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一种基于集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的微型近红外光谱仪
1
作者
谢瑛珂
王晰晨
+1 位作者
梁恒恒
温泉
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期563-568,共6页
近红外光谱分析技术在航空航天、生物医药、环境检测、食品安全等众多领域均有广泛应用。高性能、微型化、低成本近红外光谱仪是制约基于近红外连续光谱分析的微小型检测装备发展的主要瓶颈,是当前光谱仪发展的主要研究方向。提出了一...
近红外光谱分析技术在航空航天、生物医药、环境检测、食品安全等众多领域均有广泛应用。高性能、微型化、低成本近红外光谱仪是制约基于近红外连续光谱分析的微小型检测装备发展的主要瓶颈,是当前光谱仪发展的主要研究方向。提出了一种基于微光机电系统(Micro-optical electro-mechanical system,MOEMS)集成扫描光栅微镜和改进型非对称式切尼-特纳(Czerny-Turner,C-T)光学结构的微型近红外光谱仪系统结构,分析了光谱仪系统和集成扫描光栅微镜的工作原理,基于光栅相关参数和光谱仪性能指标要求确定了集成扫描光栅微镜最大扫描角度。分析了改进型非对称式C-T初始光学结构像差,基于ZEMAX光学设计平台完成了光谱仪光学系统的仿真和优化设计,确定了系统关键参数。仿真分析了平凸柱面透镜对改进型非对称式C-T光学结构系统分辨率、检测灵敏度等性能参数的影响。基于仿真优化结果,完成了微型近红外光谱仪机械结构设计、加工与装调,搭建实验平台完成了光谱仪相关性能参数测试。结果表明,设计的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T光学结构的微型近红外光谱仪,采用重庆大学自主研发的谐振频率为677.1 Hz的MOEMS集成扫描光栅微镜来实现同步扫描和分光,0.8 ms时间内即可完成一次波长范围800~1800 nm的光谱测量,光谱准确性与国外品牌光谱仪比较无明显差异,光谱整体分辨率半峰全宽(FWHM)≤11 nm,波长稳定性≤±1 nm;基于平凸柱面透镜的光学结构设计可将探测输出光强值提高15%以上,可有效提高光谱测量的灵敏度;同时,经过平凸透镜二次聚焦后的光斑尺寸更小,可选用感光面积小、截至频率大的单管探测器实现光谱探测,可降低系统成本、抑制外部光噪声,满足扫描频率较高的扫描光栅式光谱仪的光谱分辨率需求。因此,提出的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的近红外光谱仪满足高性能、微型化和低成本的光谱仪发展需求。
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关键词
集成
扫描光栅
微镜
MOEMS
微型近红外光谱仪
光谱分辨率
C-T光学结构
下载PDF
职称材料
光电印制板的制造和特征
被引量:
1
2
作者
蔡积庆
《印制电路信息》
2006年第11期15-19,34,共6页
概述了光电印制板(O/EPCB)的制造和特征,它具有三维3D光学互连用的埋入多模步长指数(MM-SI)波导和集成不同平面微镜(IMM)。利用UV平面印刷术在PCB上积层光电路,利用倾斜曝光制造45°输入/输出I/O耦合元件。
关键词
光电印制板(O/E
PCB)
三维光学互连
多模步长指数
集成微镜
UV平面印刷术
多模光学
聚合物波导
耦合效率
光学输入/输出I/O介面连接
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职称材料
题名
一种基于集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的微型近红外光谱仪
1
作者
谢瑛珂
王晰晨
梁恒恒
温泉
机构
西南大学物理科学与技术学院
重庆理工大学理学院
重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第2期563-568,共6页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFF01011200)资助。
文摘
近红外光谱分析技术在航空航天、生物医药、环境检测、食品安全等众多领域均有广泛应用。高性能、微型化、低成本近红外光谱仪是制约基于近红外连续光谱分析的微小型检测装备发展的主要瓶颈,是当前光谱仪发展的主要研究方向。提出了一种基于微光机电系统(Micro-optical electro-mechanical system,MOEMS)集成扫描光栅微镜和改进型非对称式切尼-特纳(Czerny-Turner,C-T)光学结构的微型近红外光谱仪系统结构,分析了光谱仪系统和集成扫描光栅微镜的工作原理,基于光栅相关参数和光谱仪性能指标要求确定了集成扫描光栅微镜最大扫描角度。分析了改进型非对称式C-T初始光学结构像差,基于ZEMAX光学设计平台完成了光谱仪光学系统的仿真和优化设计,确定了系统关键参数。仿真分析了平凸柱面透镜对改进型非对称式C-T光学结构系统分辨率、检测灵敏度等性能参数的影响。基于仿真优化结果,完成了微型近红外光谱仪机械结构设计、加工与装调,搭建实验平台完成了光谱仪相关性能参数测试。结果表明,设计的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T光学结构的微型近红外光谱仪,采用重庆大学自主研发的谐振频率为677.1 Hz的MOEMS集成扫描光栅微镜来实现同步扫描和分光,0.8 ms时间内即可完成一次波长范围800~1800 nm的光谱测量,光谱准确性与国外品牌光谱仪比较无明显差异,光谱整体分辨率半峰全宽(FWHM)≤11 nm,波长稳定性≤±1 nm;基于平凸柱面透镜的光学结构设计可将探测输出光强值提高15%以上,可有效提高光谱测量的灵敏度;同时,经过平凸透镜二次聚焦后的光斑尺寸更小,可选用感光面积小、截至频率大的单管探测器实现光谱探测,可降低系统成本、抑制外部光噪声,满足扫描频率较高的扫描光栅式光谱仪的光谱分辨率需求。因此,提出的基于MOEMS集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的近红外光谱仪满足高性能、微型化和低成本的光谱仪发展需求。
关键词
集成
扫描光栅
微镜
MOEMS
微型近红外光谱仪
光谱分辨率
C-T光学结构
Keywords
Integrated scanning grating mirror
MOEMS
Near-infrared micro-spectrometer
Spectral resolution
C-T optical structure
分类号
TH744.1 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
光电印制板的制造和特征
被引量:
1
2
作者
蔡积庆
出处
《印制电路信息》
2006年第11期15-19,34,共6页
文摘
概述了光电印制板(O/EPCB)的制造和特征,它具有三维3D光学互连用的埋入多模步长指数(MM-SI)波导和集成不同平面微镜(IMM)。利用UV平面印刷术在PCB上积层光电路,利用倾斜曝光制造45°输入/输出I/O耦合元件。
关键词
光电印制板(O/E
PCB)
三维光学互连
多模步长指数
集成微镜
UV平面印刷术
多模光学
聚合物波导
耦合效率
光学输入/输出I/O介面连接
Keywords
optical/electrical printed circuit boards (O/E PCB) three-climensional(3-D) optical interconnects multimodal step index(MM-SI) integrated micromirror(IMM) UV lithography multimode optical polymer waveguide coupling efficiency optical input/output(I/O) interface
分类号
TP212 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
一种基于集成扫描光栅微镜和改进型非对称式C-T结构的微型近红外光谱仪
谢瑛珂
王晰晨
梁恒恒
温泉
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
2
光电印制板的制造和特征
蔡积庆
《印制电路信息》
2006
1
下载PDF
职称材料
已选择
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参考文献
引证文献
统计分析
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