智能手机光谱仪的开发及应用

通过Onshape软件建模并用3D打印机制作了手机光谱仪,并利用ImageJ的Macros语言设计了自动分析光谱图的脚本。使用手机光谱仪对多种金属盐混合溶液的焰色反应进行拍摄获取到相应的光谱图,运用设计的脚本分析之后得到了各金属离子的特征谱线,发现其与理论上金属元素的特征谱线的误差非常小。实验结果表明手机光谱仪准确度较高,可以用于少量金属元素的定性分析。

紧凑式多光谱成像系统设计和优化

针对快照式多光谱系统存在体积大、光路复杂的问题,从孔径分割多光谱成像系统模型出发,设计出由复合前置光学元件、阵列孔径光阑、微透镜阵列、阵列滤光片和图像传感器组成的紧凑式多光谱成像系统,总体尺寸优于12.4×8×8(mm)^(3)。利用阵列孔径光阑克服了垂轴色差大、视场小和光能利用率低的问题。系统在480~650nm波长范围内视场角20°、F/#0.4、焦距2.5mm、总长12.4mm、单通道MTF在153lp/mm大于0.35、畸变小于0.23%。与现有技术对比,该系统兼顾了像素分辨率、光谱分辨率和时间分辨率,实现了单通道500×400的像素分辨率和6.8nm的光谱分辨率。与计算重构成像系统相比,其直接成像的方式确保了系统的高时间分辨率;且具备小型化、轻量化和低成本的特点。