CCD光谱辐射计的非线性特性建模与校正

采用自主研制的CCD光谱辐射计,对CCD探测器的积分时间和光强灰阶2个关键参数的非线性参数依赖特性进行实验与建模,给出CCD的微分非线性量化表征函数,并以此为基础实现CCD在多级尺度下自动积分时间调整测量的非线性修正.以激光作为输入光源进行双参数调节响应特性测试,并对CCD光电转换非线性特性进行分析.根据数据集曲线族的结构特征重构数据表征空间,在新的表征坐标下进行CCD的参数依赖非线性变化关系的拟合建模.结果表明,在多级尺度范围内,该模型能够通过2个参量描述CCD光谱辐射计产生的非线性偏差变化的精确函数关系,即实现了相关双参数在CCD光电转换过程中产生非线性偏差现象的精准量化表征.采用该模型进行非线性校正后与监测功率计进行比较,发现该模型能够有效地将非线性偏差降低至±2%以内.

一种CCD光谱仪的USB2.0固件设计

数据传输速度是保证CCD光谱仪在高速、高精度光谱采集中应用的关键,通过合理利用CY7C68013芯片提供的端点FIFO和通用可编程接口,选择USB批量传输类型,完成了CCD光谱仪USB2.0高速接口的固件设计,其中对GPIF外围电路接口、GPIF波形描述符设计、端点FIFO配置、批量传输方式在光谱数据传输中的应用及其固件程序实现作了详细介绍。

小波分析在汽车车灯光源色测量中CCD光谱的消噪平滑处理

本文依据小波变换原理 ,提出利用小波变换技术对汽车车灯光源色测量中实时采集的光源光谱信号进行多分辨分解 ,有效地消除噪声 ,提高了光谱的信噪比。由CCD接收的标准A光源谱进行了多层分解 ,讨论了不同小波基和分解阶次对信号分析结果的影响。选取最佳小波基 ,为光谱信号消噪平滑处理提供了较有效的数据处理方法。通过对CCD接收的光谱信号进行了消噪和平滑处理 ,解决了实时采集光谱信号在分析和数据处理上的困难 ,该研究充分体现了小波变换在数据处理方面的优势 ,在依赖于光谱信号的颜色测量领域中起重要的作用。

MK标准星的CCD光谱及光谱分类判据向黄红区的扩展

本文提供了１２５颗ＭＫ标准星的ＣＣＤ光谱，光谱型从Ｏ到Ｍ，光度级从Ｖ到Ⅰ，构成较完整的二元分类框架，光谱覆盖范围由传统蓝紫区延伸到黄红区．初步考察和归纳了黄红区适于恒星分类的主要光谱特征和判据．这些结果对于采用相似分辨率的恒星光谱分类工作是非常有用的．

CCD光谱层析技术重建氩等离子束射流三维温度场

根据谱线相对强度法,提出了利用正交面阵CCD光谱层析技术,实时重建氩等离子束射流三维温度场的方法。通过CCD获得的待测场图像与没有射流射出时在待测场处放置的坐标纸图像进行比对,测量了实际待测场的大小;利用步进电机带动光纤探针对待测场进行扫描,通过光谱仪获得了待测场的光强分布。根据谱线相对强度法中谱线选取的原则,选择了696.5和763.5nm两条谱线作为研究对象。为防止CCD接收光强过饱和及待测场边缘光谱信息的损失,根据待测场的大小和光强分布设计了梯度衰减片,再通过窄带滤波片获得了待测场的光谱信息。结果表明与光纤光谱扫描法获得的结果吻合较好,不确定度为3.3%。系统满足了实时重建三维温度场的要求,为等离子束射流后续的密度场、压力场和速度场的实时诊断提供了坚实基础。

基于CCD检测器的便携式液体阴极辉光放电光谱仪快速测定卤水中的锂（英文）

锂是绿色能源和轻质合金的理想材料,作为一种重要的战略资源而备受各国重视。锂主要来源于盐湖卤水,我国盐湖卤水资源丰富,但主要分布在西部偏远地区,现场勘探和开采急需便携分析仪器的支持,然而目前现有实验分析技术均达不到野外现场分析的目标。近十年来,基于大气压液体阴极辉光放电光谱仪(SCGD-AES)因无需燃气,载气等气流条件及真空环境而受到关注。在前人研究基础上,自行开发了基于CCD光谱仪检测系统的便携式大气压液体阴极辉光放电光谱仪(简称Li-K分析仪),仪器长,宽,高分别为35,19和27 cm,重约为10 kg,十分有利于便携。选择Li的分析谱线波长为670.78 nm,以取自西藏两种不同卤水水化学类型样品为研究对象,建立了卤水中Li的快速分析方法。在最佳工作条件下测得Li的检出限为4 ng·mL^(-1),方法的精密度(RSD)<2%。研究表明,不同稀释倍数时,Li的分析结果与ICP-MS分析结果相差较大,这可能与溶液的基体效应有关,而采用标准加入法可有效减小基体效应的影响,获得了与ICP-MS较为一致的分析结果,可提高分析结果的准确度。大量实验结果表明,标准加入法只需2个点即可得到Li准确的分析结果,大大减少了实验工作量,为便携式Li-K分析仪在野外现场测定盐湖卤水中的Li奠定了方法学基础。

CCD光谱仪性能对苹果可溶性固形物在线检测的影响研究

选择合适的光谱仪是提高农产品品质在线检测精度的重要措施。3款配置了不同探测器和光栅的微型短波CCD光谱仪被用于在线检测苹果的可溶性固形物含量。分别考察了信噪比和不同光谱范围对可溶性固形物在线检测精度的影响。经比较,在550.52～1100.35nm光谱范围内,QE65000光谱仪的信噪比最高,偏最小二乘模型交叉验证结果最优。最优模型的相关系数为0.82,交叉验证均方根误差为0.75oBrix。结果表明:QE65000光谱仪可提高苹果可溶性固形物在线检测的精度。

带制冷的CCD光栅光谱仪设计及其在频域OCT中的应用

介绍了一种高速度、高分辨率、好的噪声抑制能力、高动态范围、带制冷装置的CCD光栅光谱仪的设计,并且介绍了在频域光学相干层析成像(FDOCT)中的应用。以一个生物组织的成像实验来验证光谱仪和整个系统的性能。

空间多光谱CCD相机调焦精度分析

调焦精度是保证多光谱CCD相机成像质量的关键技术之一,针对星载对地观测多光谱CCD相机大视场角、宽地面覆盖的离轴三返光学系统结构特点,设计实现了一种高精度调焦系统。首先以CCD多光谱相机感应谱段中最短波长计算出相机调焦需求精度10.00μm,根据多光谱CCD相机的光学系统特点,对比常用的传统航天相机的三种调焦方式,选择CCD焦平面调焦方式;然后提出采用以步进电机为动力源驱动高精度涡轮蜗杆副、齿轮副做旋转运动,通过超精密级滚珠丝杠将旋转运动转换为直线运动,并结合直线导轨约束运动形式,以14位绝对式编码器为位置检元件组成高精度调焦系统,经计算,调焦系统的理论灵敏度为0.12μm,该调焦系统具有结构简单紧凑、调焦灵敏度高的优点;最后通过实验测试,在±2.2 mm调焦行程内实际调焦精度3.62μm(3σ),调焦系统随相机经过力学环境实验、热真空环境实验后的复测调焦精度为3.64μm(3σ)。测试结果表明:所设计的调焦系统设计合理,结构可靠,调焦精度稳定性高,满足多光谱CCD相机成像清晰对调焦精度的要求。

光谱成像仪CCD焦平面组件非均匀性校正技术研究

分析了光谱成像仪CCD焦平面的非均匀性机理和各种非均匀性校正算法,提出两点多段的非均匀性校正算法,该算法避免了两点校正算法的低准确度和多点校正算法的大运算量·在光谱成像仪上的应用结果表明,两点多段的非均匀性校正算法具有运算量小、准确度高、实用性强的优点·

多光谱CCD相机的光学配准

文章分析了CCD相机的光学配准原理 ,结合资源后继星CCD相机的特点 ,提出了该相机的光学配准方案 ,并对此方案进行了分析。

宽覆盖多光谱CCD相机模装及模态分析

文章以结构设计软件AutoDesk Inventor对宽覆盖多光谱CCD相机结构进行精确造型、模装,进行了干涉检查。应用大型结构分析软件PATRAN、NASTRAN,建立了该相机超大规模有限元模型,完成了该相机的模态分析,得出了该相机相应的固有频率和模态,验证了相机结构设计的合理性。

线阵CCD棱镜光谱仪及其误差分析

介绍了用于颜色测量的线阵 CCD棱镜光谱仪系统的工作原理 ,测出了系统的光谱灵敏度并作了实验验证 ,对系统的误差原因及改进措施进行了分析。

CCD相对光谱响应同步采样方法研究

连续可调谐均匀单色照明光源系统作为CCD辐射参量定量化专用测试系统,可用于CCD相对光谱响应度的测量。它与传统的测试装置相比,能够实现光谱分辨率1 nm的光谱响应度定标。但是其采用的大功率氙灯超高压供电引入了测试光源不稳定的问题,导致传统分时测量方法引起的测量不确定度较差,不能满足高精度遥感仪器的定标需求,因此提出了同步采样的方法。从理论和器件噪声模型出发,分别对两种方法的测量不确定度进行分析,得出同步采样的方法测得的定标不确定度优于1.03%,与传统分时测量方法相比不确定度提高了43%。分别采用两种方法对目标探测器进行了CCD相对光谱响应对比测试,结果显示,同步采样的方法获得的CCD相对光谱曲线更平坦,与出厂数据相比离散程度更低,进而验证了分析结论的正确性。

基于一种图像恢复技术的光谱CCD图像宇宙线剔除算法(英文)

提出一种单幅光谱CCD图像宇宙线剔除方法.即先采用一种改进的中值滤波器找到可能被宇宙线污染的像素点作为噪声候选点;然后采用一种边缘保持算法——TV inpainting恢复被噪声污染的像素点值.模拟实验结果表明,该方法能够很好地剔除宇宙线,同时恢复被宇宙线污染像素点的流量值.

CCD光谱仪用于镁合金分析

美国热电子公司新近制成了一台利用CCD技术组装的光谱仪。这种被命名为ARL Quantris的光谱仪可在汽车、飞机、发电站及信息技术等高压环境中对镁合金进行精确、稳定、可靠的分析。

基于CCD的光谱测量系统在定量荧光录井中的应用

利用CCD(电荷耦合元件)光电传感器作为检测器的荧光光谱测量系统在很多领域已得到应用,现将这一技术应用于定量荧光录井。通过检测含油岩石样品(岩心、岩屑、井壁取心)的荧光光谱,定量评价岩石含油丰度及原油性质,为油气层评价提供参数。为了验证基于CCD光学检测器的光谱测量系统的准确性、稳定性、线性,利用光纤作为传感组件,对录井现场的实际样品进行了荧光检测。实验结果表明,与传统的基于PMT(光电倍增管)检测器的光谱测量系统相比,CCD光谱测量系统具有分析周期短、体积小、质量轻、寿命长等优点,并且稳定性、重复性良好,适用于石油勘探录井现场含油岩样的检测。