目前,我國存在監(jiān)管檢測技術(shù)不完善與設(shè)備落后的問題。拉曼光譜技術(shù)能根據(jù)光譜曲線來分析和鑒別各類物質(zhì),具有精度高、無損傷、非侵入和快速的特點,應(yīng)用廣泛。與傳統(tǒng)的大型拉曼光譜儀相比,便攜式拉曼光譜儀能很好的滿足手持和實時性檢測的需求,因而成為了當(dāng)前拉曼光譜儀領(lǐng)域的研究熱點。本文首先分析了拉曼光譜理論、便攜式拉曼光譜儀系統(tǒng)、CCD探測器和Zynq平臺等相關(guān)原理及技術(shù),設(shè)計了基于Zynq處理器和全息光柵的交叉非對稱便攜式拉曼光譜儀,本文的主要工作與成果歸納如下:（1）基于全息光柵的分光光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計:設(shè)計了基于全息光柵的交叉非對稱式C-T分光光學(xué)系統(tǒng),利用ZEMAX仿真軟件驗證光學(xué)系統(tǒng)的可行性,最后根據(jù)仿真結(jié)果通過Solidworks軟件制作光譜儀的機(jī)械結(jié)構(gòu)模型。（2）光譜采集系統(tǒng)硬件電路及驅(qū)動軟件設(shè)計:通過對硬件系統(tǒng)的需求分析,自主設(shè)計了基于濱松S11155-2048-02長積分時間型線陣CCD相機(jī),包含Zynq核心處理模塊和CCD控制模塊的電路及相關(guān)驅(qū)動軟件。（3）拉曼光譜儀系統(tǒng)的搭建、調(diào)試與分析:首先完成線陣CCD硬件電路的調(diào)試,對CCD輸出的視頻信號進(jìn)行調(diào)試與分析。其次搭建光譜儀分光光學(xué)系... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

定標(biāo)前低壓汞燈光譜

基于Zynq處理器與線陣CCD的便攜式拉曼光譜儀系統(tǒng)設(shè)計55nm處橫坐標(biāo)放大之后的特征譜線，可以看出譜線寬度一半時占據(jù)了5.5個像元左右，根據(jù)光譜儀分辨率計算公式：t=mP（5-2）式中λ表示光譜儀的工作光譜范圍，m為衍射次數(shù)，取值1，Pt表示CCD像素點總個數(shù)。帶入本文的數(shù)據(jù)后可估算出光譜儀分辨率為0.429nm，可以定標(biāo)后再確定準(zhǔn)確的分辨率。圖5-10定標(biāo)前912.29nm特征譜線半高寬Figure5-10.Half-widthof912.29nmcharacteristiclinebeforecalibration根據(jù)前面光譜儀定標(biāo)方法，選取5個特征譜線波長參與標(biāo)定，通過數(shù)組[810.36，118]、[842.46，488]、[866.79，780]、[912.29，1360]和[922.45，1497]求得多項式系數(shù)后，即可得到擬合曲線，定標(biāo)后低壓汞燈的光譜曲線如圖5-11所示。圖5-11定標(biāo)后低壓汞燈光譜Figure5-11.Lowpressuremercurylampspectrumaftercalibration

基于Zynq處理器與線陣CCD的便攜式拉曼光譜儀系統(tǒng)設(shè)計55nm處橫坐標(biāo)放大之后的特征譜線，可以看出譜線寬度一半時占據(jù)了5.5個像元左右，根據(jù)光譜儀分辨率計算公式：t=mP（5-2）式中λ表示光譜儀的工作光譜范圍，m為衍射次數(shù)，取值1，Pt表示CCD像素點總個數(shù)。帶入本文的數(shù)據(jù)后可估算出光譜儀分辨率為0.429nm，可以定標(biāo)后再確定準(zhǔn)確的分辨率。圖5-10定標(biāo)前912.29nm特征譜線半高寬Figure5-10.Half-widthof912.29nmcharacteristiclinebeforecalibration根據(jù)前面光譜儀定標(biāo)方法，選取5個特征譜線波長參與標(biāo)定，通過數(shù)組[810.36，118]、[842.46，488]、[866.79，780]、[912.29，1360]和[922.45，1497]求得多項式系數(shù)后，即可得到擬合曲線，定標(biāo)后低壓汞燈的光譜曲線如圖5-11所示。圖5-11定標(biāo)后低壓汞燈光譜Figure5-11.Lowpressuremercurylampspectrumaftercalibration

【參考文獻(xiàn)】：
碩士論文
[1]手持式拉曼光譜檢測裝置光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 張一超.浙江工業(yè)大學(xué) 2019
[2]提高共焦拉曼光譜檢測系統(tǒng)分辨力研究[D]. 林坤.廈門大學(xué) 2018
[3]便攜式拉曼光譜儀及其自動對焦系統(tǒng)設(shè)計[D]. 陳勁夫.廈門大學(xué) 2018
[4]基于面陣CCD的便攜式拉曼光譜儀控制系統(tǒng)研究[D]. 魏科宇.浙江大學(xué) 2015
[5]便攜式拉曼光譜儀若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D]. 楊浩.蘇州大學(xué) 2014
[6]便攜式拉曼光譜儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 崔永勝.浙江大學(xué) 2014
[7]便攜式拉曼光譜儀高精度CCD電路系統(tǒng)研究[D]. 尹煜.浙江大學(xué) 2014
[8]激光顯微拉曼光譜儀的研究[D]. 馬娜.西安電子科技大學(xué) 2007



本文編號：3399945