摘要：高光谱图像数据量大,对数据传输带宽要求高,通常难以在结构紧凑的微型高光谱仪中实现实时调焦与视频流传输等功能。文中基于新型快照马赛克高光谱传图像感器,设计实现了一套嵌入式微型高光谱仪,在本地完成传感器的驱动和高光谱数据分离。单波段光谱图像数据经千兆以太网传输至上位机,从而大幅降低了对传输带宽的要求,大幅增强了调焦与光谱视频预览效果。实测结果显示,该系统高光谱图像传输帧频可达50帧/s,能够满足高时间分辨应用下的实时调焦与动态信息捕获的需求。

摘要：由于所需测量的光谱范围较宽(276~700 nm),而CCD探测器的接收面尺寸较小(14.3 mm×10.5 mm),根据所选用的平面光栅元件参数,采用传统的车尔尼-特纳型结构是无法满足的。基于该结构,利用光线相对光栅的入射角和衍射角与光栅转角的关系,提出了使用两块反射式平面光栅进行光谱分离的方法。通过理论计算,确定了两段光谱范围和两光栅的旋转及俯仰角度,采用ZEMAX软件建立多重结构,分别设置两块光栅的位置和波长参数,对光学系统进行了模拟分析和优化。结果表明,在像面上得到了两条谱面线展宽为14mm,中心间距8mm的光谱带,光谱分辨率优于1nm,各像差得到了充分校正,满足设计指标要求,很好地解决了宽光谱和探测器接收面尺寸之间的矛盾。

摘要：针对目前太阳能照明光-电-光模式中太阳能利用效率低下的现状,该文研制一套基于多传感器信息融合和智能寻光感知技术的双轴太阳能聚光照明装置,实现太阳能高效利用。使用两组寻光感知器件光敏二极管设计一种全天候阳光跟踪传感器,能在竖直方向上0°~90°、水平方向180°范围内感知太阳光照射强度;以模糊-PID算法控制电机角度,可驱动采光板精准快速追踪至最大光强处;在高倍聚光条件下,光纤聚受光区域接口装置对太阳直射光进行光谱分离,有效实现低温聚光且消除了光污染。实验结果表明,当聚焦比P=2500时,该照明装置的跟踪精度可达0.09°且光纤输出端光谱特性为390~670 nm可见光。

摘要：本文从理论和实验两方面探讨了具有微结构的金属纳米线系统中表面等离激元传播规律和分光特性.我们由麦克斯韦方程组出发,利用严格耦合波近似和有限元差分等方法首先从理论上给出了金属纳米线系统中等离激元的色散关系和能带特征,然后基于微结构的银纳米线及其等离激元能带结构,设计并制备出等离激元分光原型器件,实验展示其将不同频率的光在微小空间分离的特性.该研究结果是我们前期相关工作的延续和补充,可应用于构造多功能集成的光子芯片和新型亚波长光电材料和器件.

摘要：针对太阳光光纤照明技术中的光污染、光纤老化、聚光区温度过高等问题,设计了一种分光型太阳光光纤传输系统。介绍了利用光的色散性进行光谱分光、变径光纤低温聚光、传输可见光及各项参数的确定方法。分析了影响系统光传导效率的各种因素及后续解决方法。实现了紫外光及红外光与可见光的分离,滤除了光污染,消除了塑料光纤在太阳光长期照射下容易老化的问题,有效地降低了聚光区温度,实现了低温聚光和波长范围在400~700nm的可见光绿色照明。

摘要：颜料分析是古书画保护修复的重要环节。高光谱技术由于其快速、无损等特点广泛应用在颜料分析中,但混合颜料分析仍然是难点。文章提出了一种基于非负矩阵分解(non-negative matrix factorization,NMF)的混合颜料光谱分析算法。该算法将混合颜料光谱视为多源信号的线性混合,首先利用NMF将混合光谱分离为若干个端元光谱,然后将端元光谱与颜料光谱库进行对比,确定端元光谱的颜料种类。模拟仿真数据以及实测混合颜料样本数据的实验结果表明,该算法能够准确地分离出混合颜料光谱的组成成分,为古书画混合颜料种类的鉴定提供依据。

摘要：在电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)分析中,光谱重叠干扰现象导致元素光谱测量结果产生误差。利用人工神经网络在非线性关系处理上的良好特性,可对重叠光谱拟合分峰问题有效处理,以达到测量误差校正的目的。在研究光谱叠加机理的基础上,建立高斯叠加模型,并综合应用正交试验思想构造神经网络数据样本;设计基于径向基函数(RBF)神经网络的谱峰分离参数预测模型,对分离谱线的峰值、峰位等参数进行预测,最终实现叠加谱线分析线与干扰线的分离。仿真结果表明,基于RBF网络的谱峰分离参数预测方法可应用于重叠光谱的多峰分离,其分峰效果良好,为光谱重叠干扰的校正打下基础。