微型近红外光谱仪研究进展

归纳总结了现阶段国内外微型近红外光谱仪的发展现状,并对其原理结构以及优缺点进行阐述分析。最后对微型近红外光谱仪的发展前景进行了展望,微型近红外光谱仪在特定领域提高专用性的同时依然会朝着高信噪比、高分辨率、高稳定性、以及新材料、新工艺方向发展。     

近红外光谱仪

Polychromix公司推出一种名为Phazir的手持式近红外数字变换光谱仪。该仪器把一个数字变换光谱仪引擎、一个MobiLight光源、一个反射率探测器、可更     

近红外可见光傅里叶变换光谱仪的参考激光数字倍频方法研究

近红外可见光傅里叶变换光谱仪需要使用倍频后的参考激光千涉信号作为采样信号。由于锁相环倍频无法适用于低频的非周期信号,而传统的数字倍频方法误差又较大,因此提出了一种经过改进的基于传统数字倍频方法的算法,并对其进行了仿真和验证。实验结果表明,算法改进后,输出波形的非均匀性误差从-2%~+1.6%提高到了-0.82%~+0.4%,说明由倍频产生的非均匀性误差得到了良好改善。     

近红外光谱仪

由StellarNet公司生产的NIRX-SR系列光谱仪采用512元的InGaAs光电二极管列阵和高速USB 2.0接口,其工作波长范围为0.9μm至2.2μm。这种坚固防     

可见光／近红外图像传感器列阵

本发明提供一种可在包括红外谱段在内的宽光谱范围内进行高性能成像的MOS或CMOS传感器。由于这些宽光谱范围可能还包括可见光的一部分或者全部光谱,所以该传感器还具有日光成像和夜视的能力。该传感器由一个多元MOS或CMOS读出列阵和做在该读出列阵上面的连续多层光电二极管结构组成,其中的光电二极管结构是用来敏感红外辐射的。     

近红外微型光谱仪

Axsun技术公司最近推出XL和XLP两种系列近红外微型光谱仪,前者用于工业生产过程的监控,后者则用于药物分析。这两种光谱仪都配有可调的激光源     

近红外可见光光子计数器

在以前的可见光光子计数器中,本征杂质带探测器是根据硅的本征吸收原理制作的,它在0．4μm-1．0μm波长范围内具有较高的量子效率。而以前用硅掺砷材料制作的固态光电倍增管则是通过非本征吸收来实现2μm-28μm红外光谱范围的高量子效率的。虽然这两种器件都是高速光子计数器件,但是它们在1μm-2μm谱区的光吸收都很弱。     

近红外光谱仪

B＆W Tek公司的BTC261E和BTC262E是两种动态范围大、暗噪声低、速度快的近红外光谱仪,它们都采用InGaAs列阵探测器,但分别覆盖920nm-1700nm和1100nm-2200nm两个波段。由于它们都配有精密的低温制冷和温度调节装置,因此适合如过程中检查和在线监测那样的长期测量应用。对于光的输入,这两种光谱仪都具有柔性的光纤耦合输入口,因此都能达到较高的信噪比。如果与光纤反射率探头和钨丝灯光源一起使用,它们就能构成基于光纤的反射率测量系统。     

基于可见光图像的近红外场景仿真

利用地物光谱仪采集了晴天条件下典型地物在380～1100nm的光谱反射率,并利用经过定标后的CMOS相机采集典型地物不同时段的可见光、近红外图像,结合相机辐射定标结果和地物目标的反射率建立了可见光、近红外图像灰度值的映射关系,且对简单场景进行图像分割,并通过查找表快速将可见光图像转化为近红外图像.建立了太阳辐射模型,在反演精度要求不是很高的条件下,可以反演一天内任意时刻的近红外图像.仿真结果表明,本文方法可生成真实感较好的近红外图像,为后续的各时段、各种天气条件及多种地物的近红外场景仿真奠定基础.     

可见光／近红外兼容的CCD探测系统研究

通过对具有近红外响应特性的通用CCD的特性分析，设计出一种战场适用性强、简易、经济的多光谱探测系统。文中对系统设计中的两个关键因素，即微弱信号检测和多光谱图像融合问题，给出详细的解决思路和设计方法，并对系统的应用前景进行了分析。     

一种近红外光纤布里渊光谱仪分辨率增强方法

对于研制的基于光纤受激布里渊效应的精密光谱分析仪,受激布里渊增益谱宽的存在限制了可用的最佳光谱分辨率,并造成受激布里渊增益系数与功率存在关联性。这些都会影响近红外光纤布里渊光谱仪的性能。针对上述问题,提出了一种光谱分辨率增强方法。采用两级受激布里渊过程级联,并结合待测光和泵浦光的功率调控,使得受激布里渊过程处于小信号、线性高增益区。结果表明,该方法能够实现约1.4倍的光谱分辨率增强效果,突破了原理理论限制,提升了近红外光纤布里渊光谱仪的性能。     

高分辨率近红外成像光谱仪光学系统

研究了一种在近红外波段具备良好成像能力的双凹面光栅成像光谱仪系统。对这种串联光栅系统中存在的主要像差像散和彗差进行了分析,并计算获得了该系统的最优成像条件:两个光栅和柱面透镜的最优摆放位置。这种改进型的Wadsworth系统可以在全波段近似消除彗差和像散,具备良好的光学成像质量,并仅通过刻线密度较低的光栅即可实现高光谱分辨率。设计了一个工作于780~1 100 nm波段的成像光谱仪系统,其光谱采样达到0.92 nm/pixel,全视场调制传递函数在17 lp/mm的奈奎斯特频率下高于0.45,系统像差得到充分校正,且加工和装调公差比较宽松。研究结果分析证明了设计理论的正确性。     

基于可见光/近红外光谱技术的倒伏水稻识别研究

运用可见光/近红外光谱仪获取正常的和受稻飞虱、穗颈瘟危害而倒伏的水稻冠层光谱反射率,采用主成分分析(PCA)方法对反射率光谱进行降维处理,提取2个主分量光谱.其中,第一主分量PC1代表了水稻冠层的光谱特性,第二主分量PC2反映了倒伏水稻的冠层光谱变化信息.将前2个主分量作为支持向量分类机(SVC)的输入向量,建立分类模型.结果表明,对受稻飞虱危害倒伏的水稻验证数据的识别精度为100%,对受穗颈瘟危害倒伏的水稻验证数据的识别精度为90.9%.研究表明可见光/近红外光谱可能是一种有效的倒伏水稻识别方法.     

近红外光谱仪器的研究进展与发展趋向

近红外光谱技术正受到越来越多研究人员的青睐。作为这一技术的基础和前提,近红外光谱仪推动着其快速发展。近年来,随着近红外光谱技术的广泛应用,已有的近红外光谱仪已经难以满足研究与生产的需要,为此科研人员在现有光谱仪的基础上进行了很多研究,以提高其使用性能。对近年来近红外光谱仪的研究进展包括仪器硬件的进展、光谱信号处理电路的改进、光谱信号处理方法的发展以及仪器软件的开发等进行了总结和归纳,并对近红外光谱仪的发展趋势进行了展望。     

海洋光学推出新型近红外光谱仪NIRQuest升级版

海洋光学于近期推出高性能900～2200nm光谱响应的近红外光谱仪NIRQuest512-2.2,该产品是用于水分检测、化学分析、高分辨率激光检测和光纤特征研究等的理想设备。     

绿色伪装涂料可见光和近红外反射率的探讨

绿色伪装涂料主要用于模拟背景中的绿色植物,其在可见光和近红外波段反射率的大小应与绿色植物在该波段内反射率的大小相同或接近.在明暗两种背景下对植物绿叶的反射率进行了实际测量,通过实验研究和理论分析表明,绿色植物在可见光和近红外的有效反射率与其实际反射率、透射率以及背景的反射率均有关,因而在绿色伪装涂料的研制过程中,必须对这些因素进行综合考虑.所得到的结论对绿色伪装涂料的研制具有一定的参考价值.     

海洋光学推出可见光-近红外响应增强的科研级光谱仪

海洋光学日前推出的Maya2000 Pro—VIS—NIR是一款峰值量子效率达到80％,可见光-近红外区具有高灵敏度,响应极为出色的的背照式二维面阵CCD光谱仪.     

可见光/近红外波段多波长皮秒激光研究

针对多波长皮秒激光覆盖谱段较窄、近红外波段激光较难生成等问题,基于受激拉曼散射效应,构建了一套实验系统,采用重频1 k Hz、波长532 nm皮秒激光泵浦KGd(WO4)2晶体,运用聚焦激光束泵浦、泵浦能量优化耦合等方法,实现了可见光、近红外波段多波长皮秒激光的生成,生成七阶斯托克斯光和六阶反斯托克斯光,覆盖谱段415~800 nm,输出总功率达到1.76 W.该研究成果可应用于新型皮秒激光源的研发方面.     

基于DMD的近红外光谱仪的研究

数字微镜器件（Digital Micromirror Device,DMD）作为一种新型的空间光调制器,具有分辨率高、生产成本低、加工效率高等优点,使用起来非常灵活,因此实验室搭建了基于DMD的近红外光谱仪。首先,介绍了DMD近红外光谱仪的基本工作原理。其次,对该光谱仪进行了波长标定,提出基于同一样品吸光度曲线相关系数的方法对其进行了波长台间差标准化,使得波长的台间差在理论上小于0.1 nm,在模型转移时符合要求。又通过在强光与弱光条件下对其噪声与信噪比的测试实验对比得出DMD近红外光谱仪不同编码模版的选择准则:在强光条件下扫描方法优于阿达玛方法,在弱光条件下相反。最后,利用该光谱仪对实际样品汽油和柴油进行检测,测试结果表明该光谱仪性能稳定。该DMD近红外光谱仪检测波长范围为1 330~2 500 nm,吸光度偏差小于等于0.000 4 AU。     

装有可见光／近红外和紫外图像传感器的高光谱成像工作站

本发明提供一种能够在紫外、可见光和近红外谱区进行高光谱成像的高空间和光谱分辨率高光谱成像工作站。该工作站既装有紫外传感器,又装有可见光／近红外传感器。工作时,每一种传感器获取目标或样品的一幅图像,并产生相应的紫外数据集或可见光／近红外