检索结果-内蒙古大学图书馆

中国光学(中英文) 2025年第2期18卷 368-375页

作者：吴寅王跃明张东中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083 中国科学院大学北京100049

受航天器体积和重量限制,航天星载遥感探测系统难以兼顾大口径、高分辨率以及高光谱信息同步获取的需求。针对这一问题,本文提出一种新型的高光谱成像系统,采用主次镜共用、多通道分离同轴五反光路设计,结合Offner凸面光栅光谱仪分光技... 详细信息

受航天器体积和重量限制,航天星载遥感探测系统难以兼顾大口径、高分辨率以及高光谱信息同步获取的需求。针对这一问题,本文提出一种新型的高光谱成像系统,采用主次镜共用、多通道分离同轴五反光路设计,结合Offner凸面光栅光谱仪分光技术,实现从可见到长波红外的高光谱探测。该系统主镜口径为1000 mm,在500 km轨高下,可见和短波、中波、长波、全色波段空间分辨率分别优于2 m、3 m、6 m和1 m。且系统全视场可达到2.3°,满足20 km幅宽的探测要求。为提高系统的像差与畸变校正能力,设计中引入高阶非球面,形成像方远心光路,实现了望远镜与光谱仪的光瞳匹配。此外,本文还将光谱仪模块整体放入冷箱制冷,从源头上抑制光机结构背景辐射对成像质量的影响。最终设计结果表明,该系统成像质量优良、布局简单且体积轻便,而且能够实现全谱段高光谱信息的同步获取,可广泛应用于星载对地探测成像等领域。

关键词：星载高光谱全谱段凸面光栅光谱仪背景辐射

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高分辨率大视场红外图像获取的改进与优化方法

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红外与毫米波学报 2014年第3期33卷 283-288页

作者：姜博肖功海王义坤王雨曦王亚南曾攀中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083

提出了一种获取高分辨率大视场红外目标图像的改进优化方法.相比较于传统方法中存在的大视场和高分辨率之间的矛盾,设计了整机摆扫及同步像移补偿的实验方案.详细分析了精确的速度控制和像移补偿对于整个系统成功实现所起的决定作用,并... 详细信息

提出了一种获取高分辨率大视场红外目标图像的改进优化方法.相比较于传统方法中存在的大视场和高分辨率之间的矛盾,设计了整机摆扫及同步像移补偿的实验方案.详细分析了精确的速度控制和像移补偿对于整个系统成功实现所起的决定作用,并对这两部分进行了优化设计.实验和仿真结果具有较好的一致性,从而验证该设计方法在工程上的可实现性.实验结果显示,扫描控制的速度误差为0.19%。

关键词：红外图像整机摆扫同步像移补偿

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基于缓变假设的多光谱辐射法发射率测量误差分析与仪器参数配置研究

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红外与毫米波学报 2024年第6期43卷 797-805页

作者：栾一飞王翔顾罗林玥杨秋杰何志平中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海 200083 中国科学院大学北京 100049 中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海 200083

发射率作为表征物体辐射特性的关键参量,其准确测量对于高温目标识别、材料改性表征、金属冶炼过程调控等领域具有重要价值.多光谱辐射法测量发射率因其非接触和测量速度快等优势而成为研究热点,其测量精度由欠定方程组的求解精度决定.... 详细信息

发射率作为表征物体辐射特性的关键参量,其准确测量对于高温目标识别、材料改性表征、金属冶炼过程调控等领域具有重要价值.多光谱辐射法测量发射率因其非接触和测量速度快等优势而成为研究热点,其测量精度由欠定方程组的求解精度决定.目前对欠定方程组求解精度的研究主要关注方程求解算法误差,忽略了光谱仪自身的测量误差,导致未能合理地控制系统误差.本文基于适用范围广、测量精度高的缓变假设,通过模拟不同条件下光谱通道数和信噪比对发射率测量误差的影响,确定了相应条件下光谱仪的参数配置,并对发射率测量效果进行实验验证.实验结果表明,使用基于缓变假设的多光谱辐射法,为使黑体发射率测量误差小于1%,光谱仪的光谱通道数应不小于400,信噪比不低于1 000;对发射率变化复杂的目标而言,为使测量误差小于1%,应至少具有1 000个光谱通道数及1 200以上的信噪比.综合考虑算法误差和光谱仪参数匹配关系,是合理控制系统误差的关键,可以获得更精确的发射率测量结果,这为多光谱辐射法精确测量发射率的应用提供了新的依据和解决方案,对于高温目标的准确识别和相关领域的应用具有重要意义.

关键词：发射率多光谱辐射法欠定方程组傅里叶光谱仪

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红外高光谱成像仪的系统测试标定与飞行验证

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红外与毫米波学报 2017年第1期36卷 69-74页

作者：王建宇李春来吕刚袁立银王跃明金健陈小文谢峰中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室上海200083

红外谱段是高光谱遥感中非常有用的波段,由于红外波段的能量小、焦平面探测器研制难、红外背景辐射大等原因,红外谱段的高光谱成像系统并不常见,目前仍然处于仪器发展阶段.本文介绍了一台机载热红外高光谱成像仪,它在8.0~12.5μm的光谱... 详细信息

红外谱段是高光谱遥感中非常有用的波段,由于红外波段的能量小、焦平面探测器研制难、红外背景辐射大等原因,红外谱段的高光谱成像系统并不常见,目前仍然处于仪器发展阶段.本文介绍了一台机载热红外高光谱成像仪,它在8.0~12.5μm的光谱范围内可得到180个波段的光谱信息,光谱分辨率优于44 nm,光谱定标精度优于1 nm.仪器观测总视场14°,空间分辨率优于1 mrad,噪声等效温差优于0.2 K@300 K(平均).仪器于2015年5月开展了实验室辐射标定和光谱标定,并于2015年6月在中国浙江舟山开展了飞行试验,获取了指定区域的红外高光谱图像,处理结果表明红外高光谱数据立方体可以有效地反演地表温度和地表辐射率,反演的发射率曲线可以用于地物识别.

关键词：红外高光谱成像低温光学光谱分辨率焦平面组件光谱定标

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光子计数激光雷达时间-数字转换系统

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红外与毫米波学报 2012年第3期31卷 243-247页

作者：侯利冰郭颖黄庚华舒嵘中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室上海200083

时间测量系统在激光雷达中主要用于激光脉冲飞行时间的测量,其性能直接影响着激光雷达的各项指标.基于FPGA设计了一种应用于光子计数激光雷达的时间-数字转换(Time-to-Digital Converter,TDC)系统,利用延迟线内插在FPGA内部实现了高精... 详细信息

时间测量系统在激光雷达中主要用于激光脉冲飞行时间的测量,其性能直接影响着激光雷达的各项指标.基于FPGA设计了一种应用于光子计数激光雷达的时间-数字转换(Time-to-Digital Converter,TDC)系统,利用延迟线内插在FPGA内部实现了高精度的时间测量,通过实验分析,研究了TDC系统的性能及其应用于光子计数激光雷达后的效果.实验结果表明,TDC系统的时间分辨率达到29 ps,测时精度37 ps,能够实现9通道的高精度事件计时功能,用于光子计数激光雷达后,整个激光雷达系统的测时精度为421 ps,达到6.3 cm的距离测量精度,能够实现高精度高分辨率的激光三维成像.

关键词：时间-数字转换系统延迟线内插光子计数激光雷达

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橄榄油的聚集荧光猝灭及吸收光谱特性的研究

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光谱学与光谱分析 2019年第8期39卷 2421-2424页

作者：王泓鹏万雄中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室

素有“液体黄金”之称的橄榄油已成为健康食用油的代名词,不仅身价陡增,而且在非产地市场也已成为一种畅销油。在橄榄油检测技术中光谱法与其他技术相比具有快速、无损、无样品处理等优势而备受关注,而不同的光谱检测方法在检测的物质... 详细信息

素有“液体黄金”之称的橄榄油已成为健康食用油的代名词,不仅身价陡增,而且在非产地市场也已成为一种畅销油。在橄榄油检测技术中光谱法与其他技术相比具有快速、无损、无样品处理等优势而备受关注,而不同的光谱检测方法在检测的物质成分上各有侧重,例如红外光谱法侧重于脂肪酸含量的检测、拉曼光谱法侧重于分子的检测、荧光光谱法侧重于光敏物质的检测以及吸收光谱法侧重于光敏物质和不饱和脂肪酸的检测等。荧光及吸收光谱对光敏物质反应极其灵敏,而橄榄油富含叶绿素等光敏物质,因此荧光及吸收光谱成为一种鉴别橄榄油的有效技术手段。叶绿素是一种含有环卟啉结构的有机分子,该类分子结构具有吸光特性,且不同的叶绿素吸收光谱各异,其中绿色植物的叶绿素a含量最多。为深入研究叶绿素的吸收光谱及荧光特性在橄榄油鉴别中的应用,将特级初榨橄榄油中掺入不同比例的玉米油,已达到间接调控橄榄油中叶绿素含量的目的,测量不同掺伪比例橄榄油的荧光及吸收光谱并研究与叶绿素浓度的相关性,以此来研究叶绿素浓度与掺伪量对橄榄油吸收光谱及荧光特性的影响。取10份同批次的特级初榨橄榄油,将其中9份按照等比例稀释,并对10份样品按照掺伪量依次排序;依次采集这10份样品的荧光及吸收光谱,比较叶绿素浓度与掺伪量的相关性及对这两种光谱技术在橄榄油鉴别中的影响。随着叶绿素浓度的上升,荧光强度由弱变强,并在某一时刻后会出现荧光强度急剧减弱的现象,即聚集荧光猝灭。这种现象主要是由于叶绿素的环卟啉分子结构引起的分子间π—π作用,使未被激发的低能分子与高能分子堆叠在一起,能量的辐射跃迁(荧光)也转变为分子间的能量转移(热能交换)。对于吸收光谱,随着叶绿素浓度的上升,吸收光谱的强度也逐渐增强。橄榄油中叶绿素吸收的能量主要去向包括镁电子辐射跃迁产生荧光以及分子间热能交换两部分,而橄榄油的吸收光谱并未出现类似于聚集荧光猝灭的现象,且吸收光谱强度与掺伪浓度间存在近似线性相关的关系。结果表明:当聚集荧光猝灭出现时,叶绿素吸收的能量仍然与浓度呈线性相关,此时高、低能分子堆叠引起的热能交换效率提高。

关键词：叶绿素荧光吸收光谱特级初榨橄榄油检测

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实用化机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达

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红外与毫米波学报 2011年第2期30卷 184-188页

作者：李正文亓洪兴肖功海方抗美杨一德舒嵘中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室上海200083

针对日益严重的天然气管道泄漏问题,研制了一台基于吸收光谱技术的实用化机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达.介绍了该仪器的工作原理,论述了该仪器的系统构成、设计方法,探讨了高精度激光稳频,实时定标系统等关键技术.地面试验和机载... 详细信息

针对日益严重的天然气管道泄漏问题,研制了一台基于吸收光谱技术的实用化机载天然气管道泄漏监测红外激光雷达.介绍了该仪器的工作原理,论述了该仪器的系统构成、设计方法,探讨了高精度激光稳频,实时定标系统等关键技术.地面试验和机载试验数据的分析结果证明了该仪器的工程实用性.

关键词：天然气管道泄漏机载吸收光谱技术高精度激光稳频实时定标

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着陆导航激光多普勒雷达

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红外与毫米波学报 2013年第6期32卷 508-513页

作者：舒嵘凌元崔桂华洪光烈中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术院重点实验室上海200083

研究了一种可用于着陆导航的全光纤线性调频连续波(LFMCW)-连续波(CW)激光多普勒雷达.以窄线宽激光器作为种子源,利用声光调制器对激光进行频率调制,通过平衡相干探测和基于FPGA的数字信号处理可实时获得航天器相对于天体的矢量速度.基... 详细信息

研究了一种可用于着陆导航的全光纤线性调频连续波(LFMCW)-连续波(CW)激光多普勒雷达.以窄线宽激光器作为种子源,利用声光调制器对激光进行频率调制,通过平衡相干探测和基于FPGA的数字信号处理可实时获得航天器相对于天体的矢量速度.基于速度模拟发生器的实验结果表明,该多普勒雷达可获得高于0.05 cm/s的测速精度,同时具有速度方向辨别能力.

关键词：激光多普勒着陆导航线性调频连续波方向辨别激光雷达

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基于液晶光阀调制的赝热光源制备技术研究

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中国激光 2012年第1期39卷 40-47页

作者：秦洁心刘世超黄庚华舒嵘中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室上海200083

高质量赝热光源的制备是强度关联成像技术中一个非常重要的内容。采用赝热光作为光源是因为一般的热光源相干时间极短,常用的探测器无法响应,且亮度低。利用激光照射旋转的毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光源可以解决上述问题,是目前常... 详细信息

高质量赝热光源的制备是强度关联成像技术中一个非常重要的内容。采用赝热光作为光源是因为一般的热光源相干时间极短,常用的探测器无法响应,且亮度低。利用激光照射旋转的毛玻璃形成的动态散斑作为赝热光源可以解决上述问题,是目前常用的一种方法。提出一种采用液晶光阀(LC-SLM)对激光束进行控制来获得赝热光场的方法。利用该装置产生的赝热光场不仅可以极大程度地模拟真实热光场的热涨落,且光场涨落服从真实热光场所具有的高斯统计分布,更重要的是该系统没有机械转动,光场的时间和空间相干性可以完全分开对待,产生的散斑场结果可以重复,并研究了应用该方法产生的动态散斑场的各种特性。

关键词：强度关联成像赝热光源液晶光阀散斑

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资源有限FPGA的多通道时间-数字转换系统

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红外与激光工程 2015年第4期44卷 1208-1217页

作者：吴军王海伟郭颖洪光烈何志平徐卫明舒嵘中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术与系统实验室上海200083

基于Xilinx XC2V3000芯片设计了一种应用于星载多通道快速激光三维成像雷达中的抗辐照增强型时间-数字转换(Time-to-Digital Converter,TDC)系统。单板2片FPGA内实现了16通道高精度时间间隔测量。采用了多延时链冗余结构,每个测时通道由... 详细信息

基于Xilinx XC2V3000芯片设计了一种应用于星载多通道快速激光三维成像雷达中的抗辐照增强型时间-数字转换(Time-to-Digital Converter,TDC)系统。单板2片FPGA内实现了16通道高精度时间间隔测量。采用了多延时链冗余结构,每个测时通道由3个物理测时链路组成,最后通过三模冗余增强抗单粒子翻转能力。并应用了通道均匀性校准修正技术,解决了多通道测时均匀性问题。实验结果表明,系统测时精度达到62.9 ps,通道一致性较好,满足激光雷达三维成像要求,同时该技术方案具有低功耗、轻量化等特点。

关键词：激光三维成像雷达时间-数字转换系统空间应用资源有限三模冗余

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