發(fā)布時(shí)間：2021-10-09 21:17

　　作為物質(zhì)成分及結(jié)構(gòu)測(cè)量分析的基本設(shè)備,光譜儀廣泛應(yīng)用于食品品質(zhì)檢測(cè)、科學(xué)教育及航空航天遙感等眾多領(lǐng)域。高速發(fā)展的微納光學(xué)技術(shù)和微機(jī)電技術(shù)可以大幅度減小傳統(tǒng)光譜儀的體積,并實(shí)現(xiàn)光譜儀的微型化。微型光譜儀具有集成度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn),具有廣闊的市場(chǎng)價(jià)值和發(fā)展前景。本文以可見(jiàn)光-近紅外微型光譜儀關(guān)鍵技術(shù)為研究課題,分析了可見(jiàn)光-近紅外微型光譜儀市場(chǎng)前景和國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)并搭建出了滿足設(shè)計(jì)要求的光譜儀系統(tǒng)。本論文主要研究?jī)?nèi)容分為以下幾個(gè)部分:1.對(duì)比多種微型光譜儀結(jié)構(gòu),分析各種微型光譜儀優(yōu)缺點(diǎn),根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇Czerny-Turner型光柵光譜儀結(jié)構(gòu);根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),對(duì)光譜儀系統(tǒng)各個(gè)器件參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化仿真設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行器件型號(hào)選取。2.研制了微型光譜儀硬件電路模塊。硬件電路的主控芯片選擇的是Cyclone FPGA,主要用于實(shí)現(xiàn)電路模塊的時(shí)序驅(qū)動(dòng),包括接口、線陣探測(cè)器、數(shù)據(jù)緩存以及A/D轉(zhuǎn)換等模塊。為了減小整個(gè)光譜儀系統(tǒng)的體積,設(shè)計(jì)的硬件電路模塊應(yīng)該盡量集成化。3.實(shí)現(xiàn)了光譜數(shù)據(jù)的濾波處理和圖形顯示;對(duì)光譜儀系統(tǒng)進(jìn)行了波長(zhǎng)定標(biāo),對(duì)比多項(xiàng)式擬合和基于系統(tǒng)參數(shù)定標(biāo)方法的優(yōu)缺點(diǎn),實(shí)... 

【文章來(lái)源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－３邁克耳遜千涉儀工作原理??

?電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文???入口麵＼顧鏡??麵麵??陣列探測(cè)器??菌．２－４?Ｃｚｅｍｙ－Ｔｕｍｅｒ型光?１魯儀原理??根據(jù)本論文ｔ分辨率、微型化的設(shè)計(jì)胃標(biāo)，對(duì)比以上幾種光路結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)??方法和各＿的實(shí)現(xiàn)難度和效．果，以〃高分辨率、體積小巧”為判斷標(biāo)準(zhǔn)，選擇光柵??分光型微型光譜儀系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體為展開(kāi)型Ｃｚｅｒｎｙ－Ｔｕｍｅｒ結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)原理留同??上圖２－４。??２．２系統(tǒng)光譜分辨率公式推導(dǎo)??對(duì)千．光譜儀系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，主要功能參數(shù)為接收的光譜范圍，能夠?qū)崿F(xiàn)的光譜分??辨率，及琢纛小的體積。以下為基于光柵分辨能力的公式，推導(dǎo)出關(guān)于入口狹縫??寬度，衍射角及準(zhǔn)直焦距等影響囡素對(duì)光譜儀系統(tǒng)分辨率影響的表達(dá)式。??光柵的色散原通圖如下圖２－５所示。??＼雕柵法線麵光ｙ／??遞??（?ｄ?＾?Ｄｇ＝Ｎｄ??Ｖ，?Ｊ??Ｙ??圖２－５衍射光柵色散原理圖??１０??

?電子科技大學(xué)碩土學(xué)位論文???解得?＿??Ａｊ３?＝????（２－８）??Ｎｘｄｘｃｏｓ?Ｐ??對(duì)（２－２）式兩邊同時(shí)微分，可得光柵角色散表達(dá)式：??ｄ－ｌ＝?ｍ?（２－９）??ｄＸ?ｄ?ｘ?ｃｏｓ?Ｐ??當(dāng)聚焦焦距為Ｚｂ時(shí)，對(duì)應(yīng)光柵線色散表達(dá)式為：??色＝ｍｘＬＢ?（２－１０）??ｄＡ?ｄ?ｘ?ｃｏｓ?（３??近似條件下，Ａｙ？無(wú)窮小時(shí)，Ａｙ？?ｉｆ逆相等，ｇ卩：Ａ＾＝＃，此時(shí)光柵光譜分辨率??表達(dá)式為??Ａｙｌ＝Ａ／？ｘｃ／ｘｃｏｓ／？?（２．？）??ｍ??將（２－８）式代入（２－１１）式可將光柵蘭辨率表達(dá)式化為??ＡＡ?＝?—?（２－１２）??ｍＮ??其中光柵受光刻槽數(shù)＃的表達(dá)式如下??Ｎ?＝?ｎｘＤｇ?（２－１３）??考慮入口狹縫寬度對(duì)分辨率影響時(shí)，由于狹縫的影響，最終會(huì)導(dǎo)致ＣＭＯＳ接??收的光線譜線增寬，對(duì)應(yīng)的分辨率也會(huì)下降。??Ｔ．－］??光柵?ｆ??－ＨｌＴｈ－?－Ｈ?Ｗ＇?ｋ??圖２－６＿光譜儀系統(tǒng)垂軸和水．平放太示意圖??如圖２－６所示，當(dāng)入Ｐ狹縫寬度為高度為／？時(shí)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)的水平和垂１??放大，其在ＣＭＯＳ上成像寬度Ｖ和高度／／的表達(dá)式分別為：??Ｗ＇－＾＾ｘＷ?（２－１４）??Ｌａ?ｘ?ｃｏｓ＾??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]微型光譜儀關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 劉康.浙江大學(xué) 2013

碩士論文
[1]微型近紅外光譜儀用于氨基葡萄糖關(guān)鍵生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量分析研究[D]. 李燦.山東大學(xué) 2017
[2]近紅外微型光譜儀關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 謝淼.電子科技大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3427018