国家自然科学基金(61027010)
- 作品数：12 被引量：81H指数：5
- 相关作者：梁中翥梁静秋吕金光秦余欣王维彪更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院研究生院中国科学院大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划吉林省科技发展计划基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学医药卫生更多>>
- 扩展光源对微型FTIR光谱复原的影响分析被引量：2
- 2011年
- 分析了基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪(FTIR—Fourier transform infrared spectrome-ter)中扩展光源对光谱复原的影响,计算了干涉强度与光源立体角之间的关系。分析表明,扩展光源存在的立体角导致系统的相干长度变短,光谱分辨率降低。当扩展光源的立体角小于0.001时,系统的分辨率接近理论设计值。减小光源尺寸会降低系统的光通量。因此,需要在设计中结合系统信噪比的要求,选取合适尺寸的扩展光源。
- 付建国梁中翥梁静秋
- 关键词：误差分析分辨率
- 一种静态傅里叶变换红外光谱仪的光学系统分析与设计被引量：18
- 2012年
- 对基于多级微反射镜的傅里叶变换红外光谱仪进行了光学分析,研究了光源尺寸、光强分布的不均匀性和光学系统像差等因素对光谱复原的影响。发现光源尺寸影响光谱分辨率,光强分布的不均匀性和光学系统像差会产生基线噪声。数值计算的结果表明,当光阑的尺寸小于2.5mm,不均匀的标准偏差小于0.5,准直系统的波像差均方根值小于0.05,以及缩束成像系统的光斑直径小于30μm时,光谱复原的噪声可以忽略。给出了光学系统的设计结果。
- 付建国梁静秋梁中翥
- 关键词：光学设计傅里叶变换光谱仪
- 可调谐地物光谱辐射源研究被引量：1
- 2015年
- 介绍了一种以半导体发光二极管(LED)和溴钨灯为光源的光谱可调谐地面景物光谱辐射源,及其系统结构和控制系统设计。利用地物光谱辐射源模拟了大量不同地物光谱,在控制系统中建立了地物光谱数据库,引进了改进型遗传算法匹配出了光谱数据库中的500余种地物光谱。进而详细分析了几种典型地物的光谱匹配相似度,平均光谱匹配误差以及全波段,红,绿,蓝和近红外波段光谱匹配相似度。目标辐亮度为50W·(m2·sr)-1时,地物光谱辐射源平均光谱匹配误差在10%以内,最低可达6.0%;全波段光谱匹配相似度高于0.895,最高可达0.983;对于同一景物光谱红、绿、蓝和近红外波段(特别是绿光和近红外波段)光谱匹配相似度低于全波段,绿光和近红外波段光谱匹配相似度与红光和蓝光波段相比,最大低幅为50%。地物光谱辐射源能够用于光学遥感器的辐射定标,能有效解决光学遥感器的工作目标与定标光源光谱不匹配造成的定标误差。
- 项金蓉任建伟李葆勇万志刘则洵刘洪兴李宪圣孙景旭
- 关键词：LED辐射源
- 空间调制傅里叶变换光谱仪分束器色散特性研究被引量：5
- 2012年
- 在基于多级微反射镜的傅里叶变换光谱仪中,由于分束器的色散特性,不同波长的干涉图具有不同的横向偏移量,其在横向空间会发生混叠.同时,不同波长的干涉图还具有不同的光程差偏移量,使其在纵向空间也会发生混叠.根据几何光学原理,干涉图的横向混叠会减小干涉图元的有效面积.计算表明,本研究中干涉图元的横向混叠面积为总面积的3.4%,通过数据处理扣除混叠部分可以消除横向混叠的影响,干涉图的纵向混叠会产生一个附加的相位延迟,削弱谱线的强度.经分析,附加相位延迟与分束器和补偿板之间的厚度差成正比.本文给出了发生对比度反转时分束器与补偿板厚度差的极限值,并利用解线性方程组的方法对纵向混叠的干涉图进行了校正,反演出的光谱与理想光谱的标准偏差仅为1.76×10^(-14).
- 吕金光梁静秋梁中翥
- 关键词：傅里叶变换光谱仪分束器色散干涉图
- 地沟油的近红外光谱分析鉴别被引量：24
- 2011年
- 通过对地沟油和食用植物油近红外吸收光谱的研究,发现光谱经过基于基线校正和一阶导数的预处理后,食用植物油的885 nm光谱强度值与897 nm光谱强度值之比大于1.4,地沟油则小于1.1,利用这个比值差异,可以区分这两类油;在2 430～2 445 nm和2 465～2 485 nm两个波段,食用植物油有明显的峰值,而地沟油则没有峰值。实验表明,近红外光谱可以用于分辨地沟油和食用植物油。
- 谢梦圆张军陈哲李斯本汪勇欧仕益马顺余建辉唐洁媛
- 关键词：地沟油食用植物油近红外光谱
- 近红外光谱法检测甘油酸酯及游离脂肪酸被引量：8
- 2013年
- 用近红外光谱分析方法对植物油中的甘油单酯,甘油二酯,甘油三酯和游离脂肪酸进行检测。采集77个油脂样品近红外光谱数据,其中67个样品为定标集,10个样品为预测集。用OPUS化学分析软件建立了偏最小二乘的优化模型。结果显示甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯和游离脂肪酸的决定系数(R2)分别为0.9691、0.8627、0.8742和0.9194;4个组分的预测标准偏差(SEP)分别为0.0104、0.183、0.201和0.0106。结果表明,近红外光谱分析方法可用于对甘油二酯和甘油三酯的检测,对于甘油单脂和游离脂肪酸的检测,还需进一步实验验证。
- 明朗陈哲张军黄富荣谢梦圆汪勇王尔佩
- 关键词：游离脂肪酸
- 准直系统热光学效应对静态傅里叶变换红外光谱仪光谱复原的影响研究
- 2015年
- 在以多级微反射镜为核心器件的静态傅里叶变换红外光谱仪中,由于准直系统距离红外光源较近,光源的热辐射会导致其局部温度升高,从而引起材料折射率发生改变,使得由准直系统出射的光束存在一定的发散角,进而影响光谱仪系统复原光谱所能达到的分辨率水平.本文研究了光谱仪系统正常工作状态下准直系统各区域的温度分布情况,由此计算出了相应的离焦量.通过计算准直光束发散角在光程差采样区域内的分布,分析了由此引入的附加光程差对光谱复原的影响.通过计算光谱结构误差随准直系统温度的变化,得到了准直系统温度控制的合理范围.最后,对基于SiC光源的光谱仪进行了实验,结果显示制冷光源复原光谱的光谱结构误差与非制冷光源的光谱结构误差相比有明显改善.因此,降低光源温度对减小准直系统热光学效应的影响是非常有效的.本文的研究结果将为解决同类问题提供参考.
- 陈成梁静秋梁中翥吕金光秦余欣田超王维彪
- 关键词：红外光谱仪准直系统折射率变化
- 多级反射镜阵列Monte Carlo法误差合成与统计分析被引量：4
- 2012年
- 本文研究的傅里叶变换红外光谱仪利用两面多级反射镜阵列替代时间调制型傅里叶变换光谱仪中的平面反射镜,以多级反射镜阵列对干涉图数据进行二维采样,从而减小系统的体积并增加系统的稳定性.由于多级反射镜阵列在其制作过程中加工精度的限制,各子反射镜之间会存在厚度偏差ε与角度偏差θ,这将影响到采样干涉图的光强分布与复原光谱的质量.本文将各子反射镜的ε与θ作为随机变量,利用Monte Carlo方法对傅里叶变换光谱仪中所有子反射镜的误差项进行合成,并通过对误差合成后光谱误差因子Q的统计分析来评价子反射镜的各误差项对复原光谱的影响.统计结果表明,Q的统计均值随着σε与σθ的增加表现为一单调递增的曲面,且与两个偏差之间具有准线性关系.依据对Q的统计分析,可以确定多级反射镜阵列各子反射镜ε与θ的容限.
- 吕金光梁静秋梁中翥
- 关键词：傅里叶变换光谱仪MONTE
- 时空联合调制成像光谱仪前置成像系统分析与设计
- 2014年
- 为满足红外成像光谱仪大光通量、高稳定性的应用需求,提出了一种基于多级阶梯微反射镜的静态化、无狭缝式、新型红外时空联合调制型傅里叶变换成像光谱仪结构.对其工作原理和光程差的产生方式进行了分析.作为该成像光谱仪的重要部件,前置成像系统决定了光程差的分布,其性能直接影响到目标物体的图像质量.根据系统光程差的产生方式,分析和设计了像方远心光路结构的前置成像系统.利用被动光学消热差方法对前置成像系统进行了消热差研究.结果表明:当温度在-20—60?C的范围内时,各个视场的调制传递函数均达到衍射极限,在多级阶梯微反射镜的总阶梯高度范围内成像质量良好;在不同的温度下,各视场处主光线在像面上的最大入射角小于0.02?.
- 王文丛梁静秋梁中翥吕金光秦余欣田超王维彪
- 关键词：中波红外
- 空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪研究被引量：22
- 2015年
- 针对目前环境、医疗、空间、气象、军事及安全等领域对傅里叶变换红外光谱仪微小型化、轻量化及固态化的迫切需求,提出并研究了一种以MOEMS多级微反射镜为核心器件的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪。在理论研究方面,建立了空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪的物理模型,探究了该系统的光场分割与空间采样的光学原理;分析了多级微反射镜的衍射效应,提出了一种通过补边抑制衍射噪声抑制方法;进行了多级微反射镜采样误差的分析,并提出了基于最小二乘拟合的修正算法;通过对光源空间相干性、准直系统像差以及入射光场均匀性的分析,确定了光学系统的总体设计指标;通过对多级微反射镜基片加工精度、分束器材料色散特性和膜层透射效率等的计算分析,确定了干涉系统的设计方法与技术参数。在核心技术方面,提出了两个多级微反射镜的3种制作方法,分析了制作误差的来源及对系统性能的影响。通过工艺设计及实验条件探索,分别采用电铸法、真空镀膜法以及斜面倾角叠片法制作了两个多级微反射镜。在系统设计方面,进行了红外准直与缩束系统的光学设计,对整体光机系统进行了建模仿真,分析了杂散光噪声的来源。在图谱处理方面,利用过零采样方式,通过图像分割算法,获取了干涉图采样序列;通过对干涉图序列的插值、补零、延拓与卷积方法,完成了光谱相位误差的校正;通过离散傅里叶变换解调,实现了由干涉图像到信号光谱的数据反演。最后研究了系统光机整体的集成组装技术,并对原理样机进行了实验测试。本文研制的空间调制微型傅里叶变换红外光谱仪的特点在于:取消了动镜驱动机构与采样控制机构,具有微小型与轻量化的特点;干涉图的采样由多级微反射镜完成,其空间采样的方式增加了系统的稳定性与可靠性,实时采�
- 梁静秋梁中翥吕金光秦余欣田超王维彪
- 关键词：红外光谱仪微光机电系统
