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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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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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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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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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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用于太赫兹空间传输的透镜设计及验证（英文）

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红外与毫米波学报 2017年第5期36卷 519-525页

作者：杨秋杰何志平舒嵘中国科学院上海技术物理研究所中科院空间主动光电技术重点实验室上海200083

太赫兹激光作为大角度发散的高斯波束不能简化为平面波或球面波.经典电磁理论和ABCD法则传输理论建模显示:正透镜实现太赫兹激光束的会聚,会聚后其像距明显小于透镜的焦距;焦距和太赫兹激光光束波前半径相匹配的负透镜可以实现太赫兹激... 详细信息

太赫兹激光作为大角度发散的高斯波束不能简化为平面波或球面波.经典电磁理论和ABCD法则传输理论建模显示:正透镜实现太赫兹激光束的会聚,会聚后其像距明显小于透镜的焦距;焦距和太赫兹激光光束波前半径相匹配的负透镜可以实现太赫兹激光束的准直.实验证实f'=-188,的负透镜位于与太赫兹激光光束波前半径相匹配的位置时,即z=100 mm,太赫兹激光的发散角从6°提高到0.1°,20 m传输实验中,负透镜准直探测方案比正透镜准直探测方案更加简单有效.

关键词：太赫兹透镜激光传输

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大视场快焦比施密特系统在星载光谱仪中的应用

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光学精密工程 2019年第3期27卷 533-541页

作者：王欣刘强舒嵘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

根据大视场和快焦比空间遥感高光谱成像仪的研究目标,采用折叠三反施密特望远镜和自由曲面Offner凸面光栅光谱仪结构,设计了一个视场为5°,焦比为2,工作谱段在400～1 000nm,光谱分辨率为5nm的星载高光谱成像仪光学系统。推导了非对... 详细信息

根据大视场和快焦比空间遥感高光谱成像仪的研究目标,采用折叠三反施密特望远镜和自由曲面Offner凸面光栅光谱仪结构,设计了一个视场为5°,焦比为2,工作谱段在400～1 000nm,光谱分辨率为5nm的星载高光谱成像仪光学系统。推导了非对称非球面施密特主镜的理论计算方法,介绍了镜面的制造方法。利用Zemax光学设计软件进行了光线追迹和优化设计,结果显示光谱畸变<0.88%,光谱弯曲<1/3探测器像元,所有谱段的光学传递函数均大于0.8,满足星载高光谱成像仪的技术要求。施密特系统结构简单,仅含有一个非球面,在大视场工作时具有像质优良和畸变小的特点,且中心遮拦比小、体积紧凑,适合未来大视场快焦比的大口径星载遥感应用。

关键词：高光谱成像施密特光学系统非对称非球面大视场快焦比

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无限远前后零位补偿结合的非球面检验

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光学学报 2020年第17期40卷 166-175页

作者：王欣刘强周浩贾建军舒嵘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

利用有限远零位补偿方法检验非球面时,装调环节多,检验精度低。提出了无限远前后零位补偿结合的非球面检验系统,通过在待检镜球心前后位置处各放置一个补偿透镜,使像差在前后区间具有相关性。基于像差理论,对两片补偿透镜的光学参数进... 详细信息

利用有限远零位补偿方法检验非球面时,装调环节多,检验精度低。提出了无限远前后零位补偿结合的非球面检验系统,通过在待检镜球心前后位置处各放置一个补偿透镜,使像差在前后区间具有相关性。基于像差理论,对两片补偿透镜的光学参数进行了推导求解,分析了初始参量与归一化数据的关系,再利用光学软件对计算结果进行缩放与优化。在不同的前零位补偿透镜放大率下,设计了四个具有不同曲率半径的凹抛物面镜,并给出了非球面镜的最大口径和最大相对孔径。采用具有1/10口径比的补偿透镜,实现了口径为3.7 m、相对孔径为1/1.2的非球面镜面形检验,面形波前误差峰谷(PV)值优于0.1λ(λ=633 nm)。容差分析结果证明了检验系统的可行性。针对口径为500 mm、相对孔径为1/1的抛物面镜开展了原理实验,从可检验的最大非球面镜口径和实施难度方面对所提方法与常用方案进行了比较,前后零位补偿结合系统的设计面形波前误差PV值为0.061λ,面形波前误差均方根(RMS)值为0.009λ,实现了面形波前误差RMS值优于λ/40的检测精度。前后零位补偿结合的检验系统适用于具有4 m量级大口径、大相对孔径的非球面镜的高精度面形检测。

关键词：光学设计几何光学非球面辅助光学系统零位补偿检验无限远光路三级像差理论

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基于压缩感知的单点探测计算成像技术研究

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光学学报 2013年第12期33卷 118-124页

作者：马彦鹏王亚南王义坤葛明锋王雨曦亓洪兴舒嵘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

在压缩感知理论的基础上,分析了单点探测计算成像系统的整体结构、相关观测矩阵的设计和图像重构算法,并针对相关算法进行了Matlab仿真。仿真实验结果表明,压缩感知用于单点探测计算成像可以在减少采样的同时还能清晰复原图像。在实验... 详细信息

在压缩感知理论的基础上,分析了单点探测计算成像系统的整体结构、相关观测矩阵的设计和图像重构算法,并针对相关算法进行了Matlab仿真。仿真实验结果表明,压缩感知用于单点探测计算成像可以在减少采样的同时还能清晰复原图像。在实验室内搭建了远距离对外成像系统样机,并在室内利用平行光源进行了成像实验。实验结果表明,该成像系统具有较好的空间分辨率。还对单点探测计算成像进行了更进一步的扩展,通过在成像系统后面搭建色散光路,建立起了计算成像光谱仪的系统结构,分析了压缩感知用于计算成像光谱仪的可行性,并对计算成像光谱仪进行了理论分析。

关键词：成像系统压缩感知单元探测计算成像数字微反射镜编码孔径

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