一、Suppression of Sidelobe for Acousto-Optic Tunable Filter in Near-Infrared Spectral Monitoring（论文文献综述）
吴健[1]（2021）在《基于ZYNQ的快速傅里叶变换光谱仪信号获取技术》文中研究表明近年来红外光谱技术得到了极大的发展,并在生物工程、大气探测、污染检测和军事装备等领域得到了广泛的应用,而傅里叶变换光谱仪凭借其多通道、高光谱分辨率的特点,在红外探测领域占有着很大的优势,但同时也对于傅里叶变换红外光谱仪器的实时性、小型化和便携性提出了更迫切的需求。实时的数据采集处理系统是傅里叶变换红外光谱仪的关键技术之一,本论文基于小型快速傅里叶变换光谱仪的研制工作,全面阐述了傅里叶变换光谱仪工作原理和基于迈克尔逊干涉仪下的光谱数据采集软硬件系统设计。本文首先对快速傅里叶变换光谱仪及其信号获取技术的发展过程和现状进行了调研,比较了国内外各个产家同类型的产品参数,并分析了傅里叶变换光谱仪的发展趋势。接着介绍了傅里叶变换光谱仪基础理论,包括干涉分光原理、等光程差采样、快速傅里叶变换等,列举了傅里叶变换光谱仪的基本组成和分类,包括多种分光方式的干涉仪及其优缺点,也作为本文角镜扭摆式干涉仪的选取依据,同时还介绍了光谱仪的性能评价参数。论文根据光谱仪信号获取技术要求,分析了红外探测器噪声以及干涉信号频率范围,确定了干涉模拟调理电路运放芯片选型和电路形式。还设计了一套黑体温度测量和温控电路,可在仪器外场使用中进行实时辐射校正。根据测量精度的要求对模数转换芯片进行了选型和硬件电路的设计,并确定选用ZYNQ作为主控芯片完成信号采集系统的控制和驱动,实现了主控核心硬件电路的设计。通过对ZYNQ软件系统架构特点,以及采集控制系统功能需求的分析。对软件功能进行了软硬件划分,使用FPGA部分作为外设驱动、FFT算法、PID算法等功能的实现。将ARM用于系统核心控制和与上位机的交互。详细介绍了FPGA部分各模块功能设计和实现,以及ARM部分双核协同工作模式。最后对本文设计的傅里叶变换红外光谱仪信号获取系统各功能模块进行了测试,和采集数据分析。验证了干涉模拟采集电路和黑体温控电路的可靠性和高精度的要求,和ZYNQ软硬件系统设计的可行性。本课题研究为嵌入式傅里叶变换红外光谱仪信号获取和处理系统研究及其工程化提供了新的解决方案。
杨惠敏[2]（2020）在《低损耗双条形氮化硅集成光子器件研究》文中研究说明硅基集成光子技术以其损耗低、功耗低、体积小等优势逐渐成为解决信息网络中面临功耗高、损耗大等瓶颈问题的关键技术之一。而在硅基光子集成平台中,氮化硅波导因其低的传输损耗、透明波段范围大、无双光子吸收和与互补金属氧化物半导体（Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS）工艺兼容等优点,在处理高光功率、实现非线性和线性光学功能等领域有着重要的作用。并且氮化硅（Silicon nitride,Si3N4）材料可以和绝缘体上硅（Silicon-On-Insulator,SOI）、Ⅲ-Ⅴ材料形成互补优势,为片上系统的实现开辟了新的路径。目前,基于氮化硅波导平台,研究人员已经研究出了一系列高性能的光子集成器件,包括超高Q值的谐振器、光学滤波器、高相干激光器、光学频率梳和片上生物光子传感器等。本文基于低损耗氮化硅波导,理论和实验研究了多模干涉耦合器、微环耦合马赫曾德干涉器、多模微环和微盘谐振腔、光开关切换延时线。此外,基于氮化硅集成光学滤波器构建了可调微波光子滤波器,并进行了理论和实验验证。论文的具体内容包括:1、对氮化硅波导的分类及其结构进行了详细的介绍,并对其中双条形氮化硅波导的单模波导条件、最小弯曲半径、弯曲损耗以及偏振相关特性进行了建模仿真。此外,详细介绍双条形氮化硅波导的制备流程,包括薄膜沉积、光刻、刻蚀、切割等工艺步骤。并且对制备的双条形氮化硅波导进行测试,分析损耗产生的原因及后续的优化方向。2、利用自镜像原理,优化设计了基于双条形氮化硅波导的1×2多模干涉耦合器、2×2多模干涉耦合器以及交叉波导,并对设计的器件单元进行流片和测试,测试结果基本符合设计要求。这些波导器件具有低损耗、低偏振相关性以及工作带宽较大的优点。3、提出了基于双环耦合马赫曾德干涉结构、多模微环谐振腔以及微盘谐振腔结构的可调谐集成光学滤波器,并基于这些光学滤波器搭建了可重构微波光子滤波器。其中:基于氮化硅微盘谐振腔光学滤波器,结合双驱马赫曾德干涉调制器和90°射频混合器的双边带调制方式提高了微波光子带阻滤波器射频抑制比,实验得到微波光子带阻滤波器射频抑制比达到51 d B,频率调谐范围达到2 GHz25 GHz;使用相同的调制方式,利用多模微环谐振腔模式耦合系数较小以及损耗较小的特点,不仅可以实现带宽为125 MHz的微波光子带阻滤波器,且其射频抑制比最大可以达到58 d B,频率调谐范围达到2 GHz18 GHz;基于相位调制和双微环耦合马赫曾德干涉器构建了微波光子带通/带阻滤波器,实现频率调谐范围为4 GHz25 GHz,且微波光子带阻滤波器和带通滤波器的带宽调谐范围分别为3.65 GHz6.35 GHz和5.76 GHz9.72 GHz。并且由以上三种不同光学滤波器构建微波光子滤波器均可以在不改变链路结构的前提下,实现带阻响应和带通响应的切换。4、设计、制作并测试了由7个氮化硅热光开关和6段长度不同的波导延时线构成的氮化硅6 bit开关延时线单元。可以实现64种不同的延时量,延时步进量为1.42 ps,最大延时量为89.46 ps,实验结果与设计值基本吻合。
王继厚[3]（2020）在《金属包层定义型聚合物波导光栅光子器件的研究》文中指出近年来,光通信系统由于其相对于传统射频系统的优势,是通信业务中最有前途的技术之一。光通信系统具有宽带宽、高数据速率、低延迟、高安全性、低功耗等特点,在科学界掀起了应用研究的浪潮。其中谐振波导光栅在光通信中具有重要地位,其传输的信号可以位于紫外到微波频率这个较广的波段。利用波导耦合、滤波、聚焦等特性,谐振波导光栅可用于生物传感器、模式选择器以及激光器中核心的窄带宽滤波器件。本论文采用了自主合成的有机无机杂化PMMA（polymethyl methacrylate）材料、KH560（γ-（2,3-epoxypropoxy）propytrimethoxysilane）、KH570（γ-（2,3-epoxypropoxy）propytrimethoxysilane）、FBPA-PC EP（fluorinated epoxy-terminated polycarbonates）/FSU-8（fluorinated epoxy resin）等聚合物材料制备光栅光子器件,而且利用了蒸镀和光刻等工艺制备简单的金属包层型结构,用以提升光子器件的温度灵敏度、实现色散补偿的功能、抑制边模和实现周期性滤波的功能。论文主要创新工作如下:1.本论文自主合成了有机无机复合的SiO2-TiO2接枝改性PMMA材料,通过金属包层型定义结构,制备了长周期波导光栅的热光传感器件,滤波器的温度灵敏度为3.5 nm/℃,约为已报道的金属类型光栅器件的1.75倍,施加电压开关上升和下降时间分别为1.1 ms和1.2 ms,相比于已报道的上述器件的开关上升和下降时间分别为19 ms和11 ms提升了一个数量级。SiO2-TiO2接枝PMMA材料的玻璃化转变温度（Tg）和热分解温度（Td）分别为135°C和230°C,具有较高的热转化温度。金属包层定义型的波导结构,只需要旋涂芯层,对于电极光刻显影即可,不需要对于芯层显影,也不需要制备上包层,具有工艺制备简单的特点。结合了波导材料和金属包层型结构的特点,该器件具有较高的温度灵敏度和较快的开关响应。2.本论文自主合成了有机无机复合接枝改性PMMA材料,通过金属包层型定义结构,制备了啁啾光栅的热光传感器件,通过加载频率为500 Hz的方波驱动电压,测量开关上升和下降时间分别为467.0μs和225.6μs,器件能够弥补延时112 ps,群速度色散在1530-1550 nm波长范围内测量为2.1 ps/nm,器件具有较高的色散补偿功能,解决了光网络中色散与延时问题。该有机无机杂化的PMMA材料,具有有机物热光效应大,无机物热稳定高,开关响应快的特点。材料的Tg达到153°C,而纯PMMA只能达到100°C,即有机无机共聚化网络明显提升了材料的热稳定性。器件的反射峰波长在1530到1565 nm之间,反射峰功率比非反射峰功率高出15 dB。啁啾光栅实际热光灵敏度约0.2 nm/°C,实现最大反射率的所需功耗值为25 mW。器件具有较高的温度灵敏度和色散补偿功能。3.本论文自主合成低损耗氟化光敏聚合物FBPA-PC EP/FSU-8作为芯层波导材料,采用金属包层定义型结构,制备了具有高边模抑制比的取样光栅切趾器件。该器件3 dB带宽和波长间隔可以扩展到4.8 nm和9.7 nm,旁瓣抑制比可达22.6 dB,远大于传统的布拉格光栅（6.1 dB）,而已经发表的切趾光栅边模抑制比普遍小于20 dB。器件功耗与波长漂移的关系为24.9 mW/nm,谐振波长随温度灵敏度为0.175 nm/°C,相比于而已发表的布拉格光栅温度灵敏度37.7mW/nm和0.16 nm/°C有所提高。该材料在1550 nm处具有较低的吸收损耗,当FSU-8的含量从10 mol%变化到75 mol%时,其折射率可以从1.495变化到1.565,实现了折射率动态可调,材料的Tg和Td分别为158.4°C和302.9°C。该器件采用了脊错位的方式实现了切趾,避免了传统的改变脊的宽度的方法导致的FP谐振腔效应,实现了周期滤波、宽带滤波、高旁瓣抑制等多种功能的结合。
盛振扉[4]（2020）在《光纤内窥超光谱成像技术与图像处理》文中提出声光可调谐滤波器（AOTF）是一种新型的电调谐分光器件,其组件全固体,无活动机械部件,体积小,调谐速度快,且具有较高的光谱分辨率以及空间分辨率,这些特性使得AOTF在生物医学光谱成像领域有着广阔的发展前景;近年来,随着各类生物医学成像技术的快速发展,以AOTF为核心部件的超光谱成像系统开始崭露头角。然而现有的较为成熟的AOTF分光超光谱成像系统大部分都是结合大型显微镜等设备而设计,其体积比较庞大,不利于便携且不能实现内窥式检测,这恰恰牺牲了AOTF本身小巧的机械结构特。因此,研究开发一种新型可实现便携与内窥功能的AOTF超光谱成像系统就变得尤为必要,此外,由于帮助实现可内窥功能时光纤传像束会引入蜂窝背景噪声,为了去除噪声从而提高成片质量,完善系统整体性能,采用适宜的图像处理方法也是非常必要的。本论文步进式地先后探究并搭建了三种不同类型的基于非共线AOTF的超光谱成像系统;第一种系统为基于倒置显微镜的超光谱快速无损成像系统,使用该系统对非染色皮肤鳞状细胞癌组织切片进行光谱成像,通过透射差异系数以及图像边缘提取的综合分析得出在497.87 nm-551.29 nm波长范围内,可在整体视野较为明亮的情况下对皮肤鳞状细胞癌开展高效地观察研究,在522.52 nm波长下,更便于对皮肤鳞状细胞癌的组织精细结构进行辨别与深入研究;第二种系统为便携式光纤内窥超光谱成像系统,使用透射式分辨率板对其空间分辨率进行测试,测得其空间分辨率为200lp/mm,可分辨最小线宽为0.0025mm,随后以非染色胃癌切片为样本对其进行成像实验,并使用半径为40像素的频域低通滤波器对其进行蜂窝背景噪声去除处理,原图像中图像信息不连续的现象得到了极大的改善,通过对改善后图像进行平均透射强度、透射差异系数以及灰度梯度图的综合分析得出,对于胃癌组织的整体适宜观测波长窗口为563.13nm至569.45nm,具备最佳细节观察条件的单衍射光中心波长为569.45nm;第三种系统为无光纤便携式超光谱成像系统,该系统为实现更高的便携性能,舍弃了内窥功能,实现了更高的可便携性,通过使用更高规格的分辨率板对该系统进行测试,空间分辨率高达228lp/mm,可分辨最小线宽为0.0022mm,能够满足对便携性要求更高且不需要内窥功能的检测场景。以上三种基于非线性AOTF的超光谱成像系统能够满足不同生物医学检测场景的需求,使得生物医学检测手段更加多样化,检测信息更为丰富。
程沁蕊[5]（2018）在《基于PZT相位调制实时补偿的全光纤傅里叶变换光谱仪建模与设计》文中研究指明傅里叶变换光谱仪具有多通道、高光通量、高光谱分辨率等优点,尤其是在红外光谱测试测量方面有着举足轻重的地位。随着光谱仪市场的不断发展,对仪器的小型化、便携式的要求不断提高,全光纤傅里叶变换光谱仪的研制和发展显得尤为重要。压电陶瓷换能器（PZT）通常应用于全光纤傅里叶变换光谱仪（FFTS）以实现相位调制。用于光纤相位调制的PZT的性能直接影响光学仪器的准确性和可靠性。本文对PZT相位调制的光纤傅里叶变换光谱仪的核心技术做了探索和研究,对造成光谱误差的因素进行了理论分析,提出了补偿方案。根据提出的方法设计了相应的系统,搭建了一套实时补偿的全光纤傅里叶变换光谱仪系统。论文主要内容如下:1)根据傅里叶变换光谱学的基本理论,阐述了干涉模型、光谱分辨率以及仪器截趾函数等基本原理。结合光纤光学及相位调制理论,着重分析了PZT迟滞非线性的性能及其对相位的影响。其次,分别推导了等时间间隔和等光程差间隔的采样方法的采样误差,以及PZT行程相位转折点导致的光谱误差。最后,对光纤材料产生的色散对相位的影响进行推导分析。2)结合PZT性能和光纤色散特征,建立了全光纤傅里叶变换光谱仪（FFTS）理论模型。系统地推导了影响光谱误差和仪器分辨率的主要因素,设计了一套新的FFTS系统,提供了光谱误差的实时补偿方法:一是并绕光纤法:为了解决由于PZT迟滞非线性导致的共模噪声以及不同波段的参考光和测试光引起的光纤器件耦合困难,我们采用双Mach-Zenhder干涉仪,将两者的传感臂缠绕在同一个PZT圆柱体上,实现了双光路经历一致且同步的相位调制。二是单行程扫描采样法:利用FPGA时序控制DAC和ADC电路来实现测试干涉图在PZT的单行程上选择性采样,避免了PZT的相位不连续点产生的光谱伪影。三是通过同时采集由参考干涉仪产生的干涉图,获得窄线宽的激光器光谱,用于对宽光谱的色散效应产生的光谱偏移进行实时校准补偿。3)研制了全光纤傅里叶变换光谱仪系统样机,详细地描述了本光谱仪系统的硬件电路设计和软件上位机设计。硬件电路设计包括光谱信号的光电转换接收电路;信号放大及滤波电路;PZT高压驱动电路;以及基于FPGA+USB的数据采集系统的电路设计和时序控制。软件平台是构建了基于VC的上位机,实现了数据采集、存储和波形显示。4)通过原始干涉图和光谱与补偿后的干涉图和光谱的比较,实验验证了所提的补偿设计方法可以有效地补偿由PZT和光纤色散引起的光谱误差。最后,对本设计下的FFTS样机在应用于实际光谱测量中还可能存在的问题进行了讨论和方案改进。
王鹏冲[6]（2017）在《声光调制型可见光高光谱成像技术研究》文中进行了进一步梳理基于布拉格调制的声光可调谐滤波器（Acousto-optic tunable filter,AOTF）是一种超声波与光波可以在各向异性介质中发生声光相互作用的新型分光元件,因其既可以被看作是分光元件又可以被看作是偏振元件,而且其具有大孔径角、衍射效率高、调谐速度快等突出优点,以至于这种滤波器被广泛应用于高光谱成像技术中。目前,国外对基于声光可调谐滤波器的高光谱成像技术的相关研究较为成熟,而国内对该研究起步较晚,基本上都处于基础理论和探索性实验阶段,虽然已经有实际应用,但其诸如光谱分辨率、衍射效率等关键性能与国外相比较仍有一定差距,还可以进一步提升,所以仍需要大量深入的理论与实验研究。鉴于此,本文以布拉格调制的声光可调谐滤波技术为基础,开展了相关的理论分析和实验研究工作,旨在将声光可调谐滤波技术完美应用于高光谱成像领域中,进而对我国高光谱成像技术的发展起到积极的促进作用。在理论上,从TeO2单晶的光学性质和声学性质出发,首先推导了参量互作用基本方程,并以此为依据得到了声光调制下的耦合波方程的一般形式。接着根据耦合波方程和动量匹配条件推导出了两种偏振方向相互垂直的入射光的基本调谐模式,并给出了选取合适入射角和超声切变波的入射方向的依据。最后针对实验需求计算出了两个声光可调谐滤波器的其它性能指标。在此过程中,解决了介质外+1级衍射光与0级透射光的分离、由色差引起的衍射光漂移以及降低射频驱动功率等关键问题。分析了锥形光束对声光可调谐滤波器内部分离角、外部分离角、光谱带宽以及衍射效率等性能参数的影响,以此为依据给设计前置光学系统提出了严格的要求。在实验中利用宽带光源对设计的非共线声光可调谐滤波器的入射光波长与超声驱动频率、入射光极角与超声驱动频率等基本调谐关系以及衍射光光谱带宽、衍射效率、空间分辨率和介质外衍射光漂移量等性能进行了详细的测量,并根据测量结果对设计的声光可调谐滤波器参数进行优化,直到满足高光谱成像要求。基于设计的声光可调谐滤波器搭建了高光谱成像实验系统,首先利用宽带光源研究了波长调谐范围内色差对衍射光漂移量的影响,并给出了图像漂移量与入射光波长的函数关系式,为设计后置光学接收系统提供了可靠依据。接着在419.48865.07 nm的光谱范围、100200 m的探测距离内利用搭建的高光谱成像系统进行了远场成像实验。首次利用双晶对二次滤波技术的可行性进行了详细的实验论证,通过调谐附加在两个声光可调谐滤波器上的超声波驱动频率使衍射光的中心波长间隔逐渐减小,得到了更窄的光谱带宽和更高的信噪比。在该实验系统下,分别利用一次滤波法和二次滤波法对镨钕玻璃的吸收峰进行了测量,通过对比发现了二次滤波法的优越性。最后,将二次滤波法应用到远场目标成像中,在不同中心波长间隔下通过调谐超声驱动频率间隔进行了远场目标成像,取得了良好的成像结果。通过实验研究也进一步检验了该系统可以利用提出来的二次滤波法在保证在拥有较高光谱分辨率的同时得到清晰的成像,能够实现真正的“图谱合一”。提出一种在宽带光源下基于声光可调谐滤波器进行快速标定液晶相位可变延迟器（Liquid crystal variable retarder,LCVR）的入射光波长、相位延迟量与驱动电压之间关系的方法。这种方法可以有效标定宽带光源下调谐范围内任意波长的相位延迟量和驱动电压下的关系。然后基于两个AOTF和两个LCVR搭建了高光谱偏振成像系统,在室内对明确偏振方向的目标进行了识别,详细研究了在四组不同相位延迟量时的强度关系。通过调谐两个LCVR的驱动电压和两个AOTF的驱动超声频率检验该系统在整个波长调谐范围内的成像效果,并在不同的衍射光波长、不同的相位延迟条件下对远场目标进行偏振成像探测。最后研究了中心波长分别为457.37 nm、556.31 nm、658.54 nm和755.55nm时,四组不同相位延迟量下的成像情况,经过图像处理后,得到清晰的远场被测目标。通过研究发现,对于表面较光滑且表面有规则的楼房,铁栅栏等人造目标表现得轮廓分明;对于表面粗糙的树丛等自然目标则没有明显的轮廓规则。利用这些物理差别,成像偏振可以很好地将人造目标从自然景物中区分出来。最后,对入射光波长为755.55 nm,进行了中心波长间隔依次为0.4 nm、0.8 nm、1.2 nm和1.6 nm时的斯托克斯成像。这也是本文的研究目的:基于该系统,既可以探测到更为精细的光谱信息,又可以得到偏振信息。这种将高光谱分辨与偏振探测相结合的方法大幅提高了复杂背景环境下提取目标信息的能力。
薛鹏[7]（2017）在《基于AOTF分光和LCVR相位调制型光谱偏振成像技术研究》文中认为光谱偏振成像技术（Spectropolarimetric imaging,SPI）,是一种集空间目标二维影像、光谱、偏振于一体的新型光信息获取和应用技术,该技术可获取光谱成像所无法获取的目标光独有的偏振特性,多维信息的综合利用可以进一步来提高目标识别探测能力。所以目前该技术广泛应用于军事探测、医疗检测和大气污染监测等领域。论文基于声光可调滤波器（Acousto-optic tunable filter,AOTF）分光和液晶可变相位延迟器（Liquid crystal variable retarder,LCVR）相位调制相结合的新型光谱偏振成像技术原理,为了实现系统光谱和偏振的精确和快速测量,对影响系统测量精度的原因进行了理论分析和实验修正,并提出了斯托克斯（Stokes）参量的快捷测量方法。因此,本论文主要从以下几个方面来展开阐述研究。首先对AOTF和LCVR的工作原理及其基本性能进行了研究。详细的从压电换能器声场衍射角度分析了光谱展宽的原因;并根据AOTF分光机理,理论分析了不同入射光极角导致AOTF?1级衍射光中心波长变化的原因,为下一步AOTF的光谱校正和实现光谱精密测量提供了坚实的理论基础。其次,提出了一种双LCVR相位调制和AOTF分光的全新高光谱全偏振成像系统,在分析了光的偏振态和典型器件的米勒矩阵的基础上,针对系统特点建立了适用于该系统的光谱偏振测量模型,并首次提出了一种被测目标光的Stokes参量的快捷获取方法。再次,为了实现提出系统高精度的光谱测量,对光垂直和非垂直入射AOTF导致衍射光中心波长变化进行了精确定标研究,并通过最小二乘非线性拟合得到了光谱修正方程;为了实现高精度的偏振测量,提出了LCVR对不同波长光波初始相位延迟量的最小二乘精确定标研究,并得到了初始相位延迟量定标方程,并实验验证了该方程的精确性。最后,根据上述所提出的系统,搭建了实验样机。利用样机对上述所提出的被测目标光Stokes参量的快捷测量方法进行了实验性验证,而且还利用样机进行了外场的光谱实验和光谱偏振实验,实验验证了该系统进行光谱偏振成像方面的可行性和可靠性。
田咪[8]（2016）在《宽温度月表红外光谱特性仿真及其评估技术》文中指出作为地球唯一的卫星,月球一直是人们太空观测和探索最为关注的对象,对月探测也是深空探测的重中之重。近60年来,美、苏（俄）、中、日、印等国家均发射了月球探测器,从各个方面深入研究和认识月球。在对月球的研究中,月表矿物组成和成分分析是重要目标之一,这也是未来合理利用月球资源的前提和基础。红外光谱分析技术是获取月壤矿物组成和特定元素成分的有效手段,对月球的起源与演化研究以及月球资源的开发利用都具有重大价值。具体方法是通过探测器携带的光谱仪获取月表的反射光谱信息,然后进行反射率等物理参数的反演,进而对月表物质成分进行判别和定量化计算。对月探测器携带的光谱仪中,典型的是美国研制的月球矿物质谱绘图仪（M3）和中国研制的嫦娥三号红外光谱仪（VNIS）,前者覆盖400nm-3000nm的光谱范围,后者覆盖450nm-2400nm谱段范围,两者获取的光谱数据提供了月表特定物质分析的依据。为更有效地分析月表目标的成分,应用需要探测谱段的进一步向红外延伸,如嫦娥五号探测器拟配置的有效载荷月球矿物光谱分析仪的探测谱段已延长至3200nm。月球矿物光谱分析仪工作在月表宽温度范围内,其红外通道III（光谱范围2200nm-3200nm）所获取的光谱数据,不仅与仪器的温度效应相关,同时也包括月面目标因具有一定温度而产生热辐射的影响,需要解决与温度相关的关键技术问题,才能满足科学探测目标及应用需求,这也是本研究的主要内容,具体工作和创新点如下:1.宽温度月面混合光谱模型基于月面辐射情况,分析红外通道III工作在宽温度月表时光谱能量的传输模型,分析月面目标反射太阳辐射能量模型和自身发射辐射能量模型,结合实际月面工作时两个能量模型中各参数的取值范围,定量化月面仪器入瞳处接收到的反射太阳辐射和自身发射辐射能量,在此基础上建立仪器在宽温度月面情况下工作时,入瞳处接收到的来自被探测目标的混合光谱模型,这一工作不仅能为光谱探测系统的动态范围设计提供依据,同时也为后续月面目标光谱数据的物理参数反演提供前提和基础。基于2200nm-3200nm谱段的月面探测是国内的深空探测的首次实现,因此,对于该谱段月面目标的混合光谱模型的详细研究和分析具有一定的创新性。2.仪器的精细定标为了使月球矿物光谱分析仪红外通道iii能够在月面工作时,实现对被探测目标辐射光谱能量的定量化探测,需要在实验室对仪器进行定标工作。首先,分析了基于单色仪的光谱定标方法和基于黑体标准辐射源的辐射定标的可行性,然后,以月球矿物光谱分析仪红外通道iii设计原理和实现方法为基础,搭建了能够实现2200nm-3200nm谱段光谱探测的模型样机,性能参数与月球矿物光谱分析仪红外通道iii保持一致,用于仪器定标方案的验证。定标结果满足工程要求,并已用于月球矿物光谱分析仪正样件的定标工作中,这部分工作具有一定的工程应用价值。3.温度特性分析和校正月面宽温度环境下,仪器在轨工作时自身温度会与实验室条件下有一定差异,因仪器内部温度敏感器件的存在,导致同样的入射光谱能量,仪器在轨工作和实验室工作两种工况下产生不同的光谱响应,为了使红外通道iii实验室下的辐射定标结果能够适用于深空宽温度工况,本文分析了红外通道iii的系统温度特性,在对其红外探测器和射频功放温度特性分析及试验验证的基础上,建立了宽温度环境下月球矿物光谱分析仪红外通道iii的温度校正数学模型。其中月球矿物光谱分析仪红外通道iii使用的探测器为hgcdte探测器,嫦娥三号红外成像光谱仪未使用此类探测器,因此,本文建立的探测器温度特性分析和校正方法具有一定的创新性。4.反射率光谱特性反演月面目标的反射率光谱特性是月面探测的主要目标和关键环节,根据建立的月面混合光谱模型,提出了利用热辐射去除获取反射率光谱特性的反演算法,并进行了相关的地面验证试验,包括实验室条件下被探测目标不含有温度因素的光谱数据获取和被探测目标含有温度因素的光谱探测数据获取。前者的光谱模型中只含有反射辐射光谱能量,以漫反射金板作为参考板即可通过简单的计算得到反射率光谱特性,其目的既是为了通过对比月球矿物光谱分析仪红外通道iii和标准仪器得到的被探测目标反射率光谱结果来进行仪器的性能评估,也是为了给算法的验证提供对被探测目标反射率光谱特性上的先验知识。通过被探测目标含有温度因素的光谱探测数据获取试验部分,利用热辐射去除算法对样品反射率光谱特性进行反演分析,给出了结果和讨论分析,为红外通道iii的在轨光谱数据处理供借鉴和思路,该部分工作内容不仅具有重要的工程应用价值。也具有一定的创新性。本文的研究内容为月球矿物光谱分析仪红外通道III在宽温度月表的应用提供了相关的解决方案,并在最后给出了一些不足的地方和对未来研究的展望和建议。
高强[9]（2016）在《基于非共线AOTF的显微超光谱成像及优化设计研究》文中进行了进一步梳理光谱成像技术同时具有空间分辨能力和光谱分辨能力,是光谱技术和成像技术的有机结合,在生物医学、精细农业、军事侦察、地质勘探等多领域拥有广阔的应用前景。声光可调滤波器（AOTF）是一种新型分光元件,能够对光信号实现快速电调谐,有很多的优点：体积小；孔径角大；固体结构,牢固可靠；调谐方式灵活,调谐光谱范围宽；衍射效率高。基于AOTF的光谱成像技术研究早已成为国内外科研工作者的研究热点。但是我国在此方面的研究起步较晚,目前未进入实用化阶段,’依然有大量的实际问题需要去研究探索。本文开展基于非共线AOTF的显微超光谱成像技术研究,利用在AOTF中晶体出射面放置光楔的方法,使得晶体外衍射角改变量减少99.6%,基本消除了AOTF应用在光谱成像系统中的图像漂移现象：使用本课题自主研发的Te02非共线AOTF作为分光元件,建立显微超光谱成像实验装置,通过实验验证了装置的可用性、良好的分光性能、较高的分辨率和稳定性,并获得不同光波长下人体胃壁组织切片的显微超光谱图像；利用ZEMAX光学设计软件,对显微超光谱成像实验装置进行优化,设计出一款与显微镜、AOTF和CCD相机完美搭配的光学镜头,该镜头所有视场在空间频率1901p/mm处调制传递函数（MTF）均可达0.3以上,最大畸变量小于0.10%,均方根半径全部小于艾里斑半径,达到成像要求。本文旨在为AOTF在光谱成像领域的广泛应用起到积极的促进作用。
谭见瑶[10]（2013）在《基于声光调制（AOTF）光谱相机的研究及应用》文中进行了进一步梳理AOTF作为分光系统,在近红外光谱仪中,被誉为“90年代最突出的进展”。基于AOTF特点：外形轻小,双光路设计；精度高、有效的剔除背景的干扰,抗干扰能力很强；重现性好,实时快速检测；由电子信号控制进行扫描、分辨率高；在全光谱扫描范围内波长切换速度快,且稳定性好；信号能量大；无移动部件。针对基于声光调制光谱相机的研制,对其参数进行了模拟,模拟系统简单搭建样机,及应用试验研究获取目标的测试结果。本文首先从声光晶体的性质出发,从晶体的光学角度阐述了其非线性声光作用,利用其非线性声光作用的特点,明确了其声光互作用的理论基础。本文所使用的声光可调滤波器型号为AOTFnC-400.650-TN,并根据其参数进行理论计算、模拟、分析,依据超声波频率可协调关系式得出,其入射光的角度大约在16.872°时,符合其一一对应的关系,此时获得衍射光图像将更加清晰。对声光可调滤波器（AOTF）的成像分辨率进行仿真模拟,并分析模拟结果。通过软件模拟了成像的空间分辨率与入射角、波长之间的相互影响,及带宽与入射角的关系。通过理论研究的基础,设计其前端的光学系统,模拟仿真,并搭建实验装置,通过模拟样机对目标进行测试,光谱相机装置对几种样品进行分光实验,获取图像,提取其灰度直方图进行应用分析。
二、Suppression of Sidelobe for Acousto-Optic Tunable Filter in Near-Infrared Spectral Monitoring（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Suppression of Sidelobe for Acousto-Optic Tunable Filter in Near-Infrared Spectral Monitoring（论文提纲范文）
（1）基于ZYNQ的快速傅里叶变换光谱仪信号获取技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 红外光谱技术 |
| 1.1.2 红外光谱仪 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 傅里叶光谱仪国内外发展现状 |
| 1.2.2 光谱仪嵌入式采集系统发展现状 |
| 1.2.3 国内外同类产品与本方案对比分析 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 1.4 论文的结构安排 |
| 第2章 傅里叶变换光谱仪理论基础 |
| 2.1 傅里叶变换光谱仪原理 |
| 2.1.1 干涉分光原理 |
| 2.1.2 有限光程差与截趾函数 |
| 2.1.3 干涉图离散采样 |
| 2.1.4 快速傅里叶变换 |
| 2.1.5 黑体辐射定标 |
| 2.2 傅里叶光谱仪的分类和组成 |
| 2.2.1 迈克尔逊干涉仪 |
| 2.2.2 红外探测器 |
| 2.3 傅里叶变换光谱仪性能参数 |
| 2.3.1 光谱分辨率 |
| 2.3.2 信噪比 |
| 2.3.3 准确性和重复性 |
| 第3章 傅里叶变换光谱仪总体方案和信号获取电路设计 |
| 3.1 傅里叶变换光谱仪总体方案设计 |
| 3.2 硬件系统总体设计 |
| 3.3 干涉模拟信号调理电路 |
| 3.3.1 长波光导探测器前置放大电路 |
| 3.3.2 中短波光伏探测器前置放大电路 |
| 3.4 内部黑体控制电路 |
| 3.4.1 温控电路 |
| 3.4.2 电机驱动电路 |
| 3.5 信号模数转换电路 |
| 3.5.1 干涉信号采样电路 |
| 3.5.2 黑体温度采样电路 |
| 3.6 ZYNQ主控核心电路 |
| 3.6.1 ZYNQ芯片选型 |
| 3.6.2 电源供电和系统时钟 |
| 3.6.3 DDR内存 |
| 3.6.4 以太网接口 |
| 3.6.5 QSPI Flash |
| 第4章 基于ZYNQ的采集控制传输软件系统 |
| 4.1 ZYNQ SOC软件系统简介 |
| 4.2 软件系统总体设计 |
| 4.3 PL通信系统逻辑设计 |
| 4.3.1 AXI_Lite模块 |
| 4.3.2 AXI_Stream模块 |
| 4.4 PL数据采集处理系统逻辑设计 |
| 4.4.1 干涉信号采集模块 |
| 4.4.2 傅里叶变换计算模块 |
| 4.4.3 数据存储模块 |
| 4.4.4 时序控制模块 |
| 4.5 PL内黑体控制系统逻辑设计 |
| 4.5.1 温控模块 |
| 4.5.2 电机驱动模块 |
| 4.6 PS嵌入式软件开发 |
| 4.6.1 双核AMP模式 |
| 4.6.2 初始化配置 |
| 4.6.3 LwIP以太网协议栈 |
| 4.6.4 DMA驱动 |
| 第5章 系统功能测试和结果分析 |
| 5.1 信号采集处理功能测试 |
| 5.2 内黑体控制功能测试 |
| 5.3 以太网传输功能测试 |
| 5.4 采集光谱数据分析 |
| 第6章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）低损耗双条形氮化硅集成光子器件研究（论文提纲范文）
| 附录 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 氮化硅光波导的分类 |
| 1.2.1 盒形氮化硅波导 |
| 1.2.2 单条形氮化硅波导 |
| 1.2.3 双条形氮化硅波导 |
| 1.3 氮化硅集成光器件研究现状 |
| 1.3.1 弯曲波导 |
| 1.3.2 .模斑转换器 |
| 1.3.3 偏振分束器 |
| 1.3.4 环形谐振腔滤波器 |
| 1.3.5 马赫曾德尔干涉仪 |
| 1.4 氮化硅集成光器件的应用 |
| 1.4.1 光延时线 |
| 1.4.2 微波光子滤波器 |
| 1.4.3 集成光学相干断层扫描 |
| 1.5 本论文的主要工作内容 |
| 第二章 双条形氮化硅光波导及其特性 |
| 2.1 氮化硅波导 |
| 2.1.1 双条形氮化硅波导结构 |
| 2.1.2 双条形氮化硅波导模式特性 |
| 2.1.3 双条形氮化硅波导弯曲半径 |
| 2.1.4 双条形氮化硅波导与单模光纤的耦合损耗 |
| 2.1.5 双条形氮化硅光波导的偏振相关特性 |
| 2.2 双条形氮化硅波导的制备 |
| 2.2.1 氮化硅薄膜沉积 |
| 2.2.2 光刻 |
| 2.2.3 反应离子刻蚀 |
| 2.2.4 沉积SiO_2上包层 |
| 2.2.5 退火 |
| 2.2.6 切割和抛光 |
| 2.3 双条形氮化硅波导传输损耗的测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于多模干涉理论的氮化硅光子器件 |
| 3.1 自镜像效应 |
| 3.2 基于1×2 MMI的Y分支设计及测试 |
| 3.2.1 1×2 MMI耦合器的结构参数设计及优化 |
| 3.2.2 1×2 MMI型Y分支测试 |
| 3.3 2×2 MMI的设计及测试 |
| 3.3.1 2×2 MMI耦合器设计及优化 |
| 3.3.2 2×2 MMI耦合器测试 |
| 3.4 交叉波导的设计及测试 |
| 3.4.1 基于MMI的氮化硅交叉波导设计和优化 |
| 3.4.2 .交叉波导的测试结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于氮化硅光学滤波器的可调谐微波光子滤波器 |
| 4.1 基于氮化硅微盘谐振腔的微波光子滤波器 |
| 4.1.1 氮化硅微盘谐振腔光学滤波器 |
| 4.1.2 基于氮化硅微盘谐振腔的微波光子滤波器理论分析 |
| 4.1.3 基于氮化硅微盘谐振腔的微波光子滤波器测试 |
| 4.2 基于多模微环的微波光子滤波器 |
| 4.2.1 氮化硅多模微环谐振腔理论分析 |
| 4.2.2 基于氮化硅多模微环谐振腔的微波光子滤波器测试 |
| 4.3 基于双微环耦合马赫曾德尔干涉器的微波光子滤波器 |
| 4.3.1 双微环耦合马赫曾德干涉器的理论推导 |
| 4.3.2 双微环耦合马赫曾德尔干涉器的光学滤波器建模仿真 |
| 4.3.3 双微环耦合马赫曾德尔干涉器的光学滤波器测试 |
| 4.3.4 基于双微环耦合马赫曾德干涉器的微波光子滤波器 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 氮化硅可调谐光延时线 |
| 5.1 光学真延时的应用背景 |
| 5.1.1 基于微波光子波束形成的相控阵天线阵列 |
| 5.2 氮化硅光开关波导延时线单元设计 |
| 5.2.1 氮化硅光开关波导延时线设计 |
| 5.2.2 氮化硅热光开关性能测试 |
| 5.2.3 氮化硅6 bit延时线测试 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的研究论文 |
| 致谢 |
（3）金属包层定义型聚合物波导光栅光子器件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信的发展与应用 |
| 1.2 光栅光子器件的研究前景与意义 |
| 1.3 光栅器件的分类及应用 |
| 1.3.1 长周期光栅的研究进展 |
| 1.3.2 啁啾光栅的研究进展 |
| 1.3.3 切趾光栅的研究进展 |
| 1.4 论文主要工作及创新点 |
| 第二章 聚合物光栅的理论基础 |
| 2.1 模式计算理论 |
| 2.1.1 三层平板波导 |
| 2.1.2 矩形波导 |
| 2.1.3 有限差分算法求有效折射率 |
| 2.2 长周期光栅传输谱的分析 |
| 2.3 布拉格光栅传输谱的分析 |
| 2.4 啁啾、切趾和取样光栅传输矩阵法 |
| 2.4.1 啁啾光栅传输矩阵法 |
| 2.4.2 切趾光栅传输矩阵法 |
| 2.4.3 取样光栅传输矩阵法 |
| 2.5 热光效应 |
| 第三章 基于金属包层直接定义结构的聚合物长周期波导光栅可调谐波长滤波器的设计与制备 |
| 3.1 有机-无机接枝改性PMMA波导材料的制备和特性表征 |
| 3.2 金属包层型可调谐波长滤波器的设计与制备 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于金属包层直接定义结构的可实现色散补偿的聚合物啁啾型波导滤波器的设计与制备 |
| 4.1 有机-无机杂化PMMA波导材料的制备和特性表征 |
| 4.2 啁啾波导光栅的模拟与分析 |
| 4.3 啁啾光栅的制备与测试 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于低损耗含氟聚合物材料的金属包层定义型热光可调谐切趾取样波导光栅 |
| 5.1 基于含氟环氧聚碳酸酯和含氟环氧树脂波导材料的制备 |
| 5.2 横向脊错位型切趾取样光栅的设计 |
| 5.3 横向脊错位型切趾取样光栅的实验与测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（4）光纤内窥超光谱成像技术与图像处理（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 绪论 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 声光滤波超光谱成像技术的发展与研究现状 |
| 第三节 光纤传像束及其图像处理的发展与研究现状 |
| 第四节 本文主要研究内容和意义 |
| 第一章 声光可调谐滤波器的相关工作原理 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 声光相互作用理论 |
| 第三节 正常布拉格衍射与反常布拉格衍射 |
| 第四节 非共线声光可调谐滤波器的基本结构与工作原理 |
| 第五节 本章小结 |
| 第二章 基于倒置显微镜的超光谱快速无损成像系统 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 基于倒置显微镜的超光谱成像系统及光谱分析 |
| 第三节 皮肤鳞状细胞癌超光谱图像处理与分析 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 便携式光纤内窥超光谱成像系统及其图像处理 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 便携式光纤内窥超光谱成像系统的设计 |
| 第三节 便携式光纤内窥超光谱成像系统的成像实验 |
| 第四节 光纤传像束的蜂窝背景噪声去除处理与图像分析 |
| 第五节 本章小结 |
| 第四章 无光纤便携式超光谱成像系统 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 无光纤便携式超光谱成像系统的设计 |
| 第三节 无光纤便携式超光谱成像系统的测试 |
| 第四节 本章小结 |
| 第五章 结论总结 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于PZT相位调制实时补偿的全光纤傅里叶变换光谱仪建模与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 傅里叶变换光谱仪概况 |
| 1.2.1 光谱仪发展历史 |
| 1.2.2 傅里叶变换光谱仪分类 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.3.3 发展方向 |
| 1.4 主要研究内容和工作安排 |
| 第2章 光纤傅里叶变换光谱仪理论 |
| 2.1 傅里叶变换光谱仪基本原理 |
| 2.1.1 干涉数学模型 |
| 2.1.2 截趾函数 |
| 2.1.3 光谱分辨率 |
| 2.2 光纤相位调制 |
| 2.2.1 宽带光源 |
| 2.2.2 光纤相位调制数学模型 |
| 2.3 PZT性能分析 |
| 2.3.1 PZT光纤调制器 |
| 2.3.2 PZT迟滞非线性模型 |
| 2.3.3 非线性影响分析 |
| 2.4 采样方法及对比分析 |
| 2.4.1 等时间间隔采样 |
| 2.4.2 等光程差间隔采样 |
| 2.5 光纤色散及其影响分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 全光纤傅里叶变换光谱仪实时补偿设计 |
| 3.1 系统总体设计 |
| 3.1.1 系统架构 |
| 3.1.2 器件选型 |
| 3.2 并绕光纤法光路设计 |
| 3.3 单行程扫描采样设计 |
| 3.4 色散补偿设计 |
| 3.5 全光纤傅里叶变换光谱仪噪声分析 |
| 3.5.1 光强度误差 |
| 3.5.2 相位误差 |
| 3.5.3 干涉臂非平衡误差 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 全光纤傅里叶变换光谱仪硬件与软件实现 |
| 4.1 信号处理电路设计 |
| 4.1.1 光电转换放大电路 |
| 4.1.2 过零触发和锁相倍频电路 |
| 4.1.3 PZT高压驱动电路 |
| 4.2 数据采集系统设计 |
| 4.2.1 ADC电路设计 |
| 4.2.2 USB高速数据传输 |
| 4.2.3 FPGA控制电路与时序 |
| 4.3 软件上位机设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验与数据处理 |
| 5.1 实验设备搭建与测试 |
| 5.1.1 He-Ne激光器稳定性测试 |
| 5.1.2 SLED光源光谱测量 |
| 5.1.3 PZT驱动位移行程测量 |
| 5.2 光谱复原处理 |
| 5.2.1 去基线 |
| 5.2.2 干涉图插值 |
| 5.2.3 相位校正 |
| 5.2.4 光谱反演 |
| 5.3 实验 |
| 5.3.1 单双程扫描采样对比实验 |
| 5.3.2 色散补偿实验 |
| 5.3.3 光纤耦合器件影响实验 |
| 5.4 实验讨论 |
| 5.4.1 激光器相位噪声 |
| 5.4.2 双折射效应 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 待拓展的工作 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）声光调制型可见光高光谱成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.1.1 光谱成像技术的分类 |
| 1.1.2 基于声光可调谐滤波器的高光谱成像技术的优势 |
| 1.2 基于声光可调谐滤波器的光谱成像技术研究进展 |
| 1.2.1 声光技术的发展简述 |
| 1.2.2 声光可调谐滤波器在国外的发展现状 |
| 1.2.3 声光可调谐滤波器在国内的发展现状 |
| 1.3 现状分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 基于二氧化碲的声光可调谐滤波器的理论研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 二氧化碲单晶的基本性质 |
| 2.1.1 光学性质 |
| 2.1.2 声学性质 |
| 2.3 参量互作用基本方程 |
| 2.4 声光相互作用耦合波理论 |
| 2.4.1 耦合波方程的一般形式以及动量失配 |
| 2.4.2 正常声光作用的衍射效率 |
| 2.4.3 反常布拉格衍射效率 |
| 2.5 非共线声光可调谐滤波器的切线平行动量匹配关系 |
| 2.6 声光可调谐滤波器的几个重要性能参数 |
| 2.6.1 AOTF的几个重要性能参数 |
| 2.6.2 压电换能器的基本设计指标 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 非共线二氧化碲声光可调谐滤波器的设计及其性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 声光可调谐滤波器最佳入射角的选择 |
| 3.3 入射光锥角对声光可调谐滤波器性能的影响 |
| 3.3.1 准直光束垂直入射到晶体表面对内外分离角的影响 |
| 3.3.2 锥形光束对内外分离角的影响 |
| 3.3.3 锥形光束对光谱带宽的影响 |
| 3.3.4 锥形光束对衍射效率的影响 |
| 3.4 声光可调谐滤波器的基本性能实验研究 |
| 3.4.1 实验测量装置 |
| 3.4.2 波长与超声频率之间的调谐关系 |
| 3.4.3 布拉格入射角与超声频率之间的调谐关系 |
| 3.4.4 衍射光光谱带宽 |
| 3.4.5 衍射效率 |
| 3.4.6 空间分辨率 |
| 3.4.7 介质外衍射光偏转角 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于声光可调谐滤波器的高光谱成像实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 色差对成像质量影响的实验研究 |
| 4.3 单次滤波远场成像性能实验研究 |
| 4.3.1 实验装置 |
| 4.3.2 实验结果及分析 |
| 4.4 二次滤波技术的理论分析 |
| 4.5 二次滤波技术可行性的实验研究 |
| 4.5.1 实验装置 |
| 4.5.2 光谱带宽压缩效果的实验研究 |
| 4.5.3 旁瓣抑制效果的实验研究 |
| 4.5.4 二次滤波技术的基本实验验证 |
| 4.6 二次滤波远场成像实验研究 |
| 4.6.1 实验装置 |
| 4.6.2 实验结果及分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 基于声光可调谐滤波器的高光谱成像偏振探测实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 液晶相位可变延迟器的基本工作原理与参数标定 |
| 5.2.1 液晶相位可变延迟器概述 |
| 5.2.2 液晶相位可变延迟器的参数标定 |
| 5.3 成像偏振探测技术分析 |
| 5.3.1 光波的偏振态 |
| 5.3.2 偏振光的描述以及探测 |
| 5.4 高光谱偏振成像实验研究 |
| 5.4.1 实验装置 |
| 5.4.2 室内Stokes成像偏振探测研究 |
| 5.4.3 远场Stokes成像偏振探测研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）基于AOTF分光和LCVR相位调制型光谱偏振成像技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题选题背景及研究意义 |
| 1.2 声光可调滤波器的技术发展现状 |
| 1.2.1 声光可调滤波器的国内外研究现状 |
| 1.3 光谱偏振成像技术的发展现状 |
| 1.3.1 光谱偏振成像技术简介 |
| 1.3.2 光谱偏振成像技术国内外研究现状 |
| 1.4 课题来源、目的、主要研究内容 |
| 2 AOTF和LCVR工作原理及性能指标 |
| 2.1 AOTF的工作原理 |
| 2.1.1 切线平行动量匹配关系 |
| 2.2 AOTF的性能参数 |
| 2.2.1 衍射效率 |
| 2.2.2 光谱分辨率 |
| 2.2.3 视场角对衍射波长的影响 |
| 2.3 LCVR的工作原理 |
| 2.4 LCVR相位延迟特性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 双LCVR相位调制和AOTF分光的光谱偏振成像模型建立 |
| 3.1 光的偏振态理论 |
| 3.1.1 斯托克斯矢量法 |
| 3.1.2 典型偏振器件的米勒(Mueller)矩阵 |
| 3.2 基于双LCVR相位调制和AOTF分光的高光谱全偏振成像原理 |
| 3.2.1 系统结构 |
| 3.2.2 系统高光谱全偏振测量理论推导 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 系统高光谱全偏振精密测量研究及测量误差分析 |
| 4.1 系统光谱精密测量技术研究 |
| 4.1.1 光垂直入射的AOTF光谱校正 |
| 4.1.2 光非垂直入射的AOTF光谱校正 |
| 4.2 系统偏振精密测量技术研究 |
| 4.2.1 光强法测LCVR的相位延迟 |
| 4.2.2 初始相位延迟量的最小二乘精确定标研究 |
| 4.3 系统全Stokes参量测量精度分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 系统外场实验及成像质量研究 |
| 5.1 样机搭建 |
| 5.2 样机高光谱全偏振成像原理验证 |
| 5.2.1 样机Stokes参量测量方法验证 |
| 5.2.2 样机可靠性和可行性验证 |
| 5.3 样机光谱成像外场实验 |
| 5.4 样机光谱偏振成像外场实验 |
| 5.4.1 瑞丽散射的大气偏振模型建立 |
| 5.4.2 大气偏振瑞丽散射的外场实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及取得的研究成果 |
| 致谢 |
（8）宽温度月表红外光谱特性仿真及其评估技术（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 月球探测的发展历程 |
| 1.1.2 红外光谱在月球探测中的应用 |
| 1.1.3 月表探测目标和温度环境介绍 |
| 1.2 论文的提出和意义 |
| 1.3 主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 月球矿物光谱分析仪红外通道III |
| 2.1 AOTF工作原理及其主要性能参数 |
| 2.1.1 分光原理 |
| 2.1.2 主要性能参数 |
| 2.2 月球矿物光谱分析仪光谱仪系统设计与分析 |
| 2.2.1 系统总体介绍 |
| 2.2.2 设计原理与分析 |
| 2.2.3 模型样机介绍 |
| 2.2.4 信噪比分析 |
| 第3章 月面能量传输模型 |
| 3.1 月面能量传输分析 |
| 3.1.1 反射太阳辐射分量模型 |
| 3.1.2 月壤发射辐射分量 |
| 3.2 混合光谱模型的建立 |
| 第4章 月球矿物光谱分析仪红外通道III定标 |
| 4.1 光谱定标 |
| 4.1.1 光谱定标原理 |
| 4.1.2 光谱定标结果 |
| 4.1.3 光谱定标结果分析 |
| 4.2 辐射定标 |
| 4.2.1 辐射定标原理 |
| 4.2.2 辐射定标实验 |
| 4.2.3 水汽吸收修正 |
| 4.2.4 辐射定标结果 |
| 4.3 深空环境下温度特性校正 |
| 4.3.1 温度校正的目的 |
| 4.3.2 射频功放温度特性分析 |
| 4.3.3 探测器温度特性分析 |
| 4.3.4 温度校正模型及其实验验证 |
| 第5章 地面验证试验 |
| 5.1 试验方案 |
| 5.2 实验室条件下光谱数据 |
| 5.2.1 光谱数据获取 |
| 5.2.2 反射率光谱特性 |
| 5.2.3 反射率光谱特性结果分析 |
| 5.3 模拟月表环境下光谱数据 |
| 5.3.1 热辐射去除算法 |
| 5.3.2 光谱数据获取 |
| 5.3.3 反射率光谱特性 |
| 5.3.4 反射率光谱特性结果分析 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 后续研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在读期间发表的学术论文与科研成果 |
（9）基于非共线AOTF的显微超光谱成像及优化设计研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 中文文摘 |
| 绪论 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 AOTF的发展历史和国内外研究现状 |
| 第三节 AOTF在光谱成像领域的国内外研究现状 |
| 第四节 本论文主要的研究内容 |
| 第一章 声光可调滤波器的工作原理 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 声光相互作用的基础理论 |
| 第三节 基于TeO_2的非共线AOTF的工作原理 |
| 第四节 非共线AOTF的主要性能指标 |
| 第五节 本章小结 |
| 第二章 基于TeO_2非共线AOTF的光谱成像系统图像漂移研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 图像漂移出现的原因 |
| 第三节 用光锲法降低图像漂移 |
| 第四节 本章小结 |
| 第三章 基于AOTF的显微超光谱成像实验研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 基于AOTF的显微超光谱成像实验装置的建立 |
| 第三节 基于AOTF的显微超光谱成像实验装置的性能测试实验 |
| 第四节 人体胃壁组织切片的显微超光谱成像实验 |
| 第五节 本章小结 |
| 第四章 显微超光谱成像实验装置的优化设计研究 |
| 第一节 引言 |
| 第二节 成像镜头的设计过程 |
| 第三节 成像镜头的像质评价 |
| 第四节 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）基于声光调制（AOTF）光谱相机的研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高(超高)光谱成像技术的发展 |
| 1.3 国内外高(超高)光谱技术研究现状 |
| 1.4 本文的主要研究内容及意义 |
| 第二章 声光可调滤波器原理及理论基础 |
| 2.1 声光晶体的结构及其特性 |
| 2.2 声光互作用原理的基本形成 |
| 2.3 非共线声光可调滤波器的工作原理及理论基础 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 声光可调滤波器性能的模拟研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 超声波频率协调关系的理论及模拟 |
| 3.3 AOTF的成像分辨率研究 |
| 3.4 AOTF的空间分辨率研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 ZeMax仿真模拟光谱相机中的变焦镜头组 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 前置望远变焦系统设计 |
| 4.3 前置望远系统的优化设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 基于AOTF实验装置的应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验模拟装置的测量应用 |
| 5.3 实验模拟装置的复合样品的测量应用 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 硕士期间发表的论文及专利 |
四、Suppression of Sidelobe for Acousto-Optic Tunable Filter in Near-Infrared Spectral Monitoring（论文参考文献）
- [1]基于ZYNQ的快速傅里叶变换光谱仪信号获取技术[D]. 吴健. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [2]低损耗双条形氮化硅集成光子器件研究[D]. 杨惠敏. 东南大学, 2020(02)
- [3]金属包层定义型聚合物波导光栅光子器件的研究[D]. 王继厚. 吉林大学, 2020(08)
- [4]光纤内窥超光谱成像技术与图像处理[D]. 盛振扉. 福建师范大学, 2020(12)
- [5]基于PZT相位调制实时补偿的全光纤傅里叶变换光谱仪建模与设计[D]. 程沁蕊. 天津大学, 2018(06)
- [6]声光调制型可见光高光谱成像技术研究[D]. 王鹏冲. 哈尔滨工业大学, 2017(01)
- [7]基于AOTF分光和LCVR相位调制型光谱偏振成像技术研究[D]. 薛鹏. 中北大学, 2017(08)
- [8]宽温度月表红外光谱特性仿真及其评估技术[D]. 田咪. 中国科学院研究生院(上海技术物理研究所), 2016(11)
- [9]基于非共线AOTF的显微超光谱成像及优化设计研究[D]. 高强. 福建师范大学, 2016(05)
- [10]基于声光调制（AOTF）光谱相机的研究及应用[D]. 谭见瑶. 长春理工大学, 2013(08)