光譜測(cè)量技術(shù)用于對(duì)光信號(hào)進(jìn)行頻譜分析,能夠測(cè)量物質(zhì)發(fā)射、吸收或散射輻射的波長、強(qiáng)度和頻譜等信息。光譜測(cè)量儀器作為一種基礎(chǔ)測(cè)量儀器,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療健康和軍事安全等領(lǐng)域,在無損檢測(cè)、材料分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)、地質(zhì)勘測(cè)、目標(biāo)識(shí)別等方面發(fā)揮重要作用。隨著光譜測(cè)量技術(shù)在納米科技、生命科學(xué)和新材料等高新技術(shù)領(lǐng)域的拓展應(yīng)用,對(duì)光譜測(cè)量技術(shù)及儀器性能的需求不斷提高,傳統(tǒng)光譜測(cè)量技術(shù)的測(cè)量速度、儀器體積和成本、光譜分辨率等受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。然而,光柵光譜儀中必須引入狹縫、高光通量和高光譜分辨率之間的矛盾仍然沒有解決;傅里葉變換光譜儀需要機(jī)械掃描,光譜測(cè)量時(shí)間始終沒有突破毫秒量級(jí)。因此,探索同時(shí)具備快速、高光譜分辨、小型化和便于自動(dòng)控制等測(cè)量優(yōu)勢(shì)的光譜測(cè)量技術(shù)具有十分重要的意義。壓縮感知光譜測(cè)量技術(shù)為小型化、高速的光譜測(cè)量技術(shù)提供了新思路,自提出以來受到國內(nèi)外學(xué)者廣泛研究。本文在深入分析光柵色散型、干涉型等典型光譜測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn),以及壓縮感知光譜測(cè)量技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)之上,從壓縮感知基本理論出發(fā),設(shè)計(jì)并研制高性能電光調(diào)制器,實(shí)現(xiàn)光譜透過率編碼;研究分析壓縮光譜重構(gòu)方法,并研制基于電光調(diào)控透過率編碼的...

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題概述
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 選題的背景及研究意義
    1.2 典型光譜測(cè)量技術(shù)及儀器系統(tǒng)分類
        1.2.1 色散型光譜測(cè)量技術(shù)
        1.2.2 干涉型光譜測(cè)量技術(shù)
        1.2.3 阿達(dá)瑪變換光譜測(cè)量技術(shù)
        1.2.4 其他類型的光譜測(cè)量技術(shù)
    1.3 基于壓縮感知的光譜測(cè)量技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本論文的主要研究目標(biāo)及內(nèi)容
第二章 壓縮感知基本理論及電光透過率編碼的壓縮光譜測(cè)量原理
    2.1 壓縮感知基本理論
        2.1.1 信號(hào)稀疏
        2.1.2 測(cè)量矩陣
        2.1.3 信號(hào)重構(gòu)
    2.2 基于電光調(diào)控透過率編碼的壓縮光譜測(cè)量原理
        2.2.1 基于電光調(diào)制的透過率調(diào)控基本原理
        2.2.2 透過率編碼的壓縮感知光譜測(cè)量原理
    2.3 本章小結(jié)
第三章 電光透過率調(diào)制器設(shè)計(jì)及其電光系數(shù)色散定標(biāo)
    3.1 鈮酸鋰橫向電光效應(yīng)
        3.1.1 偏振光基礎(chǔ)
        3.1.2 電光效應(yīng)描述
        3.1.3 鈮酸鋰橫向電光效應(yīng)
    3.2 電光透過率調(diào)制器件設(shè)計(jì)方案
    3.3 電光系數(shù)精確測(cè)量及其寬光譜色散定標(biāo)
        3.3.1 電光系數(shù)精確測(cè)量
        3.3.2 電光系數(shù)色散研究及其寬光譜定標(biāo)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 透過率編碼非相關(guān)選擇及光譜重構(gòu)方法
    4.1 電光透過率編碼測(cè)量矩陣設(shè)計(jì)
        4.1.1 光譜稀疏基的選擇
        4.1.2 透過率編碼測(cè)量矩陣的非相關(guān)測(cè)量特征選取
        4.1.3 透過率測(cè)量矩陣編碼
    4.2 光譜重構(gòu)方法研究
        4.2.1 匹配追蹤光譜重構(gòu)
        4.2.2 稀疏度自適應(yīng)匹配追蹤光譜重構(gòu)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 壓縮感知光譜測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 壓縮感知光譜測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        5.1.1 光譜測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        5.1.2 光譜測(cè)量系統(tǒng)光學(xué)元件選型及光學(xué)系統(tǒng)搭建
    5.2 電光調(diào)制器驅(qū)動(dòng)控制及信號(hào)采集系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
        5.2.1 電光調(diào)制器的驅(qū)動(dòng)控制電路設(shè)計(jì)
        5.2.2 驅(qū)動(dòng)控制電路測(cè)試及驅(qū)動(dòng)電壓標(biāo)定
        5.2.3 驅(qū)動(dòng)電壓及壓縮感知光譜測(cè)量信號(hào)采集電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    5.3 光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)研究
        5.3.1 LED光源光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 激光光源及熒光燈光譜測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本論文完成的主要研究工作
    6.2 本論文的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 待拓展的研究工作
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間獲得的研究成果及參加的科研項(xiàng)目
    一、以第一作者發(fā)表的代表性學(xué)術(shù)論文
    二、申請(qǐng)或授權(quán)發(fā)明專利
    三、主持的科研項(xiàng)目
    四、參與的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3816225