作者单位
摘要
1 江苏海洋大学理学院, 江苏 连云港 222005
2 江苏海洋大学电子工程学院, 江苏 连云港 222005
3 北京理工大学化学与化工学院化学系, 北京 102488
4 中国科学院工程热物理研究所能源动力研究中心, 北京 100190
燃油发动机的尾气成分检测对于发动机的状态判断、 环境污染监测等具有重要参考价值。 选择以95号汽油为燃料的除草机的发动机作为实验样机, 将发动机排出的尾气直接吹向拉曼积分球光谱仪信号采集焦点, 利用拉曼积分球光谱仪较高的气体检测限和定性、 定量检测所有分子类气体的特点, 对尾气中的气体分子成分进行检测。 探测到尾气的气体成分主要包括N2、 O2、 CO2、 CO、 未燃烧的汽油等。 以氮气振动(2 331 cm-1)的拉曼特征峰强度作为标准, 对O2(1 553 cm-1)、 CO2(1 285和1 388 cm-1)、 CO(2 144 cm-1)、 未燃烧的汽油(2 894 cm-1)的拉曼光谱强度进行归一化处理, 获得其相对拉曼特征峰强度。 对比发现, 空气和汽油挥发混合气的光谱中均未出现CO的特征峰, 汽油挥发混合气中的O2、 CO2含量与空气相比也没有明显变化, 而CO2费米共振峰1 388和1 285 cm-1拉曼特征峰的相对强度比发生变化。 除草机工作状态分为怠速、 一档和二档, 处于工作状态时, 尾气成分中的O2含量均比空气中含量低, 可以定量分析发动机工作过程中消耗的O2量。 而燃油发动机从怠速加速到一档和二档的过程中, 尾气中O2含量相对增加。 这是由于发动机档位的提升伴随着空气的进气量增大, 则参与发动机燃烧的氧气比例相对减少。 与此同时, 尾气中CO2含量相比于空气中的含量急剧增加, 说明燃油发动机工作过程会产生大量的CO2, 且随着档位的提升, 发动机的动力增加, 尾气中CO2比例也逐渐增高。 CO2作为导致温室效应的主要原因, 化石燃料的使用也是其主要来源之一。 数据显示尾气中CO的含量与尾气中汽油的含量成正相关, 说明燃烧不充分的时候, 汽油剩余较多, CO作为不充分燃烧的产物, 其含量也会增加。 随着发动机档位的增加, N2特征峰的绝对强度降低, 这是因为发动机尾气温度升高, 造成氮气的斯托克斯散射强度降低。 利用拉曼积分球光谱仪对不同状态下发动机尾气成分的变化进行分析, 并初步建立发动机状态与气体浓度变化的关系。 对拉曼积分球技术应用于燃油发动机尾气检测进行了初步探索并验证了其可行性。
发动机尾气 拉曼积分球 光谱仪 原位检测 Engine exhaust Raman integrating sphere Spectrometer In situ detection 
光谱学与光谱分析
2023, 43(10): 3310
作者单位
摘要
中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院,合肥 230026
为满足微光像增强器等微光传感器的高精度辐射定标需求,设计了宽动态范围微光照度源。该微光照度源由子积分球、母积分球、可调光阑和圆筒光阑组成。调节可调光阑面积,改变子积分球导入母积分球的辐射通量,实现了光源照度6个量级的调节功能,且保证了光源色温不变。圆筒光阑是具有双微孔光阑和消杂光挡板的筒状结构,可以将积分球亮度光源转化为均匀的照度光源。母积分球上设置了集成了半导体制冷片的硅光电二极管监视探测器,可实现光源照度的监测与设置。开展了宽动态范围微光照度源性能测试,测试结果表明:微光照度源的照度覆盖3.8×10-6 lx~12 lx,非稳定度小于0.001 8%。
微光 光源 积分球 照度 亮度 定标 光电探测器 Low light level Light source Integrating sphere Illuminance Luminance Calibration Photodetector 
光子学报
2023, 52(8): 0812004
亓航航 1,2杨博文 1,2赵浩杰 1,2肖玲 1[ ... ]成华东 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
通过调制转移光谱稳频的方式,将外腔半导体激光器频率锁定于87Rb原子D2线超精细跃迁52S1/2,F=2→52P3/2,F=3,使激光器线宽由自由运转的382.18 kHz压窄至稳频后的37.94 kHz。稳频后的窄线宽激光用于积分球冷原子钟的探测光,可以将激光频率噪声对原子钟短期稳定度的影响降低至5.6×10-14 τ-1/2
激光器与激光光学 调制转移光谱 激光稳频 外腔半导体激光器 积分球冷原子钟 频率稳定度 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1514008
田杰文 1,2叶新 1,*方伟 1
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
为了减小对卫星上的空间使用,针对定标特点,本文提出了一种用于积分球光源准直照明的自由曲面反射镜设计方法。采用该方法,能够以小口径的积分球实现大面积的方形均匀辐照度分布。首先,通过点光源模型建立自由曲面离轴反射照明数学模型,然后,通过切比雪夫点离散自由曲面,并求解出满足点光源照明的自由曲面模型,最后,分析积分球的光源特性,通过逐步优化自由曲面能量分布方法完成点光源照明模型到积分球照明模型的转变。通过分析可知,设定照明面积为140 mm×140 mm时,目标面的辐照度非均匀性的不均匀度小于0.02。满足星载定标轻量化,短光路,结构简单的需求。
几何光学 照明设计 辐射定标 积分球光源 geometric optics illumination design radiometric calibration integrating sphere light sources 
中国光学
2023, 16(1): 127
作者单位
摘要
1 中国科学技术大学 环境科学与光电技术学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院合肥物质研究院安徽光学精密机械研究所,安徽 合肥 230031
3 昆明物理研究所,云南 昆明 650223
噪声等效光谱辐亮度(NESR)是代表红外遥感器极限探测能力的关键性指标。高灵敏红外遥感器的NESR定标需要高稳定、高均匀和充满视场的红外辐射光源,其光谱辐亮度的不确定度应当显著低于红外遥感器的NESR。针对一种新型的级联积分球型大孔径NESR定标系统,开展了NESR定标不确定度的实验测试研究,评定了绝对光谱辐亮度的量值溯源、积分球输出的均匀性和稳定性等11种不确定性因素的影响。测试结果表明,在规定的303~308 K亮温范围内,主积分球光谱辐亮度的相对不确定度优于0.34%,6~15 μm波段的NESR定标不确定度优于0.1~0.0037 μW·cm−2·sr−1·μm−1,验证了新型定标系统应用于高性能红外遥感器NESR定标的可行性。
噪声等效光谱辐亮度 红外辐射定标 积分球 不确定度 noise equivalent spectral radiance infrared radiation calibration integrating sphere uncertainty 
红外与激光工程
2022, 51(12): 20220509
作者单位
摘要
1 中国科学院 合肥物质科学研究院 安徽光学精密机械研究所 通用光学定标与表征技术重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学,安徽 合肥 230026
为了设计和制造高角度均匀性的积分球辐射源,需要提供优化的设计参数。基于空腔的辐射传输理论,建立了基于级联积分球结构的发光单元光出射度分布的仿真模型,并获得了朗伯型发光单元安装位置和级联积分球辐射源角度均匀性之间的关系。仿真结果表明:理想情况下,采用2个朗伯型级联子球作为发光单元,对称安装在与级联积分球辐射源出光口法线方向成10°夹角位置时,通过球心与出光口法线方向成±20°夹角观测区域内的角度均匀性可以达到0.03%的水平。最后,通过实验测量级联子球在30°夹角位置时级联积分球辐射源的角度均匀性,发现实验结果与仿真结果接近一致。因此,通过优化发光单元的类型和安装位置,可以有效提升积分球辐射源的角度均匀性。
积分球设计 角度均匀性 计算机仿真 反射辐亮度 integrating sphere design angular uniformity computer simulation reflective radiance 
应用光学
2022, 43(3): 481
作者单位
摘要
南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094
为应对积分球辐射定标光源系统中LED阵列的电流稳定可控性对积分球开口处光谱匹配度的影响,设计了一款多通道、高精度以及高稳定性的LED电流驱动电路。该电路是一种压控恒流驱动电路,可通过模拟调光的方式实现对LED阵列驱动电流的线性控制,其以FPGA为控制核心,通过SPI接口对AD5371芯片寄存器进行读写操作,通过AD5371数模转换电路实现对LED驱动电流的高精确度控制。基于循环液体制冷设备和水槽制冷底座实现对LED阵列的温度控制。实验结果表明,该电路可实现LED阵列驱动电流在0~1050 mA连续线性可调,电流调节精度可达量程的0.14%。在控制LED灯座温度为10 ℃时,LED输出光光谱稳定度为0.2%。
LED驱动 辐射定标光源 积分球 线性控制 LED driver radiometric calibration light source integrating sphere linear control 
红外与激光工程
2022, 51(2): 20210902
作者单位
摘要
1 贵州大学 大数据与信息工程学院, 半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心, 贵州 贵阳 550025
2 贵阳朗玛信息技术股份有限公司 博士后流动站, 贵州 贵阳 550081
多光谱成像是无创观察生物组织的有效工具,提高光源的辐照均匀性将更有利于准确获取病理组织的多光谱数据。提出基于积分球的多光谱均匀光源系统,为生物组织的多光谱数据采集提供均匀辐照。基于蒙特卡罗光线追迹法对积分球腔体的取位方式进行选择,并对腔体大小、LED布局、积分球输出槽尺寸进行了优化,以确定结构模型的最佳参数;根据优化参数构造了集成11种窄波段LED的实例进行了光学性能验证,实验结果证明所有波段都能在输出槽的主要部分区域实现2%辐照度不均匀性分布;研究了该系统的宽光谱兼容能力,实验结果表明,光谱在输出槽的最大均方根误差为3.74%,具有良好的宽光谱兼容能力;最后,基于所提出的系统进行了静脉可视化测试,用光纤拓展了系统内窥镜的兼容性,并以此探讨了口腔内部牙齿表面病理情况。该系统的多功能性和均匀性在生物医疗图像采集中具有潜在的应用价值。
积分球 静脉可视化 多波段光源 均匀性 医用光源 内窥镜检测 integrating sphere venous visualization multi-band light source uniformity medical light source endoscopic detection 
应用光学
2022, 43(1): 144
Author Affiliations
Abstract
1 Saratov State University, Saratov, Russia
2 Laboratories of Biophotonics and Laser Molecular, Imaging and Machine Learning, National Research Tomsk State University, Tomsk, Russia
3 Saratov State Medical University, Saratov, Russia
4 Institute of Precision Mechanics and Control, Russian Academy of Sciences, Russia
5 A.N. Bach Institute of Biochemistry, Research Center of Biotechnology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia
The influence of ischemia–reperfusion (I/R) action on pancreatic blood flow (PBF) and the development of acute pancreatitis (AP) in laboratory rats is evaluated in vivo by using the laser speckle contrast imaging (LSCI). Additionally, the optical properties in norm and under condition of AP in rats were assessed using a modified integrating sphere spectrometer and inverse Monte Carlo (IMC) software. The results of the experimental study of microcirculation of the pancreas in 82 rats in the ischemic model are presented. The data obtained confirm the fact that local ischemia and changes in the blood flow velocity of the main vessels cause and provoke acute pancreatitis.
Laser speckles contrast of speckle images adaptive algorithm microcirculation blood flow acute pancreatitis pancreas rats optical properties integrating sphere spectroscopy. 
Journal of Innovative Optical Health Sciences
2022, 15(1): 2242002
崇伟 1,2吕文华 1,2,*张健 1,3,4梁婧 1[ ... ]杨科三 5
作者单位
摘要
1 长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国气象局气象探测中心, 北京 100081
3 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室, 吉林 长春 130022
4 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心, 吉林 长春 130022
5 航天新气象科技有限公司, 江苏 无锡 214127
为解决旋转热释电日照计(RPSDR)室外校准易受环境影响、重复性差、效率低等问题,提出了一种以双氙灯光源积分球系统校准RPSDR的室内校准方法。根据RPSDR的组成、结构和测量原理,利用太阳模拟、积分球环境模拟等技术,设计了以氙灯太阳模拟器输出直接辐射、以穹顶氙灯模拟散射辐射的双光源积分球日照计校准系统,提出了积分球结构参数,分析了氙灯光源的辐照度分布和光谱修正,建立了在室内进行日照阈值校准、在室外进行日照时数验证的综合性RPSDR校准方法。经测试,校准系统的有效辐照面内的辐照度均匀性含中心点时为2.5%,不含中心点时为1.6%,有效辐照面内每小时的阈值点辐照度稳定性为0.68%,光源匹配AM1.5 A级太阳光谱能量分布;对一台RPSDR进行室内阈值校准和室外日照时数比对实验,结果验证了经系统校准后的RPSDR测量的日照时数与直接辐射表测量的日照时数参考值的相对误差不超过1%,绝对误差不超过0.26 h,满足气象行业日照时数的观测要求。
测量 旋转热释电日照计 双氙灯光源 积分球 日照阈值 室内校准 
光学学报
2022, 42(1): 0112004

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!