基于压缩感知的液晶可调谐滤波器光谱快速采集方法

为提高液晶可调谐滤波器(Liquid Crystal Tunable Filter,LCTF)的光谱采集效率,提出了一种适用于LCTF光谱成像系统的快速采集方法,设计构建了更加完善的观测矩阵,在压缩感知理论框架内实现了光谱超分辨率重建,并通过实验验证了该方法的可行性.实验结果表明,在采样率为18.08％(采样步长30 ...     

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。     

基于近红外TDLAS检测技术的甲烷浓度场重建研究

为了实现对气体浓度场二维分布重建,基于可调谐半导体激光吸收光谱技术,以甲烷作为目标气体,选取1653.72 nm的吸收峰位,采用直接吸收的测量手段,探测了浓度为2.97％的甲烷近红外光谱信息,通过断层重建算法对甲烷浓度场进行了模拟重建和实验研究.模拟重建采用了12×12共144个方格的正方形重建区域,假定了一个方形区域内的具有多个空穴的浓度分布,模拟72条光束从4个方向穿过重建区域,获取模拟光线下的投影值,经过实验统计代数重建算法均方根误差为5.58％,模拟退火算法均方根误差为8.38％;对模拟投影信号加入不同信噪比的高斯白噪声之后再进行重建,均方根误差在9.17％～15.30％之间.实验装置采用面源泄露扩散方法,通过在中心附近放置石英柱的方式人为制造浓度空穴,形成非均匀浓度场.通过对代数重建算法和模拟退火算法的重建结果对比,能够看到模拟退火算法在近红外吸收光谱层析重建方法中的应用可行性.     

基于EMD的红外遥测光谱信号预处理新方法

利用红外遥测光谱仪远距离快速、准确地探测污染气体并给出定性鉴别结果,必须对遥测光谱进行预处理,消除高频噪声和低频基线的干扰,提取出污染气体的特征光谱信号。针对现有方法的不足,提出采用具有自适应特性的EMD方法,对光谱信号进行无参数分解,提取出高频噪声与低频基线,实现了红外遥测光谱的预处理。经过该方法处理,光谱信号全局评估系数RMS1平均值达到0.141,局部评估系数RMS2平均值达到0.182,综合评估系数RMS*平均值达到0.026,明显优于小波方法。实验结果表明,EMD方法用于红外遥测光谱信号去噪与基线校正,算法简单,运行可靠,可使问题得到有效解决。     

点胶法制备量子点阵列的形貌控制与表征

为了提升量子点光学器件使用性能,本文提出采用点胶法制备量子点阵列并通过选择组分配比控制量子点胶点形貌。实验使用甲苯和UV胶混合制成量子点胶水溶液,研究了甲苯和UV胶在不同配比下制作的量子点胶点的形貌特征,实验证明当甲苯与UV胶配比合适时,点胶机打印阵列具有形貌良好、发光均匀、无咖啡环效应、打印精度高、阵列整齐等优点,随着组分配比中甲苯含量的增加,量子点胶点圆度、发光均匀性、一致性及排列整齐度均降低。因此通过改变组分配比,可有效控制及优化胶点形貌,提高量子点阵列的一致性与发光均匀性,对提高量子点器件的灵敏度及分辨率等具有重要意义。     

基于TDLAS检测技术的甲烷体积分数场重建研究

为了实现对甲烷体积分数场的2维分布重建,基于可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）检测技术,以甲烷为目标气体,采用直接吸收的测量方式,探测了甲烷氮气混合气的吸收光谱信号,通过代数重建算法对甲烷体积分数进行了模拟重建和实验研究,模拟重建采用了6×6共36个方格的正方形重建区域,假定一个方形区域内具有空穴的体积分数分布,模拟24条光束从4个方向穿过重建区域,获取了模拟光线下的投影值。结果表明,经过重复实验统计均方根误差在2.58%,对模拟投影信号加入不同信噪比（5%,10%,20%）的高斯白噪声之后再进行重建,均方根误差分别在4.17%~9.30%之间;实验研究采取面源泄露式扩散方式,并通过在中心附近放置石英柱的方式人为制造体积分数空穴,形成非均匀体积分数场,通过对放置障碍物前后的重建结果对比,能够看到在空穴位置有明显的体积分数下降。TDLAS技术与计算机断层重建技术在气体体积分数场的局部分布检测上有可行性,具备作为有毒有害气体云团体积分数分布检测手段的潜力。     

基于锁相放大的被动红外信号处理方法研究

被动红外气体遥测系统具有成本低、体积小、便于扩展等优点.利用窄带滤光片进行被动红外气体探测时,为抑制信号漂移和背景噪声干扰,需要对信号进行调制、滤波和锁相处理.系统接收的测量信号受斩光器辐射的影响较大,需要对测量过程进行辐射建模分析.本文研究了基于锁相放大的被动红外探测辐射模型,提出了在锁相放大算法后添加相位判断的信号...     

FTIR被动遥测信号中的线形函数建模及补偿方法

被动遥测红外信号的精确解译,对远距离、非接触获取污染云团信息具有重要意义。然而,测量过程中的光谱畸变阻碍了这一目的的达成。针对遥测信号中的谱线畸变问题,提出了一种利用线形函数模型自适应补偿傅里叶变换红外光谱仪光谱线形函数的方法。通过对傅里叶变换光谱仪线形函数的成因分析,结合实际仪器设计参数,从理想线形函数、固有线形函数和相位误差三个方面构建线形函数模型;在此基础上,以实测畸变光谱与理论仿真光谱的均方误差作为代价函数,利用迭代优化方法实现了对实际线形函数关键参数进行估算的算法流程;将重构得到的线形函数应用于理论光谱补偿,显著减少了理论仿真光谱与实测光谱之间的差异。分析结果表明,理想线形函数主要影响谱线展宽及旁瓣幅值;固有线形函数造成向低频方向的非对称展宽;而相位误差则会造成谱峰非对称。必须在理论仿真光谱中综合考虑三种来源线形函数的贡献,才能有效建立测量光谱和待反演云团参数之间的联系。实际线形函数畸变参数的获取和补偿应用,有助于提高红外遥测信号的定量解译水平。