全息凹面光柵光譜儀的成像系統(tǒng)存在較大慧差,傳統(tǒng)光譜信號復(fù)原技術(shù)中被經(jīng)常用來近似沖擊響應(yīng)的高斯型點擴(kuò)散函數(shù)不再適用。提出了一種改進(jìn)的點擴(kuò)散函數(shù)模型可以有效的近似全息凹面光柵光譜儀的沖擊響應(yīng),利用低壓汞燈作為輸入光源,測量全息凹面光柵光譜儀的點擴(kuò)散函數(shù),擬合出沖擊響應(yīng)的近似解,通過基于泊松隨機(jī)場的反卷積算法對光譜信號復(fù)原。實驗結(jié)果表明了改進(jìn)模型相對于高斯模型的優(yōu)越性。 

【文章來源】：分析儀器. 2020,(02)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

改進(jìn)模型擬合的光譜儀點擴(kuò)散函數(shù)

實驗使用GP3HG-1低壓汞燈和一臺自行研制的全息凹面光柵光譜儀工程樣機(jī)進(jìn)行，該汞燈可以產(chǎn)生自然展寬遠(yuǎn)小于儀器極限分辨率的窄帶光譜[12]，以此作為儀器的激勵信號，測量全息凹面光柵光譜儀的響應(yīng)，本研究提取了汞燈譜線中分布較為獨立并且信噪比較高的幾個波長，分別進(jìn)行歸一化，如圖1所示。從圖中可以看出系統(tǒng)的實測信號中覆蓋有一層底噪其為系統(tǒng)的暗電流噪聲，暗電流噪聲是傳感器所固有的一種電噪聲其期望值為一常量，因此需要在擬合模型中加入一個常數(shù)項作為其期望值，并在擬合過后去除這個常數(shù)項。首先對測得的幾個波長譜線歸一化結(jié)果求取均值，再利用改進(jìn)模型對其進(jìn)行最小二乘擬合，再減去擬合式（11）中用來描述暗電流噪聲的常數(shù)項c，并令幅度值d等于1后就可以得到估計的儀器點擴(kuò)散函數(shù)如圖2所示。圖3則為高斯模型直接擬合的結(jié)果，觀察圖2和圖3相比較圖1，從直觀上已經(jīng)能看出改進(jìn)模型能更好的反映儀器的響應(yīng)特征。

圖2 改進(jìn)模型擬合的光譜儀點擴(kuò)散函數(shù)表1給出了兩者模型的客觀擬合效果，通過表1可知改進(jìn)模型對比高斯模型在殘差平方和，均方根誤差，R方系數(shù)等評價擬合效果的關(guān)鍵指標(biāo)上都有了顯著的提高。因此本研究所提出的改進(jìn)模型相比較高斯模型能更好的描述全息凹面光柵光譜儀的光譜沖擊響應(yīng)曲線。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]AOTF測量光譜分辨率提升算法的仿真[J]. 蘇歌,徐睿,王建宇.  紅外. 2016(10)
[2]利用貝葉斯方法提高光譜儀的測量準(zhǔn)確度[J]. 董宇航,岑松原.  光子學(xué)報. 2013(12)
[3]光柵型成像光譜儀雜散光校正技術(shù)研究[J]. 尚楊,韓軍.  國外電子測量技術(shù). 2012(02)
[4]光柵光譜儀的整體建模與分析[J]. 楊懷棟,陳科新,黃星月,何慶聲,金國藩.  光譜學(xué)與光譜分析. 2009(01)
[5]盲目反卷積光譜圖超分辨復(fù)原算法[J]. 楊懷棟,徐立,陳科新,黃星月,何慶聲,譚峭峰,金國藩.  光譜學(xué)與光譜分析. 2007(07)
[6]一種高分辨譜方法的建議——反卷積法[J]. 吳義芳,湯俊雄,趙奕平,鄭樂民.  量子電子學(xué). 1992(01)

博士論文
[1]全息凹面光柵設(shè)計理論擴(kuò)展及曝光系統(tǒng)檢測技術(shù)研究[D]. 趙旭龍.中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2017



本文編號：3619205