CCD摄像技术用于分光计实验的研究

本介绍了CCD摄像技术的工作原理以及它在分光计实验中的应用。     

基于CCD成像的分光计演示实验设计与应用

分光计在大学物理实验中用来测三棱镜的顶角、折射率以及光波波长或者光栅常数等物理量,掌握和使用分光计是一个重要的实验技能,由于调节内容较多,快速调出反射镜两个面反射的十字像一直是分光计实验中的难点.本文就此设计了基于CCD成像的系统使反射的十字像能够成像在电脑显示器上,扩大视野,便于调整,在给学生讲解演示中效果好.     

利用相移片实现激光自准直的新方法

介绍两种实现激光自准直的方法和实验，阶梯相移片法的特点在于巧妙地利用相移片对入射光进行调制，实现高精度激光自准直和角度的测量；微点相移片法是比较入射光与反射光通过相移点的衍射图形，达到激光自准直的目的。用夫琅和费标量衍射量论分析和计算了激光经过两各片调制后的光能分布，并对制作公差进行了讨论。     

一种快速高精度激光CCD自准直仪圆目标中心的定位方法

为满足高精度测量和瞄准跟踪系统中对激光CCD自准直仪的测量精度和实时性的要求,提出一种快速高精度激光CCD自准直仪圆目标中心的定位方法。首先利用变结构元广义形态学边缘检测算法,充分提取图像边缘细节信息的同时抑制图像噪声的影响,然后采用多项式插值算法对圆目标轮廓进行快速亚像素定位,最后利用最小二乘拟合方法实现了圆目标中心的精确定位。实验结果表明,该定位方法稳定性好,定位精度高且实时性强,应用该方法改进后激光CCD自准直仪的测量精度由2″提高到±0.25″,且单次测量时间小于0.23s,可满足激光CCD自准直仪在小角度测量和瞄准跟踪等领域的高精度实时测量需求。     

CCD在自准直仪中用于莫尔条纹成像研究

讨论了基于纵向莫尔条纹检测的光栅自准直仪测量原理.运用光学傅里叶原理推导出,利用线阵CCD取代指示光栅可以在自准直仪中产生莫尔条纹.实验验证了当标尺光栅在CCD投影光栅常量d2与其光栅常量d1之比为s=1.01时,纵向莫尔条纹的放大作用能达到14.14倍.该方法消除了因指示光栅衍射作用影响试验结果的问题,显著提高了系统的角分辨力,并简化了自准直仪光学系统.     

激光拉曼分光计中超低杂散光的测试

本文提出了一种测试激光拉曼分光计中超低杂散光的新方法.实验结果表明,本方法的杂散光测量限可达10~(-14)量级.     

分光计的激光辅助调节装置

针对分光计所采用的阿贝目镜式望远镜给分光计的调节带来的困难,设计了用半导体激光器制作的辅助调节装置来代替望远镜中的阿贝式目镜进行调节,可直观、迅速地调节分光计.     

分光计自准直快速调整法──小平台标高调节方法简介

本文提出了分光计自准直“小平台标高调节”的快速调节法，其特点是精度较高，直观适用。     

一个分光计实验CAI课件的研制

ＣＡＩ（计算机辅助教学）是计算机科学与教育科学相结合的产物，如何将ＣＡＩ引进到物理实验教学中，改进教学手段，提高教学效率？本文通过一个典型实验（分光计的调节和固体折射率的测定）ＣＡＩ课件的研制，谈谈在这方面的探索．     

激光Raman分光计中的杂散光及其分布特性

本文简单介绍了光谱仪器杂散光的定义和表示方法，全面、系统地分析与综述了激光Ｒａｍａｎ分光计中杂散光的来源，给出了相应的杂散光估计公式，并就杂散光的分布特性及分类提出了几点看法。     

自制CCD光谱仪

根据多年教学经验，把传统光栅光谱仪用现代技术进行改造，自制了一套CCD光谱仪．此仪器克服了传统光谱研究的方法——照相法、光电法的缺点，并能同时采集各个波长点的数据，串行地传输给计算机．由计算机对这些数据进行图像处理，实现了光谱的快速分析．实践证明：该仪器比购买的多功能光栅光谱仪在教学中有更多的独特优点。     

基于CCD和小型单色仪的微型光纤光栅光谱仪

微型光栅光谱仪是在低成本小型单色仪的基础上开发的,采用CCD作为感光元件,由CPLD作为驱动和控制电路的核心,将得到的实验数据通过USB2.0协议传到PC端,由LabVIEW平台开发出的应用程序进行光谱数据存储、谱图显示和处理.     

自制分光仪CCD

CCD在物理实验中除同步放映实验现象外,还对现象有放大的作用,能提高演示效果,一般是与该仪器专门配套使用,如CCD分光仪。本人利用现有的设备组装一套CCD分光仪,制作方法简单,供大家参考。     

CCD致冷技术在小型光谱仪降噪中的应用

与传统光谱仪相比,小型光谱仪在性能上存在着较大的差距,光度准确度较差、信噪比低等问题限制了其在弱光检测中的应用。分析小型光谱仪的噪声来源及其抑制方法,结合CCD设计了其致冷结构,并采用半导体致冷技术对自行设计的小型光谱仪进行了降噪处理。测量了不同温度下CCD的暗电流,发现致冷对CCD噪声起到很好的抑制作用;在此基础上,参照分光光度计的国家机械行业标准和计量检定规程,测量了致冷条件下小型光谱仪的光度噪声和基线平直度。结果表明：致冷能有效地提高仪器的性能,实验用小型光谱仪的光度噪声为±0.002Abs,基线平直度为±0.004Abs。     

光栅光谱仪的标定

以PG4000微型光栅光谱仪为例,完整地给出了光栅光谱仪的标定过程:包括高阶衍射峰的消除、波长标定和光强标定3部分内容.根据标定结果测量辉光放电氩气等离子体的发射光谱,测量结果与文献中的参考谱符合很好.     

微型光谱仪光学结构研究

光谱仪是光谱学和光谱技术中最基本的分析仪器之一,仪器的小型化对于扩展仪器使用范围有很大的帮助。设计一种微型可见光CCD摄像光谱仪的光学结构,通过理论计算,选用合适的光纤、平面定向光栅和凹面反射镜,并将它们合理组合,采用聚焦反射和分光的方法,将待测光进行色散,直接投射到CCD接收器件的表面。最后对设计的仪器性能进行了分析。结果表明：仪器的光学结构大大简化,整体尺寸减小,且精度有一定程度的提高。     

用数字示波器观察CCD信号

利用数字示波器的存储、计算和采样等优点，使CCD实验的信号能够比较清晰地显现出来，从而提高实验的可观察性及实验效果。     

透射光栅谱仪的整体标定

 提出了透射光栅谱仪整体标定的建议,并在北京同步辐射源上首次对ICF实验中所用的透射光栅谱仪进行了整体标定, 获得了与分别标定基本一致的结果。与分别标定相比,整体标定具有实验步骤少、实验数据处理简单、标定结果使用更加直接等优点。     

一种采用面阵彩色CCD及视频信号接口的光谱仪

介绍了一种使用面阵彩色ＣＣＤ 摄像机和体全息光栅设计的小型光谱仪。该光谱仪使用普通模拟视频信号输出格式,经过带有视频输入接口的计算机显示卡采集信号并实现图像信号的数字化,利用面阵彩色ＣＣＤ的二维图像特点采用软件去除背景噪声,在达到使用分辨率和精度要求的前提下降低了对ＣＣＤ 器件性能的要求。从而降低了整机的造价。利用特别设计的局部缩放机构和ＣＣＤ采集的色彩信息实现了对全光谱的频段细分,在有效像素数不变的情况下提高了系统的物理分辨率。