聚合物光纤光谱特性研究

本文根据不同的精度要求,采用CCD光谱仪和高精度光谱仪测量了聚合物光纤的光谱损耗、吸收谱与发射谱,分析了这几种光谱特性,讨论了有源聚合物光纤中的拉曼谱对荧光谱的影响等现象。     

LED合成光谱光源色度参数的快速计算及应用

为满足色彩还原的需要,白光LED照明光源通常用光谱合成的方法获得连续的宽光谱。各频段的光谱分量与光源最终色度参数的关系以及它们比例的确定通常由实验得出。因而目前光源的设计是一个极其复杂的尝试过程,对实验要求高、周期长、投入大。对LED合成光谱白光照明光源的色参数进行了系统的分析,依据LED光源相关标准测量方法,推导出了LED合成光谱白光光源色度参数的快速计算方法,开发了计算机设计分析软件,并通过了设计过程和产品的使用验证。     

皮肤微区反射光谱及颜色特性的研究

本文介绍了光纤探头式皮肤反射光谱分析和颜色检测系统,该系统依据反射物体颜色测试原理,采用CCD并行处理结构,实现皮肤反射光谱快速测量,并计算出相应皮肤的颜色坐标和明度,利用该测量系统,分析了病变皮肤与正常皮肤的反射光谱和颜色,提出了实现客观识别皮肤病的对策。     

测角CCD多功能光谱仪的研究

将CCD测量转角的方案应用到光栅光谱仪中，设计了一套CCD成像法波长扫描机构，大大改善了光谱仪的性能。为了满足测量范围的要求，采用CCD拼接技术。该系统具有采集和显示被测谱线、拾取谱峰和自动寻峰等数据处理功能，并能计算出识别出来的任意一条谱线的波长。用于测量低压汞灯谱线波长，测量结果和实际标准波长偏差在0．20nm以内。     

机动车光信号装置色度特性的不确定度研究

本文就测定机动车的光信号色度特性时所产生的不确定度进行了分析评定。针对标准灯（A光源）对测量结果的影响进行了讨论。电压、电流仪表精度不低于0．2级,在相同的电压和电流下测量时,其引入的测量不确定度可以忽略不计。测量不确定度主要由测量读数的不重复性引入的不确定度、标准灯引入的不确定度构成。通过计算分析,得出了机动车光信号装置色度不确定度测量结果。     

双通道分光式表面色显微测量方法研究

提出了一种用于颜色产品微面积精细颜色测量、采用双通道测色分光系统的软硬件模型，给出了测量原理、实验装置和测量结果。该系统结构简单、色分辨率高，测量光谱范围为可见区，光谱分辨率为10nm，能进行较暗物体和荧光物体的微面积精细颜色测量，并能给出各种标准照明体和各种色度系统下的色度参数。     

微机控制的红外光栅单色仪的定标

利用衍射光栅方程,分析可见光谱区标准光源的特征谱线的多级衍射特征,对标准光源的多级衍射进行计算机模拟计算,确定其多级衍射光强分布.测量汞灯特征谱线和He-Ne激光谱线的多级衍射谱分布,确定多级衍射谱的各级级次.对所得数据处理,做出拟合曲线,以多项式拟合方法求得拟合方程.以连续CO2激光器输出激光进行检测,同时以谱线分析仪监测,经过测量其波长,验证红外光栅单色仪定标准确.     

CCD相对光谱响应同步采样方法研究

连续可调谐均匀单色照明光源系统作为CCD辐射参量定量化专用测试系统,可用于CCD相对光谱响应度的测量。它与传统的测试装置相比,能够实现光谱分辨率1 nm的光谱响应度定标。但是其采用的大功率氙灯超高压供电引入了测试光源不稳定的问题,导致传统分时测量方法引起的测量不确定度较差,不能满足高精度遥感仪器的定标需求,因此提出了同步采样的方法。从理论和器件噪声模型出发,分别对两种方法的测量不确定度进行分析,得出同步采样的方法测得的定标不确定度优于1.03%,与传统分时测量方法相比不确定度提高了43%。分别采用两种方法对目标探测器进行了CCD相对光谱响应对比测试,结果显示,同步采样的方法获得的CCD相对光谱曲线更平坦,与出厂数据相比离散程度更低,进而验证了分析结论的正确性。     

利用光栅光谱仪测量获取物体表面的色度特性

结合颜色光学理论和光谱反射理论,给出一种获得物体表面颜色特性的计算方法。通过自行搭建的光栅光谱仪装置测量了氙灯的发射光谱和目标样片在氙灯光源照射下的表面反射特性,然后编程,分别计算光源氙灯和样片表面在氙灯照射下的色度值,同时还可以通过色度学计算公式进一步得到不同光源照射下物体表面的色度值。这一工作对研究物体透射的色度特性和荧光物质的色度特性具有一定的借鉴意义。     

光源色度快速测量方法探讨

为实现光源色度的快速测量,提出了一种基于三基色原理的测量方法。待测光源发出的光依次通过三基色滤光片照射到光电传感器上,光电传感器输出电流信号转化为电压信号,通过V/F转换处理,由单片机系统实现数据采集和处理,得到光源色度的三刺激值和色品坐标,从而实现光源色度的快速测量。     

发光二极管的色度分析

主要对蓝光、绿光、白光LED的色度特性进行分析,首先通过单色仪,分别测得蓝光、绿光、白光LED的相对光谱功率分布并以色度学理论为基础,计算出光源主波长、色纯度、色温和显色指数.计算结果表明:蓝光LED和绿光LED主波长随标准光源的不同变化不大,色纯度比较高,分别在0.64和0.87左右,一般显色指数为-29和-14,显色性很差,不适合用来做照明光源.白光LED主波长随标准光源的不同变化较大,色纯度相当低,接近0,一般显色指数为82,显色性很好,完全符合照明光源的要求.     

利用宽谱光源及偏光干涉测量保偏光纤拍长

提出了一种用宽谱光源及偏光干涉效应测量保偏光纤拍长的新方法。利用光纤陀螺等光纤传感器常用的宽谱光源，以及2个性能一般的线偏振器件，与被测保偏光纤组成测试系统。宽谱光通过测试系统后，由于偏光干涉效应出现光谱形状的波动，波动周期受保偏光纤拍长的调制，通过调制周期可计算获得被测保偏光纤的拍长。该方法实验装置容易搭建，对偏振器件及操作精度的要求很低，对被测光纤的具体结构没有要求，任何保偏光纤的拍长都能测量，适用范围广，拍长测量精度可达0．1mm。     

应用于海水盐度测量的单模异芯结构光纤折射率传感器

提出了一种应用于海水盐度测量的单模异芯结构的光纤折射率传感器。在两段普通单模光纤(SMF28)之间熔接一段细芯单模光纤(TCSMF),构成全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)。以0-40‰NaCl溶液作为测试溶液,测量宽带光源经MZI后的透射光谱,应用特征峰波长和光谱差分积分两种方法进行解调,特征峰波长漂移量和光谱差分积分值均与NaCl浓度呈较好的线性关系。采用光谱差分积分法对全波段透射光谱强度进行解调,累积因折射率不同引起的透射谱差异,理论上可获得的盐水浓度分辨率为9.17×10-4‰,较之波长解调法提高了近3个数量级。本文的折射率传感器具有结构简单、机械强度好、测量灵敏度高和对温度不敏感等优点,可应用于海水盐度测量。     

彩色滤光膜色度测试系统的研究

彩色滤光膜(CF)色度指标对彩色液晶显示器的显示性能有着重要的影响,采用传统的分光光度计测量CF光谱透过率存在着严重的混光现象,研究分析了CF色度参数的表征与测试原理,设计了高精度的显微光谱测试系统。系统能够精密测试50μm尺寸样品的光谱特性,并且得到±0.005的色度座标测试精度。系统已应用在彩色滤光膜与彩色液晶显示器生产企业,取得了良好的效果。     

基于空芯光子晶体光纤气体参考腔的高灵敏度氨气检测

采用石英增强光声光谱检测系统,并引入空芯光子晶体光纤作为气体参考气室,实现对痕量氨气的高灵敏度检测。参考气室采用长5 m的空芯光子晶体光纤,两端熔接单模光纤,内部填充标准氨气。通过分析空芯光子晶体光纤的模态干涉,获得低干涉噪声的透射谱。气体填充过程中,控制填充压强与时间,提高谱线分辨率,完成分布反馈式(DFB)激光器波长的精确锁定,提高检测精度。测量参考气体腔内氨气吸收谱线线宽,并与高分辨率光谱谱线(HITRAN)数据库数据对比验证实验结果。采用光声光谱检测系统,优化调制参数,获得氨气噪声等效浓度(即指体积分数)为6.74×10~(-6)(3σ)。     

光纤色散效应对脉冲展宽的影响

为了研究光通信系统中光纤色散特性对通信系统传输性能的影响,基于单模光纤和多模光纤的色散特性,采用数值模拟计算的方法,对脉冲展宽、光纤内部的偏振模色散、色度色散、波导色散和模间色散的物理机制进行了分析,分别得到了折射率n=1.516和n=1.458的标准单模光纤经过10km传输距离后色散导致脉冲展宽的结果,比较了传输波长在850nm和1310nm时多模光纤的色散效应,通过对不同光源LD(Δλ=1nm)和LED(Δλ=70nm)的比较,分析了光谱宽度对脉冲展宽的影响。结果表明,纯石英光纤在系统传输波长为1.27μm处群速度色散等于0;折射率渐变多模光纤工作在常见的850nm以及1310nm通信窗口时,其模内色散表现为负色散;色度色散和模间色散引起的脉冲展宽随光纤的数值孔径、材料折射率和光源光谱线宽的增大而增大。     

掺铒光纤放大器光谱特性和噪声特性的研究

报道了利用 980nm波长的单抽运光源抽运掺铒光纤得到的放大自发辐射谱 (ASE谱 )特性 ,对在较小抽运功率条件下得到的掺铒光纤荧光谱特征图进行了探讨 ;在此基础上对采用两个980nmLD作抽运光源的掺铒光纤放大器 (EDFA)的噪声特性进行了实验研究 ,得到具有良好噪声特性的结果     

光源的稳定性对拍信号在非线性光子晶体光纤中演化的影响

人们通常利用拍频光信号的传输光谱演化来测量光纤的非线性系数.通过数值模拟分析了光源输出光功率和中心频率的扰动以及光源谱线宽度对该测量方法的影响,并进行了实验验证.使用紧凑的超格子算法分析了一种光子晶体光纤(PCF)的传输特性.考虑自相位调制(SPM)、损耗和群速度色散,采用分步傅里叶方法分析了拍频光信号沿光子晶体光纤的传输过程,得到了信号频谱演化的数值仿真结果.结果表明光源输出功率的扰动基本不会影响非线性系数的测量结果,但输出波长的扰动和光源的谱宽对非线性系数的测量有一定影响.因此需要选择适当的参数条件才可得到较为精确的实验结果.     

基于FPGA的可见光波段便携式光谱仪的设计

为了有效地实现光谱仪的便携式设计,文中采用FPGA便携式光谱仪。FPGA采用Altera公司的CLCLONE IV系列的EP4CE30F23C8N芯片,CCD采用东芝公司的TCD1304。系统机上的数据使用Matlab进行去噪处理,绘制成光谱曲线,系统选用汞灯作为标准光源进行系统校验,利用汞灯的5个标准光谱特征峰确定光谱仪的谱线校验系数。测试结果表明,光谱分辨率可以达到10 nm,系统可以实现可见光波段的光谱测量,具有较好的实用性。     

应用于LIBS的CCD光谱测量系统

为了探测激光诱导击穿光谱(LIBS)的信号,设计了CCD同步光谱测量系统。该系统采用高灵敏度的SonyILX554B线阵CCD作为光谱探测器,运用一种新的驱动方法,可灵活控制CCD的触发延迟时间和光积分时间,从而最大限度地滤除LIBS背景辐射的干扰,得到最佳的原子辐射信号,提高LIBS检测的灵敏度。通过测量各种样品的LIBS信号在不同延迟时间和积分时间时的谱线图,证实其在LIBS宽谱、快速测量中的有效性,为开发低成本LIBS测量仪提供了技术依据。