改进的宽谱段车尔尼-特纳光谱成像系统设计 被引量：18

1

作者 薛庆生 陈伟 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期233-240,共8页

针对传统的车尔尼-特纳光谱仪像散较大的缺点,基于像差理论,提出了一种改进的车尔尼-特纳光谱成像系统。将平面光栅置于发散光中,利用平面光栅产生的像散来补偿物镜产生的像散。推导出了宽谱段像散同时校正条件,实现了宽谱段像散的同时... 针对传统的车尔尼-特纳光谱仪像散较大的缺点,基于像差理论,提出了一种改进的车尔尼-特纳光谱成像系统。将平面光栅置于发散光中,利用平面光栅产生的像散来补偿物镜产生的像散。推导出了宽谱段像散同时校正条件,实现了宽谱段像散的同时校正。具体分析了像差校正的原理和方法,编制了初始结构快速计算程序。作为实例,设计了一个谱段为540～780nm的宽谱段像散同时校正车尔尼-特纳光谱成像系统,利用光学设计软件ZEMAX-EE对该光谱成像系统进行了光线追迹和优化设计,并对设计结果进行了分析。结果表明,全视场调制传递函数在整个工作波段均达到0.52以上,实现了宽谱段像散的同时校正,并获得了良好的成像质量,满足了设计指标要求,结果也证实了所提出的改进方法是可行的。 展开更多

关键词 光学设计 车尔尼-特纳光谱成像系统 高光谱成像仪 平面光栅 像差校正

在线阅读 下载PDF 职称材料

变间隙法布里-珀罗干涉式长波红外光谱成像系统 被引量：6

2

作者 张芳 高教波 +3 位作者 王楠 赵宇洁 吴江辉 郑雅卫 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期203-209,共7页

干涉式长波红外光谱成像技术以其独特的工作原理和谱段特性,在众多领域具有广泛的应用前景。为解决仪器小型化、轻量化问题,研究了一种基于变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉仪的新型长波红外光谱成像系统。在分析系统工作原理的基础上,研究... 干涉式长波红外光谱成像技术以其独特的工作原理和谱段特性,在众多领域具有广泛的应用前景。为解决仪器小型化、轻量化问题,研究了一种基于变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉仪的新型长波红外光谱成像系统。在分析系统工作原理的基础上,研究了确定F-P干涉腔两反射面的反射率、变间隙干涉腔的楔角等主要参数的理论依据;搭建了实验系统,得到了整个装置对黑体宽波段热辐射的响应;通过将系统测得的聚丙烯薄膜的透过率曲线与高精度光谱辐射计测量结果进行比较,结果显示系统光谱分辨率满足理论设计要求。研究表明:该系统能够有效满足长波红外光谱成像系统的轻便化、小型化的需求。 展开更多

关键词 变间隙 法布里-珀罗干涉仪 长波红外 光谱成像系统

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于高光谱成像系统的燕麦β-葡聚糖含量估测研究

3

作者 齐宏海 《粮食与油脂》 北大核心 2017年第6期75-77,共3页

通过BP神经网络模型,建立了能够对燕麦中β-葡聚糖含量进行快速无损检测的方法。利用高光谱成像系统对燕麦进行400~1000nm范围的光谱反射扫描,采用了分段式线性回复分析的方法对数据进行处理,建立了BP神经网络模型,对燕麦中β-葡聚糖含... 通过BP神经网络模型,建立了能够对燕麦中β-葡聚糖含量进行快速无损检测的方法。利用高光谱成像系统对燕麦进行400~1000nm范围的光谱反射扫描,采用了分段式线性回复分析的方法对数据进行处理,建立了BP神经网络模型,对燕麦中β-葡聚糖含量进行模型估算。结果表明,该方法具有较高的精度和准确度,开发无损、快速检测是可行的。 展开更多

关键词 高光谱成像系统 无损检测 Β-葡聚糖

在线阅读 下载PDF 职称材料

一种交叉的切尔尼—特纳型远紫外成像光谱仪 被引量：9

4

作者 吴雁 唐义 +2 位作者 倪国强 白廷柱 黄刚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第3期125-129,共5页

本文介绍了远紫外成像光谱仪的需求和若干关键技术,描述了一种光谱范围为100～300nm,光谱分辨率优于1.67nm的远紫外波段成像光谱仪的设计方法和定标实验。该仪器基于交叉的切尔尼—特纳型光谱仪光路结构,采用全反射式系统。根据初级像... 本文介绍了远紫外成像光谱仪的需求和若干关键技术,描述了一种光谱范围为100～300nm,光谱分辨率优于1.67nm的远紫外波段成像光谱仪的设计方法和定标实验。该仪器基于交叉的切尔尼—特纳型光谱仪光路结构,采用全反射式系统。根据初级像差理论设计了光学系统,使用Zemax进行了仿真和优化,在紫外—可见光波段对仪器的性能进行实验验证,并进行了光谱定标和成像性能分析。 展开更多

关键词 远紫外 成像光谱仪 切尔尼-特纳 光谱定标 空间天气

在线阅读 下载PDF 职称材料

双通道成像光谱仪共用离轴三反射光学系统的设计 被引量：11

5

作者 姚波 袁立银 +1 位作者 亓洪兴 舒嵘 《红外技术》 CSCD 北大核心 2013年第7期419-424,共6页

提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像... 提出了一种双通道共用一个主光学的推帚式高光谱成像仪光学系统,该系统由离轴三反射主光学系统、狭缝、准直镜及分色镜、可见近红外光谱仪后光学和短波红外光谱仪后光学组成,设计中采用双通道共用离轴三反射主光学系统,不仅满足了成像仪大视场、宽谱段的要求,而且提高了系统的光学效率,使系统结构更加紧凑,双通道光谱仪均采用棱镜-全息透射光栅-棱镜分光组件分光,实现了宽光谱分光,提高了衍射效率,系统实现光谱范围覆盖450～2500nm,全视场达23.9°。 展开更多

关键词 光学系统设计 双通道成像光谱仪 离轴三反射 棱镜-全息透射光栅-棱镜

在线阅读 下载PDF 职称材料

星载车尔尼-特纳型成像光谱仪像差校正的研究 被引量：34

6

作者 薛庆生 王淑荣 鲁凤芹 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期35-40,共6页

为克服传统的车尔尼-特纳型光谱仪像差较大、空间分辨率低等缺点，提出了一种星载车尔尼-特纳型成像光谱仪像差校正方法。具体分析了像差校正的原理和方法，利用这种方法设计了视场角为2．3°，焦距为114．18mm，F数为3．81，工作... 为克服传统的车尔尼-特纳型光谱仪像差较大、空间分辨率低等缺点，提出了一种星载车尔尼-特纳型成像光谱仪像差校正方法。具体分析了像差校正的原理和方法，利用这种方法设计了视场角为2．3°，焦距为114．18mm，F数为3．81，工作波段为540-850nm星载车尔尼-特纳型成像光谱仪光学系统，运用光学设计软件Zemax对成像光谱仪总的光学系统进行光线追迹和优化，并对设计结果进行分析。结果表明，该系统的像差得到充分校正，全视场调制传递函数值在540-850nm波段达0．58以上．完全满足设计指标要求，也证明了所提出的像差校正方法的可行性。 展开更多

关键词 光谱学 成像光谱仪 光学设计 像差校正 车尔尼-特纳

原文传递

基于MEGA-PRESS的γ-氨基丁酸定量在神经系统疾病中的临床研究进展 被引量：4

7

作者 符晓娜 汪晶 《磁共振成像》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期89-93,共5页

神经系统疾病是世界人口残疾及死亡的重要原因,主要包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化及偏头痛。有大量研究表明神经系统疾病的发生与γ-氨基丁酸(gamma-aminobutynic acid, GABA)能系统的紊乱密切相关。氢质... 神经系统疾病是世界人口残疾及死亡的重要原因,主要包括阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化及偏头痛。有大量研究表明神经系统疾病的发生与γ-氨基丁酸(gamma-aminobutynic acid, GABA)能系统的紊乱密切相关。氢质子磁共振波谱是一种无创检测活体组织代谢产物的影像学技术,新兴的Meshcher-Garwood点分辨光谱(Meshcher-Garwood point resolved spectroscopy, MEGA-PRESS)序列采用了J差分谱编辑技术实现了对脑内GABA水平的定量,为临床医生对疾病的诊断、治疗及预后管理提供更充实的影像学数据。本文对MEGA-PRESS序列原理及其在神经系统常见疾病中的GABA定量研究进行综述,旨在评价该技术的GABA定量分析对神经系统疾病早期检测、诊断的临床意义。 展开更多

关键词 神经系统疾病 阿尔茨海默病 帕金森病 肌萎缩侧索硬化症 多发性硬化 偏头痛 磁共振成像 氢质子磁共振波谱 Meshcher-Garwood点分辨光谱 Γ-氨基丁酸

在线阅读 下载PDF 职称材料

变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉腔反射率确定方法 被引量：3

8

作者 张芳 高教波 +5 位作者 张兰兰 米建军 寿少峻 张安锋 冯颖 侯瑞 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期274-278,共5页

变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉光谱成像系统获取的干涉条纹承载着目标重要的干涉信息,其正弦性的好坏和调制度的高低直接影响了目标干涉信息的提取。而变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉腔材料的反射率值是变间隙F-P干涉光谱成像系统的重要性能... 变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉光谱成像系统获取的干涉条纹承载着目标重要的干涉信息,其正弦性的好坏和调制度的高低直接影响了目标干涉信息的提取。而变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉腔材料的反射率值是变间隙F-P干涉光谱成像系统的重要性能参数。为提高变间隙F-P干涉光谱成像系统整个系统的性能,从系统干涉条纹的正弦性和调制度两方面约束了变间隙F-P干涉腔反射率值的选取。文中分别建立了干涉条纹正弦性和调制度与变间隙F-P干涉腔材料反射率之间的数学关系,并给出合理地目标函数,以确保干涉条纹正弦性和调制度同时达到相对最佳值时,变间隙F-P干涉腔材料的反射率最佳。此外,搭建了长波红外变间隙F-P干涉式光谱成像系统,采用测量聚丙烯薄膜的光谱透过率实验验证了上述理论分析的正确性。 展开更多

关键词 变间隙 法布里-珀罗干涉仪 光谱成像系统 反射率

在线阅读 下载PDF 职称材料

变间隙法布里-珀罗干涉仪光程差线性分析 被引量：3

9

作者 韩军 高波 +1 位作者 张芳 高教波 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2021年第3期494-498,共5页

对于变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉式成像光谱仪,空间干涉信息是否按光程差等间隔采样,即光程差与探测器像元位置之间是否是线性变化关系,直接决定了光谱数据处理的难易程度。经分析,变间隙法布里-珀罗干涉式光谱成像系统的光程差是干涉... 对于变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉式成像光谱仪,空间干涉信息是否按光程差等间隔采样,即光程差与探测器像元位置之间是否是线性变化关系,直接决定了光谱数据处理的难易程度。经分析,变间隙法布里-珀罗干涉式光谱成像系统的光程差是干涉仪分光产生的两艾里斑的中心距离的函数,而两艾里斑中心距与探测器像元位置并非一直保持线性关系,与干涉仪楔角的取值有关。研究了不同楔角条件下光程差与探测器像元位置之间的关系曲线,结果表明,在任意楔角下,光程差与探测器阵列像元位置之间均保持良好的线性关系。长波红外变间隙F-P干涉式光谱成像系统与高精度光谱辐射计测得的特征峰位置重合度达100%。 展开更多

关键词 光谱成像系统 光程差 艾里斑 法布里-珀罗干涉仪 变间隙

在线阅读 下载PDF 职称材料

激光诱导等离子体煤炭全组分测量系统的研究 被引量：2

10

作者 刘舆帅 杨永强 +4 位作者 朱正婷 剧殿臣 时宏杰 刘峰 董爱民 《选煤技术》 CAS 2022年第1期7-14,共8页

煤炭灰分是选煤厂生产过程中的核心指标,实时在线获得煤炭灰分对选煤厂智能化建设具有重要意义。研究从研制基础核心元器件出发,在系统集成、系统控制、光谱-灰分计算模型和算法等方面开展研究,开发了空气冷却的Nd:YAG固体激光器、高效... 煤炭灰分是选煤厂生产过程中的核心指标,实时在线获得煤炭灰分对选煤厂智能化建设具有重要意义。研究从研制基础核心元器件出发,在系统集成、系统控制、光谱-灰分计算模型和算法等方面开展研究,开发了空气冷却的Nd:YAG固体激光器、高效率反射光栅光谱仪、透射光栅光谱仪和适用于高基体效应条件下的光谱成像技术,建立了在线测量的光谱处理算法和光谱-灰分计算模型,最终研制出激光诱导等离子体煤炭全组分测量系统。吕临能化选煤厂工业性试验结果表明:该系统操作简单,维护方便,工作效果稳定,系统检测结果与化验结果最大误差为1.06%,平均误差为0.373%;对于同一煤样,系统检测结果与化验结果的平均误差在0.3%以下,再现性测试结果误差低于0.2%,准确度和测量精度均符合标准规定;使用该系统指导生产后,可使月平均浮选精煤产率提高0.7个百分点,月平均浮选药剂用量减少18 g/t。 展开更多

关键词 煤炭灰分测量 激光诱导等离子体煤炭全组分测量系统 ND:YAG固体激光器 光栅光谱仪 光谱成像技术 光谱-灰分计算模型 在线实时测灰

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于PGP型自校正成像光谱仪系统设计与研究 被引量：3

11

作者 薛庆生 王楠 杨柏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第23期186-196,共11页

针对现有无人机(UAV)载高光谱成像仪存在的技术问题,设计一种紧凑型可见近红外成像光谱系统。首先采用成像光谱仪与面阵相机共光路一体化进行设计,然后利用高帧频面阵图像来反演相机的位置和姿态参数,最后对同步获取的推扫高光谱图像进... 针对现有无人机(UAV)载高光谱成像仪存在的技术问题,设计一种紧凑型可见近红外成像光谱系统。首先采用成像光谱仪与面阵相机共光路一体化进行设计,然后利用高帧频面阵图像来反演相机的位置和姿态参数,最后对同步获取的推扫高光谱图像进行高精度的空间信息校正。该系统的工作范围为400~1000 nm,幅宽方向的视场为43.6°,飞行方向的视场为20.0°,焦距为13 mm,光谱分辨率优于2.5 nm。利用ZEMAX软件对系统进行优化设计和分析,其中光谱仪部分采用棱镜-光栅-棱镜型(PGP)的设计,具有质量轻、成本低和资源利用率高的特点。 展开更多

关键词 光学设计 成像光谱仪 棱镜-光栅-棱镜 系统设计 几何校正

原文传递

星载宽波段大气痕量气体临边探测仪光学设计 被引量：8

12

作者 薛庆生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期631-637,共7页

为满足大气痕量气体临边探测的迫切需求,克服传统Czerny-Turner光谱仪由于像散大导致空间分辨率低的缺点,设计了一种可以在宽波段内同时校正像散的改进型Czerny-Turner光谱仪,光谱范围为0.3～0.7μm,全视场角为2.4°,焦距为120mm,... 为满足大气痕量气体临边探测的迫切需求,克服传统Czerny-Turner光谱仪由于像散大导致空间分辨率低的缺点,设计了一种可以在宽波段内同时校正像散的改进型Czerny-Turner光谱仪,光谱范围为0.3～0.7μm,全视场角为2.4°,焦距为120mm,相对孔径为1∶6.将离轴抛物面镜与改进型Czerny-Turner光谱仪匹配设计了一个临边探测仪光学系统并运用光学设计软件ZEMAX对临边探测仪光学系统进行了光线追迹和优化并对设计结果进行了分析,结果表明该系统的像散得到充分校正,光学系统在各个谱段的光学传递函数均达到0.69以上,完全满足设计指标要求,也证明了所提出的在宽波段内同时像散校正方法是可行的. 展开更多

关键词 光学设计 成像光谱仪 车尔尼-特纳 像散校正 空间分辨率

在线阅读 下载PDF 职称材料

变间隙法布里-珀罗干涉光谱仪光谱复原方法分析

13

作者 肖胜 卫扬道 《光学与光电技术》 2023年第3期61-68,共8页

变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉成像光谱仪以体积小、高光通量、高空间分辨率和高光谱分辨率等众多优势特性,成为研究热点。由于其干涉条纹不是正弦条纹,因而无法直接用快速傅里叶变换获得精确光谱曲线。详细推导了变间隙法布里-珀罗(F-P)... 变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉成像光谱仪以体积小、高光通量、高空间分辨率和高光谱分辨率等众多优势特性,成为研究热点。由于其干涉条纹不是正弦条纹,因而无法直接用快速傅里叶变换获得精确光谱曲线。详细推导了变间隙法布里-珀罗(F-P)干涉仪多光束干涉原理和其光谱复原原理,给出干涉条纹与光谱曲线的数学关系;从理论上证明了光谱复原方法的可行性和必要条件,并给出理论误差。此外,还基于MATLAB进行了仿真和光谱成像系统实物实验,验证了理论分析的正确性。为F-P干涉成像光谱仪的工程化提供了理论依据,并对设计中的参数确定具有指导意义。 展开更多

关键词 变间隙 法布里-珀罗 成像光谱系统 光谱复原 傅里叶变换

原文传递

环形光瞳对远心光路中法布里-珀罗滤光器的影响

14

作者 董江琛 金振宇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2016年第9期114-121,共8页

天文法布里-珀罗滤光器通常有两种配置光路,平行光路和远心光路。主要研究了在远心光路和环形光瞳情况下,宽径比与F数对滤光器的像差、中心波长与带宽的影响。运用数值模拟方法,对光线进行追踪,求出滤光器出射面的复振幅叠加结果。数值... 天文法布里-珀罗滤光器通常有两种配置光路,平行光路和远心光路。主要研究了在远心光路和环形光瞳情况下,宽径比与F数对滤光器的像差、中心波长与带宽的影响。运用数值模拟方法,对光线进行追踪,求出滤光器出射面的复振幅叠加结果。数值模拟结果表明,滤光器的像差在F数大于50时没有明显劣化,中心波长的偏移量随宽径比的减小而增大,透过带宽随宽径比减小而减小,中心波长偏移量和带宽均随F数增大而减小。当F数相对较小(如F=100)时,可以在获得更大视场的同时获得窄至5.6pm的带宽,这将成为大型环形太阳望远镜的优势之一。 展开更多

关键词 成像系统 干涉成像 法布里-珀罗滤光器 二维成像光谱仪

原文传递