基于液晶可调谐滤光片的便携式多光谱成像仪

选用商品化照相机镜头、液晶可调谐滤光片和单色面阵CCD相机,将液晶可调谐滤光片置于由镜头和CCD相机组成的照相光路中构成便携式多光谱成像仪。该多光谱成像仪能够在被动和主动光源下进行多光谱图像数据采集,工作波长范围是400～720 nm,光谱分辨率为10 nm。建立了多光谱成像仪系统多光谱图像采集数值模型,分析了误差源,为系统定标提供了理论依据。在自然光照条件下进行了盆景植物的多光谱图像采集试验,重建出多光谱数据立方体,绘制了典型目标点的光谱曲线。

Lyot型可调谐液晶电光滤波器的特性分析(英文)

根据液晶的电光效应和Lyot滤波器的原理设计了Lyot型液晶电光滤波器,并且从理论和实验上证明了其可行性。为了扩展其在红外波段的应用,设计了FP腔液晶可调谐滤波器,并且给出了其理论模拟。理论模拟证明FP腔液晶可调谐滤波器具有调谐范围大、带宽窄、精细度高等优点。

液晶可调谐滤光片及其在光谱仪上的应用

多光谱成像仪是一种有效的观测工具。本文介绍作为色散元件的液晶可调谐滤光片的基本结构及其原理,并着重对液晶可调谐滤光片在多光谱成像仪中的应用进行描述。

液晶损耗对可调谐液晶光学滤波器性能的影响

F- P型可调谐液晶光学滤波器是一种小体积窄带宽低压调谐滤波器。液晶作为腔内工作物质,其损耗对器件的性能有重要的影响。文章以F- P干涉仪为基础,分析了液晶损耗对这类滤波器的半强度带宽(FWHM) 和峰值透过率的影响,以利于不同要求的滤波器的设计制作。

艇载液晶可调谐成像系统MTF测量及实现

艇载液晶可调谐成像系统是以飞艇为平台,搭载的基于液晶可调谐技术的光学系统、CCD相机、计算机控制系统三大部分组成的光学成像系统,介绍基于该成像系统获取的图像数据,利用刃边法分析影响图像质量的调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function),使用面向对象的Visual C++语言进行了实例编程计算,增加人机交互功能,计算结果以直观的图形方式显示,提高可视化效果。

基于液晶可调谐滤波技术的动态增益均衡器研究

提出了一种基于液晶技术的新型可调谐滤波器结构,详细介绍了这种新型液晶可调谐滤波器的结构及其工作原理,用琼斯矩阵法推导出其光传输矩阵,得出了其光透过率表达式,并在数值上进行了仿真,得出了其幅度与相位的调制特性.同时分析了采用这种液晶可调谐滤波器八级级联组成动态增益均衡器的遗传算法优化仿真结果.利用优化得出的参数值,对该动态增益均衡器进行了实验,得出了DGE完整的光增益透过谱,实验结果与理论分析相吻合.

一种基于液晶技术的可调谐滤波器研究

首先介绍了一种新型液晶可调谐滤波器(LCTF)的基本结构,分析了其工作原理,然后用琼斯矩阵理论推导了其光传输矩阵,理论上得出了其幅度、相位电压调制范围, 并对其进行数值分析。最后实验上制作了该器件,实验结果与理论分析相符。

电调谐液晶滤光片及其在光纤通信中的应用

波长可调谐滤光器在波分复用、全光交换系统等领域具有广泛的应用价值。本文就电调谐液晶滤光片的滤光原理进行了分析。

基于压缩感知的液晶可调谐滤波器光谱快速采集方法

为提高液晶可调谐滤波器(Liquid Crystal Tunable Filter,LCTF)的光谱采集效率,提出了一种适用于LCTF光谱成像系统的快速采集方法,设计构建了更加完善的观测矩阵,在压缩感知理论框架内实现了光谱超分辨率重建,并通过实验验证了该方法的可行性。实验结果表明,在采样率为18.08%(采样步长30 nm)时,重建得到的4.81 nm分辨率光谱与传统全采样光谱的相关系数为0.91,超分辨率重建峰值信噪比(Peak Signal-to-Noise Ratio,PSNR)为99.63 dB,采集速度是传统方式的5.53倍。该方法在保证光谱分辨率和光谱识别准确率的前提下,实现了光谱数据的快速和轻量化采集,为动态目标测量和快速检测提供了可行的技术途径,拓展了LCTF光谱成像技术的应用场景。

基于LCTF调谐的高光谱成像系统设计

提出一种新的轻小型高光谱成像系统,将液晶可调谐滤光片LCTF应用于高光谱成像技术,用电调谐的LCTF代替传统的机械滤光片转轮,在可见-近红外波段上可快速地实现波长的任意调谐。系统由光学镜头、LCTF和CCD探测器组成。文章首先详细描述了系统结构、光学设计及其工作原理;再利用该成像系统,以飞艇为平台进行了野外试验,获取了高光谱立体图像,所获取的图像有较高的空间分辨率和光谱分辨率;文章给出16个波段中546～600nm的局部图像数据,最后对图像进行初步的数据处理,推导出地物420～720nm的光谱反射率。试验验证了该成像系统的高光谱数据成像获取能力,成像数据可应用于光谱分析。

基于环形电磁矩超材料的可调谐太赫兹吸收器

本文提出一种反向开口双金属谐振环超材料集成微流通道的可调谐太赫兹波吸收器.数值分析了超材料环形电磁矩的高效激发,讨论了环形电磁矩的共振吸收谱对微流介质层的介电参数与磁参数调控的响应.采用可电控液晶材料注入微流通道的方案,通过太赫兹透明电极施加外部电场控制液晶折射率变化,实现太赫兹超材料吸收器工作频率的大范围动态调谐.频率移动量超过100%的共振带宽,相对调谐量(△f/f)可高达15%,频率调谐呈现良好的线性操作特征和近100%吸收率的完美吸收性能.所提出的可调谐太赫兹吸收器在太赫兹探测和微流生化传感领域具有广阔的应用前景.

水果品质的多光谱检测方法与系统研究

为无损获取检测样品的多光谱图像,研究了一种利用液晶可调谐滤光片(LCTF)获取多光谱图像的方法。多级LCTF以Lyot形式级联可在很宽的光谱波段内电控调谐,通过改变所施加电压的大小,实现对滤光片的动态调制,获得高精度的窄带光谱输出。与传统的使用多光谱仪获取多光谱图像相比,该方法具有控制简单、调制电压小、可快速连续调制等优点。该文采用1/4波片法测量一组波片的电压-相位延迟特性,选取合适的波片组成三级滤光片,实现对宽带光谱的窄带滤光,并基于这种方法构建了多光谱成像系统,用于实现对水果品质的无损多光谱检测。

基于液晶材料的带宽可重构毫米波滤波器

根据液晶材料在毫米波段良好的介电特性和调谐能力,设计了一款基于液晶材料的毫米波带宽可重构宽带带通滤波器。滤波器使用一个高通滤波器和一个低通滤波器级联实现带通效果;在低通部分加载液晶材料,通过调谐液晶材料的等效介电常数改变低通滤波器的响应频率,实现带宽的可重构。仿真结果表明,当调谐液晶介电常数从2.4变化到3.8时,滤波器的高频截止频率从52 GHz下降至48 GHz,相对带宽从84.9%变为78.3%。

光学晶体、液晶

O734 2000053645Ce:KNSBN晶体两波耦合特性研究=Study of two-wave coupling feature in Ce:KNSBN[刊,中]/张高会(太原理工大学应用物理系.山西,太原(030024)),吉选芒(山西运城高等专科学校物理系.山西,运城(044000))//测试技术学报.—1999,13(1).—44-46研究了Ce:KNSBN晶体两波耦合增益系数的关系,并对Ce:KNSBN单晶样品进行了两波耦合测量。

基于比较测量法的LCTF光谱相机光谱反射率重建研究

基于液晶调谐滤光片(LCTF)的光谱相机由于体积小、功耗低、集成方便,适合多种搭载平台,同时通过光谱反射率来识别目标物,可以有效解决同色异谱的问题,在伪装识别、精细农产品产值估计等方面有很好的应用前景。比较测量法因其能有效排除光照条件和场景背景条件的影响,重建效率较高,在光谱相机的光谱反射率重建中被普遍采用。比较测量法通常采用标准白板作为参考物,但实际应用中,经常会遇到目标场景空间位置不便放置标准白板的情况。针对这种情况,研究采用LCTF光谱相机采集的目标场景中亮度高的颜色作为参考的比较测量法进行目标物的光谱反射率重建来解决上述问题。实验以美国X-Rite的Gretg Macbeth Color Checker(MCC)色卡作为目标物,分别参考亮度高的五个不同色块,运用比较测量法完成红、绿、蓝三个色块的光谱反射率重建。将重建后三个色块的光谱反射率与采用台式分光光度计(X-Rite Color Eye7000A)测量的标准光谱反射比进行比较。结果显示,重建后的红、绿、蓝三个色块的光谱反射率曲线与用分光光度计测量的标准光谱反射率曲线的形状基本相似,每组曲线的均方根误差均小于0.05;重建的蓝色色块的光谱反射率以参考与其光谱反射比接近的蓝绿色重建的效果最好;重建的红色和绿色色块的光谱反射率以除白色外亮度最高的黄色为参考重建的效果最好;二者均比参考标准白板的反射率重建效果好。实验结果说明采用目标场景中亮度高目视效果明显的色块作为参考对象可被用来进行LCTF光谱相机的光谱反射率重建。该方法有效扩大了比较测量法以及液晶调谐光谱成像系统的应用效率。

基于偏振光谱成像的目标识别方法研究

为提高伪装目标识别的准确性,提出将光谱信息与偏振信息相融合的伪装目标识别方法。基于液晶可调谐滤光片(LCTF)搭建了偏振光谱成像系统,通过实验对绿色植物中隐藏的假植株进行偏振光谱探测实验。利用主成分分析法(PCA)对各偏振方向的目标光谱图像进行波段选择,获取对应的光谱融合图像后进行偏振度计算,最终得到被测目标的偏振光谱融合图像。实验结果表明:得到的偏振光谱融合图像与光谱融合图像相比,信息熵提高了72%,平均梯度提高了250%。

基于液晶可调谐滤光片的多光谱图像采集系统

多光谱遥感探测波段的细化和增加，要求提高图像的采集和传输速度，原有的波长调谐方法和接口规范已不能满足需要。提出了一种新的基于液晶可调谐滤光片（LCTF）的多光谱图像采集系统。该系统的成像部分用液晶可调谐滤光片替代传统的机械转轮滤光片，这种滤光片是电可调谐的，能在400～720nm波长范围内快速准确地实现16个波长的任意调谐，其最快响应时间达50ms；系统的采集控制部分遵循支持高速数据传输的CameraLink接口规范和PCI总线标准，使得嵌入式计算机能通过程序实时控制波长调谐、相机曝光时间设置及图像采集和存储。系统具有体积小、功耗低、稳定性高、采集速度快等特点，能够在机载、艇载等平台上工作。可用于低空遥感、环境监测等领域的研究。

基于LCTF的多光谱面阵CCD相机的辐射定标

基于液晶可调谐滤光片(LCTF)的多光谱面阵CCD相机是一种新型的多(高)光谱成像系统,它利用液晶的电控双折射效应和偏振光的干涉原理,在面阵CCD上记录任意一个波长的图像信息。由于LCTF和帧转移型面阵CCD工作方式的特殊性,普通的定标方法不能满足遥感应用的精度需求。提出用积分球+标准探测器的定标系统对相机进行性能检测和定标实验,并通过帧转移拖影校正和数据处理算法改进,实现相机绝对辐射定标系数的计算,最后通过外场实验对定标结果的有效性准确性进行验证。实验结果表明,该定标结果准确有效,能够从获取的多光谱图像数据定量地反演出地物真实的辐射信息。该相机辐射定标问题的解决及精度的提高,将有效地提高其图像数据的应用领域。

用于液晶可调谐滤光片型多光谱成像仪的中继成像系统设计

液晶可调谐滤光片(LCTF)是多光谱成像中一种高效的分光元件,但其物理尺寸超出了一般商业镜头的法兰距,很难直接与商业镜头及工业相机结合进行多光谱成像。设计了一种工作在单位放大率下的中继成像系统,用以适应它们的接口关系。其工作波段为400～720nm,工作F数为4.5,利用完全对称的结构,自动校正彗差、畸变和垂轴色差,设计结果满足多光谱成像的使用要求。该系统结构紧凑,生产成本低,适用于液晶可调谐滤光片型便携式多光谱成像仪的模块化设计。

一种基于压缩感知理论的LCTF光谱超分辨方法

液晶可调谐滤光片(LCTF)因其在宽谱段上具有简单、高效的调谐滤光功能常作为微型光谱仪应用在多种测量领域.然而,滤光式光谱仪的光谱分辨能力受限于其系统的带宽,进行高分辨测量时的硬件成本和测量数据量都较大.将压缩感知理论引入LCTF的光谱测量中,通过将LCTF获取的测量数据与其对应的调谐波长处的透过率函数进行关联计算,得到光谱分辨率优于系统带宽的目标光谱曲线.分析表明,本文模型下的压缩感知测量矩阵具有良好的非相关性,同时对地物光谱进行的压缩感知重构结果表明,在仅进行32次测量的条件下,本文方法得到了珍珠石目标的128波段的光谱曲线,能分辨出传统方法不能分辨的光谱细节,且反射率的平均误差仅有0.75%,同时对噪声具有一定的抵抗性.