温度变化时的热胀冷缩会造成光谱仪中光学元件位置的变化，从而导致波长产生较大的偏移。针对这个问题，进行了适用于不同温度的波长定标方法研究。提出了一种基于温度补偿的波长定标理论模型与方法。将温度作为变量，建立了波长、像元位置和温度的三维函数关系理论模型。采用标准汞氩灯进行了定标实验。通过三次多项式曲面拟合确定了多项式的系数，验证了高低温环境下的定标精度。该方法有效地修正了由温度导致的电荷耦合器件(Charge Coupled Device,CCD)响应值大小的变化和光路中光学元件位置的偏移，提高了波长校正系数容错能力以及温度变化时的波长精度，并提升了光谱仪的环境适应性。
光谱仪 温度补偿 波长定标 曲面拟合 spectrometer temperature compensation wavelength calibration surface fitting
1 南京农业大学工学院, 江苏 南京 210031
2 江苏省农业科学院食品质量安全与检测研究所, 江苏 南京 210014
脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)是一种经常发生在谷物及其衍生产品中的霉菌毒素, 危害人类和家畜的生命健康。 开发快速、 准确、 经济、 无环境危害的检测方法是一个亟待解决的问题。 本研究定义了可见光-近红外(Vis-NIR)光谱的趋势参数TP(trend parameter), 利用TP确定与DON浓度最相关的特征波段。 文中校正集样本的光谱矩阵行按样本DON浓度逐渐增加的顺序排列, 矩阵每一列(每一个波段)都对应一个TP值, 所有样本在某波段下的吸光度在列方向上的递增趋势越强(即TP值越大), 则此波段下的吸光度与DON浓度的相关性就越强, 该波段便可以作为评估DON浓度的特征波段。 研究发现在666, 1 238和1 660 nm处TP出现局部最大值, 利用此三个特征波段下的光谱进行二次判别分析Quadratic Discriminant Analysis(QDA), 以此构建的TP-QDA模型可以将小麦粉按DON污染水平分成轻度(0
脱氧雪腐镰刀菌烯醇 趋势参数 二次判别分析 小麦粉 Deoxynivalenol Trend parameters Quadratic discriminant analysis Wheat flour 光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1565
为了使光谱分析仪(Optical Spectrum Analyzer, OSA)能精确测量窄谱宽光信号, 要求光栅转动一圈分辨200万个点。设计了一种基于衍射光栅、直流无刷电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)和光电编码器的高分辨率光栅定位系统。实现了基于比例--积分--微分(Proportion Integration Differentiation, PID)的高精度闭环调速控制技术, 以驱动BLDCM带动光栅的转动。同时, 高精度光电编码器快速检测并反馈光栅的角位置, 细分电路对编码器的输出信号作进一步细分。将输出信号的分辨率从16000点/圈提升至2048000点/圈, 极大地提升了光栅定位系统的整体分辨率。通过实验测试了光栅扫描速度、波长重复性和波长准确度等性能指标, 验证了光栅定位的精度和分辨率。
光谱分析仪 直流无刷电机 光电编码器 高分辨率 光栅定位 optical spectrum analyzer BLDCM photoelectric encoder high resolution grating positioning
1 中电科仪器仪表有限公司, 山东 青岛 266555
2 中国电子科技集团有限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
针对最高分辨率可达0.1 pm的布里渊近红外光谱仪波长标定的难题,基于多次标定逐步降低波长误差的思路,提出了一种协同融合标定原理的标定流程:首先,基于布里渊光谱分析理论模型,结合泵浦信号波长、受激布里渊频移、增益谱线型函数等推导出超高分辨率光谱的理论波长;然后,采用FP标准具进行相对波长的标定;最后,基于气室完成绝对波长的标定。气室中充入HCN+ 12CO+ 13CO混合气体,以实现C+L波段的覆盖。针对可能存在的光谱鬼线,提出了一种基于受激布里渊增益谱与衰减谱共生特性的鬼线识别方法。实验结果表明:布里渊光谱仪的理论波长偏差超过了10 pm,相对标定可将波长不确定度降低到±2.5 pm,绝对标定可将波长不确定度进一步降低到±0.035 pm。
光谱学 布里渊光谱仪 光纤受激布里渊效应 超高分辨率光谱 波长标定 FP标准具 气室 光学学报
2020, 40(20): 2030001
1 海军工程大学兵器工程学院, 武汉430033
2 中国人民解放军92474部队, 海南 三亚 572018
针对海上运动目标定位误差较大的特点, 制导炮弹多发同时弹着法(MRSI)可有效提高命中精度和火力密度。初速可控舰炮具有发射弹丸初速可调的优势, 发射的制导炮弹可以进行弹道修正并以预先规划的制导律攻击目标。通过建立炮弹外弹道模型和带落角约束的最优制导律, 提出了海上目标提前点计算方法, 根据制导炮弹弹道特性, 在分析初速固定舰炮火控方法的基础上, 研究了初速可控舰炮的火控解算方法, 并进行了算例仿真。结果表明, 初速可控舰炮可大幅增加同时弹着的弹丸数量, 增强火力密度。
制导炮弹 多发同时弹着 初速可控舰炮 对海射击 guided projrctile Multiple Rounds Simultaneous Impact(MRSI) shipborne gun with controllable muzzle velocity sea target shooting
1 中国科学院光电技术研究所，四川 成都 610209
2 中国科学院大学，北京 100049
对Xilinx SRAM型FPGA的配置RAM的帧物理组织进行了研究，给出了提取帧结构的方法，并给出了比特流中帧的排列顺序；分析了SEM IP核的中间文件的结构并给出了提取必要位的方法，通过对必要位进行0/1翻转，用以模拟辐射环境下FPGA易出现的单粒子翻转问题；设计了PC端界面以实现完整的人机交互。故障注入系统在FPGA片上实现，通过内部ICAP接口实现对配置数据的读写，无需处理器参与。通过对待测电路的必要位逐位进行翻转及修复测试后对每个位进行了分类，分类结果可用于在后续故障修复中对特殊位进行重点防护。
SRAM型FPGA 单粒子翻转SEU 配置RAM 故障注入 SRAM FPGA single event upset configuration RAM ICAP ICAP fault injection
根据新型舰炮初速可控的特点, 提出了一种基于最大命中概率的射击诸元解算方法。初速可控舰炮增加了弹丸初速作为射击诸元要素。对视距内目标进行打击时, 命中概率与弹丸初速之间存在着非线性变化关系。通过建立弹丸外弹道模型和解命中方程, 进行弹道解算, 并基于黄金分割的概念, 采用二分法求解弹丸初速。该方法以命中概率最大为约束, 可有效进行新能源舰炮**的射击诸元解算。
新型舰炮 火控解算 命中概率 弹丸初速 二分法 new shipboard gun fire control calculation hitting probability projectile muzzle velocity dichotomy
区域射击方法可以充分利用具有末制导搜索能力**的性能特点, 有效搜捕并打击未准确定位目标。现有方法采用统计模拟法分析打击过程与毁伤效能, 主要针对散布服从正态分布的目标, 而对于误差情况更为恶劣的概略目标缺少深入研究。区域射击方法包含**数量计算以及瞄准点配置两个核心问题。对于服从均匀分布的概略目标, 通过建立并分析毁伤概率模型, 求解最优射弹散布密度函数, 构建预估校正方法, 计算使给定瞄准点配置对应毁伤概率达到预定要求的**数量; 以毁伤概率上界为目标, 提出瞄准点配置的优化求解方法。参考国外主流装备技术参数, 通过仿真计算, 验证了方法的有效性与时效性, 并与现有方法进行了对比, 结果表明所提方法优化程度更高, 并且能够使区域射击方案达到预定毁伤概率的要求。
火控系统 射击理论 区域射击 末制导 fire control system shooting theory area shooting terminal guidance
中国电子科技集团公司第四十一研究所，山东 青岛 266555
针对近红外双色探测器在两种不同工作 波段的光谱响应曲线及暗电流，设计了一种基于近红外双色探 测器的信号采集系统及采集方法。该系统具有多种电流转电压 档位、电压放大档位和滤波电路带宽档位，能够快速进行信号 放大和带宽控制；同时通过数字/模拟转换器(D/A)为四级放大电 路提供模拟调零信号，可有效消除由光学系统的杂散光和探测器 自身的暗电流引起的噪声。该系统具有速率快、噪声低和分辨率 高等特点。通过使用这种信号采集系统，光学系统的信噪比、动态 范围、最小可测功率等指标参数都能得到提高。
近红外 双色探测器 信号采集 光谱响应 near infrared two-color detector signal acquisition spectral response
1 南京农业大学工学院, 江苏 南京210031
2 常州纺织服装职业技术学院 江苏 常州213164
提出一种基于高光谱成像技术的鸡胴体表面低可见污染物的双波段检测算法。 首先, 在所采集的高光谱数据中, 选择ROI(region of interesting)内光谱的同一性最好、 同时与边缘区域平均光谱差值最大的675 nm波段图像进行二值化处理, 利用区域生长法提取最大连通区域作为掩膜。 再将掩膜与污染物可分辨度最大的400 nm谱段图像进行“与”操作, 提取出最大面积的鸡胴体待检ROI, 最后利用标记法识别出ROI内有污染物存在的鸡胴体。 试验结果表明, 采用这种双波段算法, 不仅可以获得能够根据鸡胴体形状及位置自适应调节的最大ROI(比已有研究方法提取的ROI面积大176%以上), 而且对鸡胴体表面低可见度血液、 胆汁和粪便的正确检出率平均可达81.6%。
双波段算法 污染物 可分辨度 高光谱图像 鸡胴体 Dual-Band algorithm Contaminants Differentiation Hyperspectral imaging Chicken carcass 光谱学与光谱分析
2014, 34(12): 3363
