基于矩阵的Sagnac干涉仪光谱复原理论研究

传统的干涉光谱仪光谱复原算法是利用傅里叶变换复原光谱,该方法为了消除有限光程差造成的旁瓣对光谱复原精度的影响,进行了干涉图切趾处理,但这会降低复原光谱的光谱分辨率.为了保证光谱分辨率和提高光谱复原精度,文章提出一种光谱复原方法——基于仪器特征矩阵的Sagnac干涉光谱仪光谱复原方法.该方法旨在通过实验室定标及理论推导为每个Sagnac干涉光谱仪系统构建一个仪器特征矩阵,对仪器特征矩阵利用最小二乘法复原光谱.利用多种物质的光谱进行仿真实验,测试两种光谱复原方法的光谱复原精度,结果显示仪器矩阵方法的复原误差稳定在1％～3％,而傅里叶变换法的复原误差在3％～7％的范围内.因此,和傅里叶变换光谱复原方法相比,基于仪器特征矩阵的光谱复原方法的光谱复原精度更高.     

基于改进切趾函数的Fourier 光谱仪光谱复原效果的提高

为校正Blackman Harris切趾函数在Fourier变换光谱仪切趾处理过程中主瓣宽度过宽的缺点,提出了一种改进的Blackman Harris切趾函数。首先介绍了干涉图切趾的基本原理,然后增加可调参数m ,引入Chebyshev函数对Blackman Harris切趾函数进行改进,并通过幅频响应曲线对比了改进前后2种切趾函数的性能;最后利用Matlab仿真分析改进的切趾函数与几种典型函数的光谱复原效果。仿真结果表明,改进的切趾函数不仅在主瓣宽度特性上有所提高,而且旁瓣衰减可调节,工程使用更加灵活。     

可实现零光程差的红外静态斜楔干涉具研究

针对现有的静态斜楔干涉具无法实现零光程差, 进而影响光谱反演的准确性和复杂性。文中提出一种可以实现零光程差的斜楔干涉具, 通过对传统斜楔倾斜面的改进, 使其可以实现被测光包含零光程差的干涉信号, 理论推导了该斜楔不同位置的光程差公式, 并推导得出对应的光谱反演公式;采用硒化锌(ZnSe)材料设计了该斜楔, 对其干涉信号、光程差和光谱反演进行了仿真研究, 并采用10.64 m激光器对其进行实验分析, 实验结果显示该斜楔干涉信号清晰, 光程差可以实现1 450 m, 反演光谱的误差为0.1%。     

基于FPGA的成像光谱仪多通道实时光谱识别设计

实时光谱识别是目前干涉式成像光谱仪领域研究的热点问题之一,其难点在于复原光谱数据量大及对识别算法的实时性要求高。基于FPGA器件设计了一种基于光谱角匹配(SAM)算法的干涉式成像光谱仪多通道实时光谱识别系统。该系统将多个不同的参考光谱分别存储在其对应通道的存储器中,根据SAM算法实时计算输入光谱与各通道参考光谱之间的光谱角,通过对各通道输出的光谱角进行比较而实现光谱的实时识别。仿真结果表明,系统在Xilinx芯片XC7A100TFGG484-2上对复原光谱进行实时有效识别的运行频率可达100MHz。系统以流水线方式运行,具有速度快、体积小、便于升级等优点,为干涉式成像光谱仪实时光谱识别的工程实现提供了一种有效的技术途径。     

宽场偏振干涉成像光谱仪的调制度研究

干涉成像光谱技术是一种集双光束干涉技术、二维成像技术以及高分辨率光谱技术于一体的高新遥感探测技术,常用来进行监视、识别和探测各种民用和军事目标。基于双折射晶体的宽场偏振型干涉成像光谱仪是该技术中的一种典型代表,组成其系统的偏光元件的性能是决定其成像质量和光谱复原精度的关键因素。论文考虑元件偏振误差和延迟误差对光路传播的影响,采用偏振追迹法推导出了系统干涉调制度的理论表达式,给出了其随入射角、入射波长、入射方位角以及元件偏振化方向和相位延迟量的变化特性,并定量分析了其允差范围。这为基于偏光器件成像光谱仪的系统设计、高光谱复原以及工程实践提供了重要的理论指导和技术支持。     

大孔径静态干涉成像光谱仪探测器配准误差标定方法

大孔径静态干涉成像光谱技术是近年来出现的一种新型干涉成像光谱技术,具有高通量、多通道等优点,然而干涉图与探测器之间存在一定配准误差时,则会对复原光谱产生较大的影响,甚至影响到仪器的最终应用。针对该问题,通过对大孔径静态干涉成像光谱仪成像机理的分析,提出了一种探测器配准误差的标定方法,经验证该方法可以很好地解决探测器的配准误差,最终提高了复原光谱的精度,该研究对大孔径静态干涉成像光谱仪的研制具有重要的指导意义。     

基于FPGA的干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原研究

对目标的实时探测与识别是当前干涉式红外成像光谱仪领域研究的热点问题,而光谱仪实时光谱复原是有效解决该问题的前提。利用可见光相机模拟干涉仪而得到干涉图信号,利用高速大容量FPGA芯片设计了一种干涉式红外成像光谱仪实时光谱复原系统。系统主要由干涉图数据预处理、实时光谱复原以及光谱显示等模块组成,以流水线方式运行,能够实时输出目标的光谱信息,具有运算速度快、体积小、便于算法升级等优点,为光谱仪对目标的实时探测与识别研究奠定了良好的技术基础。     

基于DSP的弹光调制干涉具干涉数据的实时处理系统

弹光调制干涉具中光程差的非线性带来了干涉信号的非均匀变化,在光谱复原过程中,如不对干涉数据修正直接采用快速傅里叶变换(FFT)复原光谱会导致光谱严重失真,难以满足实时处理要求。首先提出采用非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)实现光谱复原,其次设计了一种基于高性能DSP芯片OMAP-L138的干涉数据处理系统,它将高速数据采集卡PCI-5122采集到的671.1 nm激光干涉数据进行存储并完成其实时光谱复原。研究结果表明:这套干涉数据实时处理系统操作简单,运行可靠。复原671.1 nm激光的波长误差小于1 nm,谱线位置误差小于0.1％,为后期采用高性能DSP的弹光调制傅里叶变换光谱仪提供了很好的前提基础。     

像面干涉成像光谱技术中的复原方法

与传统的干涉成像光谱技术相比,像面干涉成像光谱技术具有高光通量、高光谱分辨率、高目标分辨率等优点。在介绍像面干涉成像光谱技术的基本原理基础上,提出了通过推扫横向剪切分束器对目标进行探测的方法,省去了传统推扫方法中提取物点干涉信息时的图像配准过程。研究了信息处理中去直流项、切趾等预处理问题,分析了相位误差校正方法及各种方法的优缺点。搭建Sagnac型像面干涉成像光谱实验装置进行了光谱重构实验,复原了被测光源的光谱曲线,并复原了探测目标在各个谱段的光谱图像。     

基于分体式Sagnac干涉仪的长波红外干涉成像光谱系统

介绍了基于分体式Sagnac 干涉仪的静态高通量干涉成像光谱技术的基本原理,设计并实现了长波红外宽波段等比消偏振分光膜系,给出了干涉仪尺寸的设计方法并利用TracePro 软件验证了设计的干涉光路。使用制冷型和非制冷型探测器对该红外干涉成像光谱仪方案进行了塑料薄膜透过率测试,实验结果与高精度Michelson 光谱仪测量值有较高的吻合度,证实了该方案的正确性。最后进行了推扫实验,给出了数据重排、基线校正和切趾等数据预处理方法,验证了该系统方案工作模式的可行性。     

实用光阴极的进展纪念发现光电发射效应100周年

赫芝(Hertz)于1887年发现光电发射效应,为了纪念光电发射效应发现100周年,本文对实用光阴极的发展历史作一简单的回顾,并对其现况作扼要的评述。     

基底几何尺寸对金刚石沉积过程的影响

利用灯丝热解化学汽相沉积技术在硅基底的边缘、角域处及条形基底上生长出金刚石晶体和薄膜，研究了基底几何尺寸对金刚石沉积过程的影响，探讨了金刚石成核和生长的机理。     

INVESTIGATION OF PROPERTIES OF INFRARED ABSORPTION OF α-HELIX PROTEIN MOLECULES

The mechanism and properties of infrared absorption of α-helix protein molecules are studied by a theory of bio-energy transport established on the basis of molecular structure. From the vibrational energy-spectra of molecules obtained from this theory we know that the infrared lights with wavelengths of 2 µm ?7 µm can be absorbed by α-helix protein molecules. This is basically consistent with experimental data of infrared absorption of collagen and hemoglobin and bivine serum albumen (BSA) proteins with α-helix structure. From these results we account further for the mechanism and properties of biological effect of infrared lights absorbed by the living systems, i.e., the energy of infrared lights is directly absorbed by the amide-Is in amino acid residues in the protein molecules, which results in vibration of amide-1 and change of conformation of proteins and transport of bio-energy from one place to other along the protein molecular chains in human beings and animals. This is a kind of non-thermally biological effect.     

碲化物薄膜的附着牢固度与其显微结构的关系

用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和透射电镜术（ＴＥＭ）观察Ｓｉ和Ｇｅ基板上ＰｂＴｅ、ＣｄＴｅ及ＰｂＧｅＴｅ单层薄膜及其与ＺｎＳ组合的多层薄膜的显微结构,给出了薄膜附着牢固度与薄膜显微结构的关系     

NRD波导中多种弯波导之间的耦合特性

针对ＮＲＤ波导中不同半径的弯波导之间的耦合特性,提出了一种新的通用的分析方法,当耦合结构分别简化为非对称结构（即直波导与弯波导耦合）和对称结构（即两个半径相同的弯波导的耦合）时,该方法也可相应简化,与已有的分析结果完全一致。本文还就不同半径的弯波导构成的耦合器的频率响应和带宽特笥,在６０ＧＨｚ时给出实验验证,证实了本文所提方法的通用性和有效性。     

电磁型微电机定子绕组的研制

本文主要阐述应用微细加工技术研究和开发电磁型微电机定子绕组的制备工艺，重点介绍制备定子绕组所涉及到的各种材料及其用途。采用掩模电镀技术解决了平面工艺难以解决的线圈绕组。本研究结果为双层十七圈三对六组绕组系统。最小线宽为３μｍ，微电机直径为２ｍ，最大工作电流１２０ｍＡ，电阻值在２４－２５Ω之间。输出力矩为１．５μＮＭ，转子转速每分钟可达５００转。     

精细水煤浆导热系数研究

对精细水煤浆的导热系数及测量方法进行了研究,给出了用热线法测量精细水煤浆导热系数的公式,并对精细水煤浆的导热系数进行了有效测量,测试结果的累计总误差小于±3％。     

神经元电突触前向传输电导的时变特性

电突触前膜在高于阈值的刺激下,产生一个大小不变的动作电位,突触后细胞可直接被突触前轴突中伴随动作电位产生的电紧张所激活,突触膜相当于整流器,电流只能从突触前神经元流向突触后神经元。电流流过神经元之间结合部时,连结电导将随时间变化。     

相干反斯托克斯喇曼散射光谱在推进剂火焰温度和浓度测量中的应用

本文介绍了相干反斯托克斯喇曼散射（ＣＡＳＲＳ）光谱测量推进剂火焰温度和浓度的原理，给出了实验原理图，表明了ＣＡＳＲＳ技术在推进剂火焰温度和浓度测量中具有明显的优越性和实际意义。     

形状对超细微粒表面声子吸收的影响

通过对α-Fe_2O_3球状和园柱状超细微粒的红外透射光谱测量,发现形状不同导致表面声子吸收的明显差异,并对实验结果进行了讨论和分析。