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空间扫描型光纤法布里珀罗传感解调系统中CCD的光照度数学模型研究

Mathematical Model of Illumination of CCD in the Space Scanning Optical Fiber Fabry-Pérot Sensor Demodulation System

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摘要

针对空间扫描型光纤法布里珀罗(F-P)传感解调系统中CCD的光照度分布建立了数学模型,研究了不同帧扫描频率下CCD输出信号和信噪比。利用已设计的解调模块进行了CCD光照度分布的实验,实验结果表明,当帧扫描频率不同时,CCD各个像素输出信号电压的实验值与计算值的相对误差均小于2.5%,同一像素输出信号电压的实验值与计算值的相对误差变化数值均小于0.005,随实验所用CCD帧扫描频率变化,信噪比以184 Hz为分界点以两种变化斜率改变,验证了数学分析模型的有效性。

Abstract

A mathematical model of charge coupled device (CCD) illumination distribution for spatial scanning optical Fabry-Pérot (F-P) demodulation system is established, and a research on the output signal of CCD and its signal-to-noise ratio (SNR) is made. CCD illumination-distribution experiment is done using the designed demodulation module. And results show that the relative error between the experimental and calculated values of the CCD output voltage is less than 2.5%, and the change of relative error from the same pixel is less than 0.005 under different frame scan frequencies. The changing rate of SNR is different before and after 184 Hz with the change of frame scan frequency. Experiments are carried out to verify the validity of our established mathematical model.

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补充资料

中图分类号:TN386.5

DOI:10.3788/aos201232.1128006

所属栏目:遥感与传感器

基金项目:国家973计划(2010CB327802)、国家自然科学基金(11004150,61108070)、中国博士后科学基金资助项目(201003298)、教育部博士点新教师基金(200800561020)、教育部留学回国人员科研启动基金资助项目、天津市科技支撑计划(11ZCKFGX01900) 、深圳市传感器技术重点实验室开放基金(SST201013)和天津大学自主创新项目(11070561207)资助课题。

收稿日期:2012-05-10

修改稿日期:2012-06-28

网络出版日期:--

作者单位    点击查看

孟祥娥:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
江俊峰:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
刘铁根:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
刘琨:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
尹金德:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
王少华:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
王双:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
张以谟:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
吴凡:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072
秦尊琪:天津大学精密仪器与光电子工程学院, 天津 300072天津大学光电信息技术科学教育部重点实验室, 天津 300072

联系人作者:孟祥娥(mxe0214@foxmail.com)

备注:孟祥娥(1987—),女,硕士研究生,主要从事光纤F-P传感解调方面的研究。

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引用该论文

Meng Xiang′e,Jiang Junfeng,Liu Tiegen,Liu Kun,Yin Jinde,Wang Shaohua,Wang Shuang,Zhang Yimo,Wu Fan,Qin Zunqi. Mathematical Model of Illumination of CCD in the Space Scanning Optical Fiber Fabry-Pérot Sensor Demodulation System[J]. Acta Optica Sinica, 2012, 32(11): 1128006

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