国家高技术研究发展计划(2009AA04Z315)
- 作品数：22 被引量：103H指数：6
- 相关作者：梁静秋梁中翥吕金光陈哲秦余欣更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院研究生院暨南大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学电子电信医药卫生更多>>
- 一种静态傅里叶变换红外光谱仪的光学系统分析与设计被引量：18
- 2012年
- 对基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪进行了光学分析,研究了光源尺寸、光强分布的不均匀性和光学系统像差等因素对光谱复原的影响。发现光源尺寸影响光谱分辨率,光强分布的不均匀性和光学系统像差会产生基线噪声。数值计算的结果表明,当光阑的尺寸小于2.5mm,不均匀的标准偏差小于0.5,准直系统的波像差均方根值小于0.05,以及缩束成像系统的光斑直径小于30μm时,光谱复原的噪声可以忽略。给出了光学系统的设计结果。
- 付建国梁静秋梁中翥
- 关键词：光学设计傅里叶变换光谱仪
- 窄带傅里叶变换光谱仪中平稳高斯噪声的理论分析被引量：3
- 2012年
- 在本文所研究的空间调制型傅里叶变换光谱仪中,在窄的光谱带宽内进行探测可以有效提高光谱的分辨率.为了研究光源辐射噪声对系统的影响,本文将辐射噪声归纳为一种高斯窄带的平稳随机过程,利用线性系统分析方法,根据统计学原理推导了辐射噪声作为随机变量通过干涉系统前后的输入信噪比与输出信噪比.然后,对于一个具有窄带矩形光谱的系统进行了计算仿真,得出了信噪比增益随着光程差在不同自相关度和互相关度取值时的变化情况.仿真结果表明,不同光程差下的信噪比增益在相关度空间是一单调的平滑曲面,增益极值始终沿着相关度圆的半径和周线移动,并且经过一个光程差又回到初始的位置.根据对信噪比增益的分析,可以将噪声的相关度取值控制在某一范围之内,并作为系统光源设计与测试的依据.
- 吕金光梁静秋梁中翥
- 关键词：傅里叶变换光谱仪信噪比增益
- 多级反射镜阵列Monte Carlo法误差合成与统计分析被引量：4
- 2012年
- 本文研究的傅里叶变换红外光谱仪利用两面多级反射镜阵列替代时间调制型傅里叶变换光谱仪中的平面反射镜,以多级反射镜阵列对干涉图数据进行二维采样,从而减小系统的体积并增加系统的稳定性.由于多级反射镜阵列在其制作过程中加工精度的限制,各子反射镜之间会存在厚度偏差ε与角度偏差θ,这将影响到采样干涉图的光强分布与复原光谱的质量.本文将各子反射镜的ε与θ作为随机变量,利用Monte Carlo方法对傅里叶变换光谱仪中所有子反射镜的误差项进行合成,并通过对误差合成后光谱误差因子Q的统计分析来评价子反射镜的各误差项对复原光谱的影响.统计结果表明,Q的统计均值随着σε与σθ的增加表现为一单调递增的曲面,且与两个偏差之间具有准线性关系.依据对Q的统计分析,可以确定多级反射镜阵列各子反射镜ε与θ的容限.
- 吕金光梁静秋梁中翥
- 关键词：傅里叶变换光谱仪MONTE
- 扩展光源对微型FTIR光谱复原的影响分析被引量：2
- 2011年
- 分析了基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪(FTIR—Fourier transform infrared spectrome-ter)中扩展光源对光谱复原的影响,计算了干涉强度与光源立体角之间的关系。分析表明,扩展光源存在的立体角导致系统的相干长度变短,光谱分辨率降低。当扩展光源的立体角小于0.001时,系统的分辨率接近理论设计值。减小光源尺寸会降低系统的光通量。因此,需要在设计中结合系统信噪比的要求,选取合适尺寸的扩展光源。
- 付建国梁中翥梁静秋
- 关键词：误差分析分辨率
- 基于不同波段对成品汽油的模式识别分析被引量：3
- 2010年
- 为了实现对输油管道上顺序输送不同牌号汽油(90#,93#,97#)时汽油间界面的区分,根据近红外光谱分析的基本原理,采用主成分分析-马氏距离(PCA-MD)模式识别方法,分析了700—1100nm波段和1100—1700nm波段3种不同牌号成品汽油的近红外光谱,并根据分析结果对汽油进行了分类。结果表明,使用1100—1700nm波段的汽油光谱分类结果较好,该方法可进一步鉴别汽油的质量。
- 姜黎张军陈哲余谦王京华
- 关键词：模式识别
- 阵列LED油品检测系统的设计被引量：5
- 2010年
- 为了实现对输油管道上油品的测量,本文根据近红外光谱分析的基本原理,以及汽油和柴油的实际光谱图像的差异,设计了基于LED阵列的油品测量实验系统。该检测系统采用模块化设计,以多个不同中心波长的近红外LED组成阵列作为光源,并选用TI公司推出的带24位ADC的系统级高精度微控制器——MSC1211为系统的数据采集及控制核心,使系统具有体积小、结构简单、分立器件少、集成度高的优点。这些特性为系统在输油管道上的应用奠定了基础。
- 余谦张军陈哲姜黎梁静秋
- 关键词：输油管道LED阵列近红外光谱
- 基于多级微镜的傅里叶变换成像光谱仪干涉成像系统分析与设计被引量：3
- 2016年
- 为了实现傅里叶变换成像光谱仪的静态化与高通量,提出一种基于多级微镜的时空混合调制成像光谱仪,其干涉系统是利用一个多级微镜代替迈克尔逊干涉仪中的平面镜,其显著特点是无运动部件和限制系统光通量的狭缝,可同时获得目标的干涉图与二维空间图像。该成像光谱仪利用前置成像系统将目标成像到干涉系统的平面镜与多级微镜上,利用多级微镜的结构特点对两成像光束的光程差进行调制,然后通过后置成像系统获得不同干涉级次的目标图像。首先通过对该成像光谱仪干涉系统光谱信噪比的分析,明确了光谱信噪比与图像信噪比之间的关系,确定了多级微镜的特征参数。为了确保每个阶梯面所对应光程差的恒定性,通过对前置成像系统成像过程的分析,确定了前置成像系统像方远心的光路结构;通过对系统视场角与光程差之间关系的分析和计算,确定了前置成像系统的设计指标并完成了光学设计。为了保证后置成像系统不引入额外的光程差,通过对后置成像系统成像特点的分析,确定了后置成像系统双远心的光路结构;通过对系统入射孔径角与阶梯级数之间关系的分析和计算,最终设计出满足系统性能需求的后置成像系统。通过对各单元系统的理论分析与光学设计,为静态化与高通量成像光谱仪的发展提供了一种新的思路。
- 吕金光梁静秋梁中翥田超秦余欣
- 关键词：成像光谱仪傅里叶变换干涉成像
- 高精度光纤变维器的制作及测试研究
- 2010年
- 为解决光谱分析及超光谱成像、医学和军事侦察等系统应用中有序密排光纤变维器(OFDTE)存在的定位精度低的问题,利用单晶硅材料的晶格特点和微机电系统(MEMS)的精确定位技术,提出了制作高精度光纤变维器的光纤平面排布方法。分析了系统误差,研究了光纤排列、固化、研磨抛光及封装工艺,制作了2000根光纤的1×2光纤变维器。测量结果为线列端长度累计误差为0.5μm;局部高度误差小于0.15μm;器件端面表面粗糙度均方根值小于0.9nm;在2000周期范围内,光纤阵列端面纵向位置误差最大值为190.5nm;表面未镀膜的光纤变维器的透射率为51.46%。经过随机振动后,器件的断丝率增加0.1%。通过-40℃～40℃温度循环实验,器件结构及性能未发生变化。
- 梁静秋
- 关键词：光纤光学透射率
- 用于微型光谱仪的硅基多级微反射镜设计与制作研究被引量：9
- 2010年
- 提出了一种基于微光机电系统技术实现的空间调制方式的微型傅里叶变换光谱仪,介绍了其分光干涉系统结构及工作原理.对其核心部件多级微反射镜的制作方法进行了研究,采用硅在KOH溶液中的各向异性腐蚀方法制作多级微反射镜,硅腐蚀后形成的(111)反射面的表面粗糙度均方根小于10nm.
- 王波梁中翥孔延梅梁静秋付建国郑莹朱万彬吕金光王维彪裴舒张军
- 关键词：傅里叶变换光谱仪微光机电系统空间调制
- 空间调制傅里叶变换光谱仪分束器色散特性研究被引量：5
- 2012年
- 在基于多级微反射镜的傅里叶变换光谱仪中,由于分束器的色散特性,不同波长的干涉图具有不同的横向偏移量,其在横向空间会发生混叠.同时,不同波长的干涉图还具有不同的光程差偏移量,使其在纵向空间也会发生混叠.根据几何光学原理,干涉图的横向混叠会减小干涉图元的有效面积.计算表明,本研究中干涉图元的横向混叠面积为总面积的3.4%,通过数据处理扣除混叠部分可以消除横向混叠的影响,干涉图的纵向混叠会产生一个附加的相位延迟,削弱谱线的强度.经分析,附加相位延迟与分束器和补偿板之间的厚度差成正比.本文给出了发生对比度反转时分束器与补偿板厚度差的极限值,并利用解线性方程组的方法对纵向混叠的干涉图进行了校正,反演出的光谱与理想光谱的标准偏差仅为1.76×10^(-14).
- 吕金光梁静秋梁中翥
- 关键词：傅里叶变换光谱仪分束器色散干涉图
