一种高光谱成像光谱仪光谱定标方法

介绍了一种高光谱成像光谱仪的光谱定标方法,高光谱成像光谱仪是一种结合光谱探测和成像特点的仪器,在CCD靶面上形成光谱和空间成像的二维图像,因此,其光谱定标方法较传统光谱定标方法有较大的不同。针对高光谱成像光谱仪的特点设计了一套光谱定标光路,采用高斯曲线拟合的方法确定中心波长的位置,提取光谱维方向的半高宽作为光谱带宽,采用最小二乘法进行全波段光谱定标,经过拟合计算得到该光谱定标方法的标准差为0.23nm,满足使用要求。同时为该种光谱定标方法应用于多种类型的高光谱成像光谱仪定标过程中提供了宝贵的经验。     

基于多模光纤的高分辨率光谱仪

基于空间色散原理的光谱仪器无法同时满足分辨率和体积的需求,为此提出了一种全光纤结构的光谱仪,以多模光纤作为光谱仪的核心元件,利用光谱与干涉散斑图的空间二维分布对应关系,将不同波长的光波在经过光纤后的光强分布存储在矩阵中,利用重建算法恢复未知的任意光谱,并且使用改进的优化算法对光谱进行优化.实验得出:多模光纤可以用作高分辨率的光谱仪,并且仅仅10 m长的光纤可以分辨出间隔仅为15 pm的光谱,达到了科研级别的光谱仪分辨率.同时该光谱仪体积小、重量轻、成本低、分辨率高.     

干涉型成像光谱仪在轨辐射定标技术应用

为提高干涉型成像光谱仪空间目标测量精度,降低传感器中各个探测元响应度差异,提升成像光谱仪在轨辐亮度测量准确性。提出了一种基于定标场反射率测量参数结合计算程序仿真与成像仪在轨测量数据比对的空间定标方法。首先在介绍高光谱定标概念的基础上,提出了不同光谱响应函数、不同场地条件下的高精度入瞳亮度计算方法;其次对干涉型成像光谱仪进行在轨相对辐射修正,校正传感器中各探测元相应度差异,利用反射率基法开展了在轨绝对辐射定标试验,针对可见光、近红外波段建立在轨辐射定标计算模型。解决了包括多种反射率场地、高精度测试区域指示的试验方案优化设计问题,实现了星载高分辨率干涉型成像光谱仪的在轨高精度定标。研究结果表明,采用该定标技术使成像光谱仪的在轨测量精度达到5%。此外,定标场地环境条件对模型计算精度有一定影响,大面积均匀场适合采用反射率基法,小面积均匀场则引入邻近像元效应进行计算,通过布设人工指示目标,可提高反射率测量数据的准确性。所采用的定标技术已获得工程应用。     

针-板电极空气隙直流放电光信息采集

为研究气体击穿的放电机理,采集直流电压下针-板电极空气隙流注放电击穿瞬间的光信号,实验设计了气体放电光学采集装置.利用光纤,光谱仪和ICCD组成光信号检测系统,其中ICCD单独使用可以捕捉光现象,配合光谱仪可采集光谱.实验中采用具有高速触发脉冲的外部触发方式操作控制器,进行图像及光谱的采集,并对采集到的结果进行分析和讨论.     

近红外CO光谱采集及建模方法研究

针对便携式光纤光谱仪的CO 检测技术进行了研究。CO 检测系统采用小型光纤光谱仪为核心进行搭建,光谱信号采用小波变换进行预处理。处理后的CO 光谱信息采用高斯拟合算法进行特征提取,利用拟合得到的特征值来表征CO 光谱信息,最后利用偏最小二乘方法和主成分回归法建立准确的数学模型。该方法能够快速准确地从光谱信号中提取特征信息并建立CO 检测模型。     

星载成像光谱仪对地遥感成像的信噪比分析

星载成像光谱仪的高精度反演计算需要正确的估算光谱通道获取信号的能力。针对星载光谱仪光谱通道能量弱,空间背景辐射及杂光强的特点,重新讨论了信噪比模型。新信噪比模型考虑了空间光环境对光谱仪信号通道的影响。针对某型号星载成像光谱仪,使用大气辐射传输软件MODTRAN的大气参数进行了各光谱信道的信噪比计算。同时,充分考虑了大气光环境的影响因素。仿真结果表明,相比于传统信噪比计算模型,实际星载光谱仪在短波光谱获取图像信息时存在更严重的退化现象,即信噪比严重降低。并且随者太阳高度角增加以及大气能见度距离下降,加剧了退化趋势。     

光纤通信高速信号偏振态检测系统定标的研究

目前的商用偏振分析仪检测速率较低,因此在检测光纤通信中高速信号的偏振态时,需要自行搭建测量系统并结合高速实时数字示波器使用.此时,系统定标就显得尤为重要,定标方法也将直接影响测量的准确性.针对光纤型高速偏振态检测系统提出了定标方法,先通过Mueller矩阵算法对其进行了理论分析,进而通过实验证明了该定标方法准确可行,测量误差水平小于±3%.     

相移光纤光栅的反射光谱特性及其应用

使用二次曝光法或相位掩膜法制作的相移光纤光栅,可在光纤光栅阻带中打开一个狭窄的透射窗口,窗口位置可以随着相移量的大小发生改变。利用传输矩阵法的计算,对相移光纤光栅的反射光谱特性进行了分析,并且对如何利用相移光纤光栅的光谱特性进行多方面的应用给予了展望。这些结果将对相移光纤光栅的实际制作及应用有重要的指导意义。     

光纤色度测量中的非线性误差的补偿方法

在传统的色度测量中,物体反射光容易受到外界干扰.为了解决干扰引起测量精度下降的问题,把光纤做成的探头用于光能的收集与传输.但是,由于光纤对光谱非线性衰减的影响而使颜色的测量产生畸变.文中采用傅立叶变换对光谱非线性衰减进行校正.实验中,利用高压汞灯产生的特征波长,测得系统的测色波长误差不大于0.2nm.通过对标准色卡的颜色测定,和标准值相比较,色坐标误差小于0.01.实验结果表明,这种带有光纤探头的测色系统测色波长精度高,并有良好的重复性,能较好地改善系统的测色性能.     

相位掩膜法制作光纤布拉格光栅的研究

光纤光栅是一种新型的光纤器件,在光纤通信和光纤传感等领域有重要的应用。本文介绍了光纤布拉格光栅的光学特性和光谱特性,介绍了相位掩膜法制作光纤光栅的相关实验。在激光脉冲能量300m J、激光脉冲重复频率8Hz、成栅时间160 s的实验条件下,获得了中心波长1083nm、带宽0.1nm、反射率99.96%的高质量光纤光栅。     

水凝胶在光纤传感应用方面的研究进展

水凝胶光纤传感器具有不导电、重量轻、抗电磁干扰及良好的生物相容性等优点,因此在生物传感等多个领域得到了广泛应用。综述了水凝胶在光纤传感的3种调制类型,包括强度调制型、相位调制型和波长调制型。最后针对每种类型的光纤传感器列举了其在葡萄糖检测和pH值测量等方面的应用。     

小型光纤光谱仪的研制

通过ZEMAX光路优化设计,采用CPLD和USB接口技术以实现CCD高速驱动和数据传输。该系统使用光纤束进行导光、平面衍射光栅对采集到的光分光后,由线阵CCD进行光电转换;并利用相关双采样技术,获得相应光强分布数据,再利用最小二乘法对光谱仪进行标定。研究结果表明该光谱仪波长准确度优于1nm,波长重复误差小于0．2nm。     

光端机告警信号检测系统的研制

光通信设备中要求监控信号的通道数目多，告警信号随时可能出现，但原有光端机产品中告警信号为LED显示，显示的告警通道数量少，设备管理人员无法直接识别告警内容。本文根据对成型光端产品进行改进的经验，提出采用单片机实施检测和控制，利用LCD将告警通道序号、告警内容及重要信息进行显示的方法。该系统研制方法充分运用单片机面向控制、抗干扰能力强及高速运行的性能特点，特别适合光端机的运行环境，经用户使用，证明与原有光端机系统匹配，运行良好。     

基于WiMAX的数字射频光纤传输仿真与分析

基于WiMAx标准下射频数字光纤传输（DROF）仿真模型,建立了输入信号、ADC采样／保持／量化、光纤传输、检测判决以及DAC零阶保持、解调输出等环节的数学模型,实现了WiMAX信号通过DRoF链路传输的全过程．就ADC分辨率、ADC和DAC时钟抖动噪声以及光纤噪声等单因素对系统性能影响机理进行了仿真实验,分析了WiMAX信号传输条件下的比特率对误码率、误差矢量幅值等性能指标影响．所得结论为下一步研究和优化DRoF链路提供了理论分析依据．     

光纤信号旋转传输装置的研究

光纤旋转连接器件广泛应用于从一端高速旋转平台到另一端静止平台过渡时的场合,是光纤信号旋转传输的关键器件。设计一种单通道光纤旋转连接器,能够在较高转速的场合中,将环境里的振动和其他干扰因素隔绝于连接器之外,并在旋转传输过程中利用其机械结构自适应修正光纤转子与光纤定子之间的相对位置和相对运动,保证光纤信号的高效稳定传输。通过仿真分析和静态实验研究了连接器插入损耗与各个方向上变化量的关系。     

基于分布式光纤传感器的管涌监测系统

针对水利工程输水堤坝管涌难以实时监测的问题,结合分布式光纤传感器应变检测灵敏度高及FPGA并行运算快的特点,设计了基于光纤全分布式传感器与FPGA数字解调算法的堤坝管涌实时探测系统。首先利用双Mach-Zehnder干涉组成的光纤全分布式传感应变检测系统感知管涌导致的应变,之后通过计算由应变导致的调制信号到达两光电探测器的时间差确定管涌渗漏点。系统采用频率分选机制在信号调理电路实现信号筛选,评定渗漏程度,由FPGA实现数据采集、滤波、存储及解调,有效缩短了解调时间及定位误差。结果表明,系统可对2公里范围内的管涌渗漏事件进行有效定位报警,定位误差在±8m以内。     

一种适用于OFDM系统的自适应AGC改进方法

动态环境下,光纤陀螺的噪声更加难于处理并且是制约光纤捷联惯导精度的重要因素。针对光纤陀螺动态信号的复杂特性难以准确估计,提出一种利用广义交叉验证对信号的小波分解层分层确定阈值的方法。在信号先验统计特性未知的情况下,利用广义交叉验证原理,该方法能够识别信号和噪声所在的小波分解层,从而分层自适应给出合理阈值。对模拟数据和动态信号仿真算例的分析表明,该方法可有效解决在动态条件下抑制光纤陀螺噪声与保留高频信号的矛盾,提高光纤陀螺动态信号处理的精度。     

一种编码式光纤光栅温度传感检测系统的研制

介绍了一种新的大容量编码式光纤光栅传感测量技术，引入了一种由编码式光纤光栅作为传感探头的温度传感检测系统。该系统采用双波长编码技术．对检测点的位置和温度同时进行编码测量，系统具有精确度高、稳定性好、信息量大等特点。特别是双波长编码测量技术的采用．系统由一维编码增进到二维编码，极大地提高了系统的检测容量，克服了传统的一维编码系统由于光源有限带宽导致的信息容量限制。由于在光纤的同一位置集成多个传感探头，降低了成本，该系统具有很好的市场应用前景。