1 江苏师范大学物理与电子工程学院, 江苏 徐州 221116
2 江苏省先进激光材料与器件重点实验室, 江苏 徐州 221116
短波紫外拉曼光谱仪具有拉曼散射强度高、荧光噪声和背景光噪声低等优点。为了实现短波紫外拉曼光谱仪的小型化并扩展其应用领域,开展了全固态266 nm激光拉曼光谱仪关键技术的研究。为了有效减小系统体积并提高系统的鲁棒性,采用激光二极管泵浦266 nm全固态激光器作为激发光源,设计了基于Littrow结构的固态光谱仪以获取短波紫外拉曼光谱信号。其中,准直/会聚物镜采用一片离轴抛物面反射镜,衍射元件采用高刻线密度的平面反射光栅,配合50 μm宽度的入射狭缝,在269~293.5 nm波段内光谱的分辨率优于0.07 nm,满足10 cm -1的拉曼光谱分辨率要求。构建了完整的拉曼光谱系统,实现了质量分数为99.8%的乙醇的拉曼特征峰的测试,验证了系统的可行性与合理性。
光谱学 拉曼光谱仪 短波紫外 Littrow结构 高分辨率 光学学报
2021, 41(15): 1530002
中电科仪器仪表有限公司，电子测试技术重点实验室，山东 青岛 266555
为实现光谱分析仪器的合理分类，从光谱仪的工作波段和分光技术原理两个角度进行了分类研究。在深入调研国内外现有光谱仪产品发展现状的基础上，对其进行了归纳分析，并给出了具体的分类方法和分类结果。同时，根据掌握的光谱研究技术，在结合光谱仪分类研究的基础上，概括介绍了光谱仪的比较研究结论，指出了其中的关键技术和核心部件。该结论能够为光谱仪研究人员提供一种全景的观察视角，同时也可为跟踪行业发展提供有价值的参考。
光谱分析仪 色散 散射 衍射 荧光 optical spectrometer dispersion scattering diffraction fluorescence
1 中电科仪器仪表有限公司, 山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
针对毛刺的实时检测校正需求,提出一种基于滤波和预定义阈值检测的干涉数据毛刺实时检测校正方法,并给出了基于现场可编程门阵列的硬件实现。在使用较少硬件资源的情况下,所提方法可实现较高的检测精度,能有效检测出干涉数据中央条纹区可能存在的毛刺,可满足星上数据等实时处理的应用需求。
光谱学 干涉数据毛刺 实时检测校正 滤波 预定义阈值 光学学报
2019, 39(10): 1030002
中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
傅里叶变换光谱仪通过获取待测光的干涉信号来反演光谱信息,是重要的光谱测试与分析仪器。受光电探测电路不稳定、干涉模块装调不到位等因素的影响,傅里叶变换光谱仪获得的干涉光谱信号会出现漏采点、过饱和点、噪声点等无效数据点,导致反演的光谱信号出现失真。为此,研究了一种基于小波变换的干涉光谱信号检测方法,该方法能够快速有效地定位干涉信号中多种无效数据点的位置;在此基础上,研究了干涉光谱信号的校正方法,根据无效点所在区间段的信号特征,通过样条插值方法进行数据拟合,校正干涉光谱信号。通过仿真验证了本方法的可行性;搭建了近红外波段傅里叶变换光谱实验系统,并基于该系统进行验证性实验,对获得的干涉信号进行检测与校正,提高了反演光谱信号的准确性。
光谱学 傅里叶变换光谱仪 干涉条纹检测 小波变换
1 电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团公司第四十一研究所, 山东 青岛 266555
3 中电科仪器仪表有限公司, 山东 青岛 266555
提出了一种分区多点标定的辐射定标方法。定标原理如下:将测量目标的温度区间分为n个子区间,测量并记录目标温度区间内n+1个不同温度黑体对应的红外光谱辐射计输出数据,并分别计算各个子区间的定标系数;进行红外光谱辐射测量时,比对红外光谱辐射计输出数据和记录数据,确定待测目标所属温度子区间;使用对应子区间的定标系数进行辐射定标,以提高测量精度。使用该方法对研制的渐变滤光片型红外光谱辐射计进行辐射定标,并根据定标结果反演测量黑体的等效亮温温差。实验结果表明,该方法的辐射定标精度优于1.5 K,可应用于红外光谱辐射计的辐射定标。
测量 红外光谱辐射计 线性渐变滤光片 分区多点标定法 辐射定标
Author Affiliations
Abstract
1 Science and Technology on Electronic Test & Measurement Laboratory, The 41st Research Institute of CETC, Qingdao 266555, China
2 School of Information Science & Engineering and Shandong Provincial Key Laboratory of Laser Technology and Application, Shandong University, Jinan 250100, China
3 Institute of Applied Electronics, China Academy of Engineering Physics, Mianyang 621900, China
A double-pass grating imaging spectrometer is proposed and demonstrated. The traditional entrance slit is replaced by a middle reflective slit, which is used as a spectral filter rather than a spatial filter. The light from the scene passes through the same dispersive grating twice. The full image of the scene can be obtained with a snapshot. Therefore, the stripe noise and image distortion caused by image mosaicking can be eliminated. Besides, the target is easier to be captured and focused, just like using a camera. This method can be used to obtain clearer spectral images of the scene conveniently and quickly.
120.6200 Spectrometers and spectroscopic instrumentation 110.4234 Multispectral and hyperspectral imaging 300.6190 Spectrometers Chinese Optics Letters
2019, 17(1): 011202
中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
近红外光谱仪是重要的光学分析仪器,具有重要的应用价值。为了实现近红外波段高动态、可调谐分辨率光谱的探测,设置入射狭缝、中间狭缝和出射狭缝,构建了基于准Littrow结构的单光栅双路光谱仪,并利用Zemax软件进行光学系统仿真。在此基础上,研制了实验室用近红外光谱仪,包括光机模块、控制分析模块和探测模块,系统的工作波长为600~1700 nm。结果表明:光束以准Littrow角2次经过平面光栅,能有效消除出射光斑的空间色散效应,减小出射光斑的几何尺寸,进而有效抑制光谱信号的边模噪声和降低杂散光强度;光路系统配合自主研制的高动态光电探测系统扩大了获取光谱信号的动态范围;经过光谱标定和相对辐射标定后,利用构建系统对窄带宽激光光源进行探测,系统最高的光谱分辨率(即半峰全宽)优于0.05 nm,测得复原激光光谱在中心波长±1 nm范围内的动态范围优于70 dB。
光谱学 近红外光谱仪 准Littrow结构 高动态范围 光学学报
2017, 37(10): 1030002
1 河南科技大学 机电工程学院, 洛阳 471003
2 河南科技大学 医学技术与工程学院, 洛阳 471003
传统的图像分割算法在处理高噪声显微图像时, 由于背景复杂, 很难得到目标完整的区域轮廓。通过对不同图像分割算法的性能进行对比, 提出了一种改进的二维最大熵阈值遗传算法结合数学形态学除噪分割的方法。首先用改进的二维最大熵阈值算法结合遗传算法对高噪声显微图像进行粗分割, 除去图像中大量的背景噪声, 然后运用数学形态学进行细分割, 滤除剩余少量杂质和孔洞, 提取出目标轮廓。实验结果表明改进的方法较传统分割方法具有更强的抗噪声能力及更快的处理速度, 有效地实现了高噪声显微图像的除噪分割。
图像分割 二维最大熵阈值 遗传算法 数学形态学 image segmentation 2D maximum entropy threshold method genetic algorithm mathematical morphology
1 河南科技大学 机电工程学院, 河南 洛阳 471003
2 河南科技大学 医学技术与工程学院, 河南 洛阳 471003
传统的自动对焦梯度函数评价算法在对细胞显微图像进行对焦时, 由于对焦精度不佳, 图像受噪声的影响较大。针对此问题, 通过对不同对焦评价函数性能进行对比, 提出了一种基于Sobel梯度函数改进的自动对焦评价算法--Sobel4direction_Brenner梯度函数算法。对对焦评价技术设计指标和算法的通用性进行了验证, 结果表明: 在调焦时该算法较传统对焦梯度函数能更好的抑制噪声, 并且使电机在爬山算法的搜索对焦中具有更小的对焦搜索区间范围, 获得的细胞显微图像的清晰度评价值也更高。
应用光学 自动对焦 对焦精度 显微图像 Sobel梯度函数 爬山算法 Sobel4direction_Brenner梯度函数 auto-focusing focusing accurac microscopic image Sobel gradient function hill- climbing algorithm Sobel4direction_Brenner gradient function
