一种基于MEMS光栅光调制器的近红外光谱探测系统

基于微机电系统技术的近红外光谱探测系统已成为了近红外光谱仪研究的一个新方向。文章提出了一种基于光栅光调制器的新型近红外光谱探测系统。该系统采用微加工技术制造的光栅光调制器阵列与单点近红外探测器相结合使用的方法进行光谱探测。设计了该光谱探测系统的光学结构, 论述了系统光谱探测原理, 并使用经表面微加工工艺得到的光栅光调制器器件进行了系统分辨本领、波长准确性、系统稳定性、器件响应频率等特征参数测试实验。结果表明,该探测系统在1 320到1 400 nm波长范围内,分辨本领小于10 nm, 波长准确性小于1 nm, 系统稳定性小于0.5%, 光栅光调制器的响应频率为5kHz。实验结果证明了该近红外光谱探测系统的可行性, 为研制基于微机电系统光栅光调制器的微型化近红外光谱仪提供了理论基础及实验指导。     

新型傅里叶变换光谱探测系统相位误差校正方法

为了降低基于MEMS(micro-electro-mechanical systems)微镜的傅里叶变换光谱探测系统复原光谱仪的畸变,提高复原光谱的质量,减小系统相位误差的影响,提出了一种系统相位误差的修正方法。首先分析了基于MEMS微镜的傅里叶变换光谱探测系统中相位误差的主要来源,分析结果表明：该新型傅里叶变换光谱探测系统的相位误差来源于光程差的零点漂移,该相位误差可以通过改进该系统干涉仪的结构引入过零采样并利用Mertz乘积法进行修正。搭建了光谱探测系统的实验平台,对该相位误差校正方法进行了实验验证,实验结果表明：采用了改进干涉仪并利用Mertz乘积法校正误差后的光谱探测系统所测得的复原光谱质量得到明显改善,去除了原复原谱畸变产生的负峰,且旁瓣得到明显抑制。该相位误差校正方法能够很好的降低相位误差对系统性能的影响,能够有效地提高系统的光谱探测性能。在提出的基于MEMS微镜的新型傅里叶变换光谱探测系统的基础上,分析了该系统相位误差的来源,提出了一种系统相位误差的修正方法,提高了系统的光谱探测性能。     

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从流体力学相关理论出发,建立了3通道连通管液体运动的力学模型,推导了液位振荡的运 动方程,进一步扩展到多通道连通管. 运用Matlab仿真平台,在不同系统参数变化 的情况下,对振荡规律进行了分析. 最后,通过3通道连通管系统实验证明：连通管液位振 荡模型及理论分析正确,能够描述连通管内液体的振荡规律,为进一步消除液位振荡打下理 论基础.     

材料力学实验教学的课程设计

实验实践类教学是专业培养计划的重要组成部分,相对于理论课程,理论课程配套实验或实验实践类课程在师资配置、教学方法与课程内容方面更需提升.对于教学实验内容与要求的设计,目前存在流程固化和测试数据为本的趋势.教学实验的目的和作用是教学内容设计与评价标准设定的基础,这也是"回归初心"的体现.本文通过材料力学实验课程现状分析,...     

远拍摄距离数码望远镜分辨率测试及自动判读方法研究

数码望远镜实现了数码相机与望远镜的有机组合,因此可用评价数码相机成像质量的指标——分辨率来评价数码望远镜的成像质量。但国际标准的数码相机分辨率检测如果不加改进,很难直接应用于数码望远镜的分辨率检测中。为此,提出了采用平行光管来测试数码望远镜分辨率的新方法,并在理论推导可行的基础上对单个数码望远镜进行了重复实验,最后采用自行编制的软件自动判读分辨率,测得数码望远镜的水平分辨率均值为814LW/PH,标准差为24LW/PH。结果表明,实验重复性好、可靠性较高,且采用软件自动判读分辨率比人工目视判读更客观、准确。     

二氧化硫监测的光纤传感方法研究

提出一种用于监测二氧化硫的光纤传感方法,该方法以光化学氧化的n型多孔硅作为传感材料和蓝光发光二激管作为激发光源,通过微型光纤光谱仪测量二氧化硫气氛中多孔硅的光致发光猝灭程度,从而获取二氧化硫含量信息;依据半导体电化学和固体光谱学理论分别讨论n型多孔硅形成和二氧化硫传感的基本原理,采用红外光谱仪研究光化学氧化的n型多孔硅化学组成,并进一步开展二氧化硫光纤传感实验,证明光化学氧化的n型多孔硅在传感过程中稳定性高、可逆性好,其光致发光峰强度随二氧化硫浓度增加而减小,多孔硅荧光峰强度对二氧化硫浓度的线性响应范围为10×10－6～10 000×10－6,检测限为10×10－6;可形成一种便携、全固态的二氧化硫光纤传感器.     

球形端面光纤与黑体光源耦合效率分析

为提高黑体光源的入纤强度,采用球形端面光纤为接收光纤,建立球形端面光纤与黑体辐射腔光能耦合模型,分析球形端面光纤参数、黑体腔参数等对光能耦合效率的影响.搭建黑体腔与球形端面光纤的光能耦合实验系统,在800～1 000℃条件下开展了光能耦合实验,结果表明:随着球形端头直径的增加,耦合光能先增大后减小;当曲率半径约为85μm时,光能耦合强度最高.相对于平端面光纤而言,耦合效率提高约60%.     

磁性应力监测中力磁耦合特征及关键影响因素分析

针对磁性应力监测研究中力磁耦合关系有多种变化趋势且一直没有合理理论解释这一问题, 从磁性材料的微观磁畴运动出发, 根据磁致磁化过程, 详细分析了两种不同磁化状态下力致磁化的变化规律, 揭示出力磁耦合关系的变化特征, 进而提出磁化状态是导致力磁耦合关系差异的本质因素; 对工程上实际缆索用镀锌钢丝在不同磁化状态下进行了力磁耦合试验, 结果与理论一致: 力磁耦合关系随磁化状态的不同而不同, 本质上有效地解释了已有研究中力磁耦合关系的矛盾多样性. 关键词： 应力监测 磁化状态 力磁耦合 磁畴运动     

Multichannel fiber optic Fabry-Perot nonscanning correlation demodulator

A multichannel fiber-optic Fabry-Perot (F-P) demodulator based on nonscanning correlation demodulation is proposed. The demodulator principle is analyzed, and the prototype of nonscanning correlation demodulation fiber-optic F-P demodulator is made and tested. The measurement range of the prototype is from 10 to 40 μm, the demodulation resolution is 8 nm, and its stability is 7 nm. This method provides a feasible solution, which guarantees the practicability of the fiber-optic F-P sensor network.     

基于附加环结构的分布式光纤传感系统研究

研究了一种使用2×2耦合器将附加环耦合到萨格奈克主环上的分布式光纤传感预警系统.采用单模光纤和脉冲光源,在时域上提取光不同次经过附加环的干涉光束多重响应.理论推导和仿真试验证明,比较多重响应的幅度能够探测发生在主环里因外界破坏事件引起的振动所在位置.提出了准确定位的数学模型,其定位方法与外界作用的频率特性无关.