许多探索性的研究.本文综述了拉曼光谱原理及其在恶性肿瘤患者的组织实体、组织切片、血清和单细胞等方面的研究进展,显示拉曼光谱在肿瘤诊断中的潜在临床应用价值.     

溶剂效应对红外光谱影响的研究进展

溶剂效应诱导红外光谱的变化已经广泛应用于溶质-溶剂相互作用的光谱研究.介绍了红外光谱的溶剂效应,并归纳总结了近些年来国内外溶剂效应对红外光谱影响的理论计算和实验的研究进展,为进一步开展红外光谱溶剂效应的研究提供了参考意见.     

LD泵浦固体激光器的光谱匹配问题

实验研究了LD泵浦Nd:YAG固体激光器的光谱匹配问题,如匹配方法、匹配效率、匹配chirp现象等:考察了LD光谱随温度、电流、时间的变化,讨论了这些变化对光谱匹配效率的影响。     

基于热敏材料的超光谱隐身技术

简述了超光谱成像仪的探测特性,分析了超光谱成像仪隐身的原理,根据谱线热移位的物理机制和实验资料,提出了谱线热移位随温度变化大的掺金属离子晶体对超光谱的隐身,探讨了实现其隐身的途径与方法．     

部分相干光束经刀边衍射产生的光谱变化

从部分相干光束的传输定律出发,得到了部分相干光束刀边衍射时的远场光谱的表达式．根据该表达式对衍射场中的光谱进行了理论研究。研究的结果表明：衍射场中的光谱将随着观察点位置而改变,并且对于固定观察点,其光谱将随着相对空间相干度以及光束透过率的变化而变化。     

红外高光谱成像的光谱聚焦

文中将光学系统中能量聚焦的概念引申至光谱维,提出在红外高光谱成像系统中通过信号处理获取感兴趣目标与其环境的光谱特征差异,结合调控目标函数得到光谱聚焦调控参数,进而控制成像系统中的可调谐部件自适应调谐到最有利于探测和识别的若干个光谱通道,实现光谱聚焦。文中提出了一种可实现光谱聚焦的系统构型,重点探讨了光谱聚焦的机制和实现途径,给出了关键分系统的技术方案。利用光谱聚焦可以实现光谱自适应探测,提高光谱成像信息利用效率,降低信息处理的资源需求,有助于提高系统的实时性和小型化,对于弹载、无人机载等高实时性、无人参与的应用具有十分重要意义。     

光谱色散平滑的实验研究

为提高国内惯性约束聚变(ICF)装置的焦斑平滑能力,在对光谱色散平滑(SSD)技术理论分析的基础上,开展相关实验并研究其平滑机制。实验结合另一种焦斑平滑技术———分布式相位板(DPP)比较分析光谱色散平滑技术应用下的焦斑均匀性的变化。实验表明,利用光谱色散平滑技术中的正弦相位调制对光谱展宽并色散后,在色散方向上的焦斑均匀性有明显改善,120μm内的光强调制被平滑,其平滑能力依赖于光谱色散平滑技术参量的选择;焦斑的低频光谱强度变化很小,但中高频光谱强度下降,焦斑质量有良好的改善,焦斑的不均匀性从40%降低到12.5%。结果还表明,光谱色散平滑技术中的关键是色循环的产生,光谱本身加宽产生的平滑作用非常有限。     

红外瞬变光源光谱实时测试系统的研制

介绍了一种光谱辐照度动态测量系统,它适用于对Ye 光管瞬变光源的近红外光谱区辐射情况进行动态分析。中获得瞬变光源点燃过程当中各时刻的光谱辐照度、给定波段的辐照度及其随时间的变化、峰值波长随时间的变化。系统测试软件采用下拉菜单,操作时常简便。     

部分相干径向偏振拉盖尔-高斯脉冲光束在大气湍流中传输的光谱移动和光谱开关

研究了部分相干径向偏振拉盖尔-高斯(partially coherent radially polarized Laguerre-Gaussian, PCRPLG)脉冲光束在大气湍流中传输时的光谱移动和光谱开关。研究发现,在湍流大气传输时,光束轴上点光谱因受湍流影响产生的双谱峰现象会发生跃变,湍流越强,光谱在跃变后相对谱移变化越稳定,而轴外点光谱在越强的湍流中相对谱移变化范围越小。研究还发现,适当增加脉冲宽度会明显减小大气湍流对光束轴上点和轴外点光谱移动的影响。在不同脉宽下,轴上和轴外点光谱均会出现光谱开关,且轴外点光谱会产生两次光谱跃变的独特现象。在固定的传输距离上,拓扑荷越大,轴上点光谱移动越小,近轴范围内光谱相对谱移的变化范围越小,此外,不同拓扑荷下光谱均会出现谱开关。相干度越大时,光谱的变化越稳定,轴外点光谱的光谱开关发生位置越远。本文的研究结果为多普勒激光雷达的应用提供理 论依据,PCRPLG脉冲光束本身具有较强抗湍流能力,且通过调控光束参数可以减小光束光谱移动。     

集成微区成像的激光诱导击穿光谱系统的光谱信号稳定性分析

搭建了一套集成微区成像的激光诱导击穿光谱系统,运用描述性统计分析方法分析了激光器的能量稳定性、光谱仪的噪声水平,重点分析、对比了气体样品和固体样品激光诱导击穿光谱信号的稳定性特征。结果表明:空气样品激光诱导击穿光谱信号具有明显的随机波动特性和正态分布特征,铝合金样品激光诱导击穿光谱信号具有明显的位置敏感特性和非随机波动特性;与空气样品相比,铝合金样品激光诱导击穿光谱信号的不稳定性主要源于光与物质相互作用区域的变化;对具有正态分布特征的激光诱导击穿光谱信号,可通过多脉冲平均来有效提高其稳定性。     

家蚕的激光荧光光谱

本文首次给出了中国家蚕主要品种的蚕茧和丝胶的激光荧光光谱及荧光参数的变化范围。同时给出了丝胶的紫外吸收光谱。     

硅PIN光电二极管光谱响应特性的数值模拟计算

对硅PIN光电二极管的光谱响应特性作了详细的分析计算,得到了硅PIN光电二极管光谱响应的计算公式;给出了器件光谱响应曲线的绘制方法.实测数据与公式计算结果吻合较好.讨论了器件工艺参数变化对光谱响应的影响.     

梯度掺杂GaN光电阴极的光谱响应测试与分析

用光谱响应测试仪得到了反射式梯度掺杂GaN光电阴极在激活和衰减过程中的光谱响应曲线,发现此曲线不断发生变化。在激活过程中光谱响应不断提高,且长波响应提高较快;衰减过程中光谱响应不断下降,长波响应下降得更快。结果表明：光谱响应曲线的变化与光电阴极高能光电子的逸出有关。GaN光电阴极发射的电子能量分布随入射光子能量升高而向高能端偏移,阴极表面势垒形状的变化对低能光激发电子的影响更大,导致光谱响应曲线随入射光波长改变而产生了不同的变化。     

散射诱导的多色高斯光束远场的光谱移动和光谱开关

在静态散射的框架内,以高斯光束透过表面粗糙的绝缘板的远场谱强度为例,对散射诱导的光谱变化做了研究.前散射光的谱强度相对源光谱可能有红移和蓝移,某些条件下还会产生光谱开关.在影响散射光谱强度的诸参数中,板的厚度相对平均厚度的差值H参数起主要作用.当H=0时,归一化谱强度保持不变.散射诱导的多色高斯光束远场光谱开关属于"奇点光学"效应.     

甲醇溶液吸收光谱与荧光光谱的研究

采用紫外光度计和多功能光谱系统对甲醇溶液的紫外吸收光谱和紫外光激励下产生的荧光光谱进行了研究。研究结果表明,甲醇溶液能较好的吸收波长短于260nm的紫外光,且随着溶液体积分数的变化,荧光强度的变化呈现出一定的规律;甲醇分子吸收入射光光子的能量后向外发射峰值位于340nm处的荧光,随着激励光波长的变化,甲醇溶液发射荧光光谱略有差异。对甲醇分子吸收和发射光谱的机理进行了理论研究。该研究结果将为甲醇微量含量的测试提供理论依据,为甲醇分子的诊断技术提供参考。     

用于高光谱图像分类的归一化光谱指数的构建与应用

成像高光谱的近地田间应用为农业定量遥感的发展提供了新的契机。如何发挥其图谱合一的数据优势,尤其在解析土壤、阴影等背景地物对作物养分反演模型的影响需要关注。该研究借助可见/近红外成像高光仪,在近地田间采集小麦群体的成像立方体,根据影像中光照裸土、阴影裸土、光照叶片和阴影叶片的反射光谱特征建立了归一化光谱分类指数,并应用该指数提取大豆影像中不同类型地物的光谱,分析了背景土壤剔除前后的大豆植被归一化光谱与叶绿素密度的决定系数变化情况。结果表明:土壤和阴影叶片光谱去除后,反演叶绿素密度的敏感波段由红-近红外区间（727 nm,922 nm）向蓝、绿,尤其是红波段（710 nm,711 nm）移动。对叶绿素密度敏感的波段区间表现为可见光增加,近红外减少,且红边波段决定系数最高。由此说明,基于归一化光谱指数的植被光谱提纯对定量遥感反演研究具有重要意义。