單光子壓縮光譜成像將單像素成像技術(shù)與光譜測(cè)量技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了對(duì)光譜圖像信息的壓縮采集。作為一種新型的光譜成像方案,單光子壓縮光譜成像能夠同時(shí)獲取成像物體的空間信息和光譜信息。相比較傳統(tǒng)的光譜成像技術(shù),單光子壓縮光譜成像能夠減少信號(hào)的采樣時(shí)間與數(shù)據(jù)的采集量,具有更高的成像信噪比。而現(xiàn)階段的光譜成像系統(tǒng)無法同時(shí)給出物體在空間上多點(diǎn)的光譜信息,一般需要通過利用濾光片組分波段重復(fù)測(cè)量獲取光譜數(shù)據(jù),導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集量過大,嚴(yán)重影響了光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在此背景下,本文圍繞單光子壓縮光譜成像展開研究,主要的研究?jī)?nèi)容及成果如下:(1)利用平行單光子源、反射式刻線衍射光柵和高精度計(jì)數(shù)型光電倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)等系統(tǒng)關(guān)鍵元件設(shè)計(jì)出了以數(shù)字微鏡器件(Digital Micromirror Device,DMD)作為空間光調(diào)制器的單光子壓縮光譜成像系統(tǒng)方案。根據(jù)系統(tǒng)功能需求,獨(dú)立設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的同步控制與光子計(jì)數(shù)電路以及上位機(jī)控制軟件系統(tǒng)。(2)對(duì)單光子壓縮光譜成像系統(tǒng)進(jìn)行理論分析與技術(shù)...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１編碼孔徑快照光譜成像儀的結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)［２１］）??根據(jù)２００６年由Ｓｔａｎｆｏｒｄ大學(xué)Ｄａｖｉｄ?Ｄｏｎｏｈｏ等人提出的壓縮感知理論［２３］，??

?第１章緒論???Ｏｂｊｃｔｉｖｃ?Ｂ＾ｄ?ｐａｗ?Ａｐｃｉｔｕｒｅ?Ｒｃｉａｙ?Ｄ＾ｐｃｒ＾ｉｖｃ?Ｆ〇ｃａｉ?ｐｉａｎｃ??１：?ａ?ｆ?｛?ｒ＾ｒｎｔ?，＇嚴(yán)?ｔｏ—，??ｍ?ｒ；ｌ?ｉ?Ｉ??Ｆｉ＾ｘ．ｖＡ）?Ｙ（ｘ，ｙ）??圖１．１編碼孔徑快照光譜成像儀的結(jié)構(gòu)（摘自文獻(xiàn)....

圖２．１單光子壓縮光譜成像系統(tǒng)裝置與成像光路圖??成像方案中設(shè)計(jì)出的ＦＰＧＡ同步控制與光子計(jì)數(shù)電路，能控制工作于外同??步模式的ＤＭＤ１與ＤＭＤ２順序加載隨機(jī)二值測(cè)量矩陣，并同步對(duì)ＤＭＤ２采樣??

?第２章單光子壓縮光譜成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)???光源Ｉ待成像物體成像透鏡Ｌ１?ｍ號(hào)＂??０?丨Ｉ??ｕｊ）?ｍｕ？？?ｍ?，ｙ???＾小，隨機(jī)測(cè)量矩陣武??＼?ａ＾Ｌ２??光柵ｔｋｒ＾細(xì)??）？像透鏡Ｌ４同步控制脈沖信號(hào)ａ??ＵｌｄＵｌｉｉＬＵｌｄＬ??ｒ＼??隨機(jī)測(cè)量矩陣＜??＾ＪＴ....

圖２．２平行光管的單光子源總體設(shè)計(jì)圖??

?第２章單光子壓縮光譜成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)???可調(diào)節(jié)光闌?一Ｖ??ｍｔ?……ｊ??——?ＴＩＴ￣＂＂?＾３??ＬＥＤ?—??１??＼????：；ｒ＼?Ｉ?＿?一?光子出射口??￣￣?〒??＼？■袞？片??圖２．２平行光管的單光子源總體設(shè)計(jì)圖??２．２．２數(shù)字微鏡器件??數(shù)字微鏡器件（....

圖２．３?ＤＭＤ驅(qū)動(dòng)幵發(fā)板?圖２．４?ＤＭＤ內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)??

?第２章單光子壓縮光譜成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)???圖２．３?ＤＭＤ驅(qū)動(dòng)幵發(fā)板?圖２．４?ＤＭＤ內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)??ＤＭＤ對(duì)外界輸入光進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制，其實(shí)現(xiàn)過程及工作原理如圖２．５所示。??當(dāng)外部光源發(fā)射出的光束射向物體并成像于ＤＭＤ的反射鏡片上ｓ控制信號(hào)將激??活微鏡下面的微型電極，通過微型....

本文編號(hào)：3986516