微型光谱仪的数据噪声处理

原始信号的噪声处理是微型光谱仪器数据处理的重要组成部分,为了提高在弱光照射下便携式微型光谱仪的工作性能,在分析了线阵CCD探测器的各种噪声来源基础上,指出依靠硬件电路去除噪声在微型仪器设备应用的局限性。虽然判断一段离散数据曲线上噪声大小可以采用解析几何或者傅里叶变换得到特征频谱来判断,但是运算复杂,不利于在单片机应用中编程。通过对Freeman方向链码的分析,提出利用Freeman方向链码判断一段曲线上的噪声程度,量化后作为平滑窗口尺寸选择的依据。在处理线阵CCD输出信号中将该方法与固定窗口曲线平滑或者FFT数字滤波器进行了比较,证明了其可行性。Freeman链码的应用简化了在单片机编程中使用数字滤波器的大模块的编程,降低了编程难度,同时使信号噪声的处理仅仅在数学运算阶段中,不引入其他的电路噪声,从而达到比前期增加电子元件处理的方法能更好地抑制噪声的目的。     

微型测色分光光谱仪的总体设计及数据采集系统研究

为解决目前颜色测量仪器测速慢、体积大的问题,采用先进的颜色测量方法——光电摄谱法,设计了一种微型测色分光光谱仪。仪器由光学系统、信号采集与处理电路、测色软件三部分组成。阐述了系统的总体设计。采用线阵CCD(TCD1304AP)作为光电探测器,采用ARM嵌入式处理器作为中心处理器件,仅在一片LPC2214上完成了CCD的驱动及信号采集存储系统设计,并选择USB作为数据传输设备,从而有效地减小了仪器的体积。结果表明,此仪器测量精度高,测量速度快,方便携带。     

CCD在光谱分析系统中的应用研究

本文对利用ＣＣＤ作传感器件进行光谱分析的方法进行了理论和实验研究。通过分析ＣＣＤ的结构特点和光电特性，从理论上证明了利用ＣＣＤ进行光谱分析的可行性，设计了一套适合线阵ＣＣＤ的高速图像采集卡，建立了一套智能化光谱数据采集分析系统。该系统主要由光栅、ＣＣＤ传感器及数据采集卡、计算机等部分组成。我们用高压汞灯作为标准光谱进行定标，得到了一个非常简单的计算光谱的数学公式。实验表明该系统具有较高的测量精度，特别适用于瞬态过程的光谱分析。     

CCD X射线探测器及其在同步辐射中的应用

ＣＣＤ陈列Ｘ射线探测器人有大的动态范围，灵活的数据读出和存贮方式，好的时间分辨率等特点，在Ｘ射线成像领域，尤其在高亮度同步辐射实验技术中显示出广阔的应用前景。文章主要介绍电荷耦合器件的工作原理，ＣＣＤ Ｘ射线探测器的发展动态，性能及其应用。     

CCD探测器在可擦除光存储实验中的应用

本文利用ＣＣＤ作为光探测器采集和测量可擦除光存储实验中连续变化的衍射信号,对用ＣＣＤ进行实时动态信号的测量原理和特点做了探讨,并设计了一套ＣＣＤ探测装置用于采集、显示和分析甲基红偶氮染料掺杂的聚乙烯醇（ＭＲ／ＰＶＡ）和酸化甲基红偶氮染料掺杂的聚乙烯醇（ＡＭＲ／ＰＶＡ）薄膜材料的光存储数据该装置操作简单,结果直观,具有较高的测量速度和测量精度,适于动态光信号测量。     

教学型CCD光学多道分析器及其在光谱实验中的应用

引言先进的光谱实验室中已经排除使用照相干版法获得光谱图形,由列阵探测器(线阵或面阵)、多色仪及专用微机组成的光学多道分析器(OMA-Optical Multi-channel Analyzer)已经得到广泛应用。然而,由于OMA系统的高价格,使它尚未成为普通高校教学实验室面向广大学生开放的光谱采集分析手段。本文作者们使用线阵电荷耦     

光学CT技术在大坝位移自动检测中的应用研究（一）

介绍采用光学ＣＴ和ＣＣＤ技术的大坝移位自动检测系统，建立适合本课题特点的光学ＣＴ数学模型，在数字信号处理上结合实际，采用了利用信号自卷积的信息提取方法，对这一 在各种情况下对信号处理的结果进行详细分析。     

CCD像感器在物理教学中的应用

介绍了ＣＣＤ像感器在物理教学中应用的几个主要方面以及ＣＣＤ摄影机，监视器和镜头的选择与配合等问题，并以电视显微密立根油滴仪为例加以说明。     

光纤技术在近红外光谱仪中的应用

探讨了光纤在近红外光谱技术应用中光纤材料选择、能量损耗和使用注意事项等问题。通过把光纤与近红外光谱技术相结合,使得近红外光谱仪从实验室走向现场,可适用于军事恶劣、危险和复杂的环境。为在军事条件下近红外光谱技术的应用提供了更大的空间。     

CCD探测器在测量金属丝线膨胀系数中的应用

利用CCD探测器分别测出常温和高温下金属丝衍射花样相邻暗纹的间距，用光学高温计测出加热时的温度值，从而求出线膨胀系数。     

用于条纹相机的计算机图象读出系统

针对条纹相机的使用要求研制了一套计算机图象读出系统,其特点是采用了积分时间可变的单次外同步CCD,保证了对瞬时结果的准确读出,从而可进行绝对测量;软件上采用WINDOWS编程,界面规范清晰易操作,数据处理充分考虑了条纹相机的使用特点,开放性的数据结构使得处理功能的扩展十分容易。     

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。     

CCD在微光夜视瞄准镜检测系统中的应用

多环境试验条件下的微光枪瞄检测技术一直是军备生产所关注的问题。由于在振动、射击、冲击、跌落和高低温环境等载荷作用下，微光枪瞄机械、光学和电性能结构及参数会发生改变，致使微光枪瞄不能正常工作和使用，所以设计了多环境试验条件下的微光枪瞄检测与测试系统。对测试系统的光路进行了规划，即对被检查对象（微光枪瞄）的安装要求是微光枪瞄的物镜应置于平行光管出射光口的“较近处”。给出了由CCD组成检测系统的工作原理，分析了系统成像的详细过程。通过对平行光管和CCD变焦镜焦距计算，并结合实际工程应用，使该检测系统的测量精度（≤0.05密位）和测量范围（≥40密位）均满足了项目使用要求。     

拉曼光谱在墨迹鉴定中的应用研究进展

拉曼光谱因其微量、无损、高效等优点被广泛应用于法庭科学领域尤其是墨迹分析鉴定中,文章总结了常用的拉曼光谱技术及其在圆珠笔、钢笔、签字笔、激光打印机、喷墨打印机等的墨迹鉴定中的应用,提出建立标准的墨迹拉曼谱图数据库、探索与其他仪器技术联用以及与化学计量学等分析方法的结合将是拉曼光谱技术应用于墨迹鉴定中的发展趋势。     

带有实时温度补偿功能的微型光谱仪研制

解调飞机上变栅距光栅位移传感器的微型光谱仪在受到严重的高低温冲击后会出现温度漂移。针对航空领域中变栅距光栅位移传感器的解调系统研制了一种具有实时温度补偿功能的微型光纤光谱仪。为了实现实时温度补偿,分析了温度变化对微型光谱仪的影响,并对传统的交叉式Czerny-Turner光路进行了优化,用ZEMAX软件模拟得到：在相同的受热产生的变形条件下,优化的C-T光路光谱漂移量相比优化前的更小且整体漂移线性度更好。在此基础上提出了一种引入参考光来实现实时温度补偿的方法,并最终基于改进的C-T光路制作了一个体积为80 mm×70 mm×70 mm、工作波段在500～1 000 nm、积分时间为8 ms～1 000 ms、光学分辨率约为2 nm的微型光纤光谱仪,用实验验证了优化的C-T光路的光谱温度漂移情况及温度补偿方案的可行性。实验结果表明在近60 ℃范围内的温度冲击下,研制的微型光谱仪能够达到波长标准误差小于0.1 nm,波长最大误差小于传感器系统所要求的0.3 nm,满足初始的设计要求。该微型光谱仪的创新之处在于采用了优化的交叉式C-T光路作为色散系统且基于引入参考光的方法实现了实时温度补偿功能。     

近红外微型光谱仪光学系统设计与模拟

基于光谱仪基本工作原理和光学设计理论,以系统微型化、且能满足一定光谱范围和分辨率要求为具体设计目标,提出了基于平面衍射光栅分光的交叉式C-T结构的近红外微型光谱仪光学系统结构方案。采用ZEMAX软件对近红外微型光谱仪的分光系统、成像系统进行了优化设计与模拟分析。最终设计与模拟分析结果表明,该光学系统光谱范围为900～1 700 nm,分辨率<10 nm,谱面展宽为12.74 mm,F数为8.128 388,系统体积为51.26 mm×41.81 mm×22 mm。     

近红外光谱法快速测定原油密度的应用研究

建立近红外光谱法快速测定原油20℃密度的方法,在市售原油光谱数据库的基础上,添加广西石化常炼原油品种,采用拓扑法建立分析模型。用该方法和标准方法对炼厂原油密度进行了三个月的对比测试,115个实际样品的预测标准偏差为0.0024g/cm3。近红外光谱法测定原油密度具有分析速度快,测定方法简便,重复性好等特点,能够满足炼厂对原油密度快速测定的要求。     

光谱法在分子间非共价相互作用中的应用及进展

对光谱法在分子间非共价相互作用中的应用作了较详细的评述。重点介绍了紫外、荧光、圆二色、红外、激光拉曼、共振散射等方法在分子间相互作用研究中的应用及进展,总结了这些方法的优缺点。紫外-可见吸收光谱简便、快速,荧光光谱法可获得分子间作用的结合常数、结合位点数及作用方式等信息,圆二色谱法是测定作用前后生物大分子构象变化的有效方法,红外光谱法可提供蛋白质二级结构及构象变化的谱学信息,拉曼光谱法是研究溶液中生物大分子构象变化的有效技术,表面等离子共振(SPR)技术能在保持生物分子天然活性的条件下实时检测分子间的相互作用。