【摘要】：物質(zhì)的目標特性等精細化識別中,要求光譜儀具有高分辨率和寬光譜工作范圍。寬光譜高分辨率光路對探測系統(tǒng)的靈敏度、分辨率、動態(tài)范圍、信噪比等提出了更高的要求,一般的探測系統(tǒng)無法滿足。本文針對寬光譜范圍高分辨率的中階梯光柵-棱鏡交叉色散光路對二維光譜的探測需求,分析了探測器與光路系統(tǒng)的匹配關(guān)系,設(shè)計了具有高靈敏度、低噪聲等特點的二維光譜探測系統(tǒng)。本論文主要完成了以下工作:(1)根據(jù)光譜的探測需求,完成了光譜信號探測系統(tǒng)的總體方案設(shè)計:包括總體探測器的選型原則、單元功能設(shè)計、主要技術(shù)參數(shù)、光學系統(tǒng)的匹配要求等。(2)完成了探測系統(tǒng)硬件設(shè)計與調(diào)試:硬件電路系統(tǒng)主要包括主控單元、探測器驅(qū)動單元、信號處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元以及數(shù)據(jù)傳輸單元等主要模塊。在信號處理單元,為了消除噪聲,本文提出了時序相關(guān)雙采樣方法,該方法具有精度高、動態(tài)范圍大等的優(yōu)點。(3)完成了探測系統(tǒng)軟件設(shè)計與調(diào)試:探測系統(tǒng)的軟件包括上位機軟件和下位機軟件,兩者相互配合,實現(xiàn)了人機交互控制。上位機軟件是在Visual Studio平臺上開發(fā)的,主要功能有:發(fā)送控制命令、接收處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、成像以及圖像處理等。下位機軟件是在USB固件編程框架的基礎(chǔ)上完成的,其主要作用是接收上位機的控制命令并執(zhí)行,達到控制硬件電路系統(tǒng)的目的。(4)根據(jù)二維譜圖產(chǎn)生原理,完成了一種譜圖標定算法:CCD探測到的譜圖與理想譜圖在位置和強度上有所偏差,本文提出了譜圖標定算法,并完成了標定軟件的編寫。(5)進行實驗,并分析結(jié)果:在白光和Hg光條件下分別進行實驗,對測得的譜圖進行分析與標定。實驗結(jié)果表明,探測系統(tǒng)能夠正確采集光譜圖像。對實驗數(shù)據(jù)進行分析,標定算法的精確度達到10~(-5)數(shù)量級。
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TH744.1

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 秦其明;游林;趙越;趙少華;姚云軍;;基于二維光譜特征空間的土壤線自動提取算法[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2012年03期

相關(guān)會議論文 前1條

1 譚中偉;陳志偉;沈笑笑;任文華;劉艷;延鳳平;簡水生;;基于虛像相位陣列的二維光譜映射[A];第十屆全國光電技術(shù)學術(shù)交流會論文集[C];2012年

相關(guān)博士學位論文 前1條

1 張壘;LAMOST二維光譜數(shù)據(jù)處理方法研究與軟件開發(fā)[D];中國科學技術(shù)大學;2007年

相關(guān)碩士學位論文 前3條

1 李紅梅;基于非理想虛像相位陣列的二維光譜檢測的研究[D];北京交通大學;2017年

2 吳瑞;寬光譜高分辨率二維光譜信號探測系統(tǒng)設(shè)計[D];天津大學;2016年

3 劉學義;中藥二維光譜模擬研究[D];寧波大學;2013年

，

本文編號：2518436