国家自然科学基金(41005109)
- 作品数：12 被引量：75H指数：7
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- 相关领域：机械工程理学天文地球自动化与计算机技术更多>>
- 宽谱段成像光谱仪前置物镜的设计被引量：3
- 2012年
- 为满足高光谱成像光谱仪的要求,研究了可见光-短波红外宽谱段的消色差像方远心前置物镜的设计问题。针对0.5～2.5μm谱段、焦距750 mm、F/#为5和视场角±0.8°的设计要求,进行了设计方案分析,提出了R-C折反式光学系统的设计方法;透镜校正组的设计中分析了可见光、短波红外波段的材料特性,并选择了适合该系统的材料F_Silica。最终设计的系统结构简单,很好地校正了色差以及单色像差,还实现了像方远心光路。设计结果满足光谱仪的要求,在整个谱段和全视场范围内,系统成像质量接近衍射极限。
- 逯雪峰白清兰
- 关键词：光学设计折反系统
- Hadamard变换成像光谱仪实验室辐射定标方法被引量：2
- 2013年
- Hadamard变换成像光谱仪采用多通道探测数字变换技术实现光谱成像。主要介绍了基于数字微镜阵列器件的Hadamard变换成像光谱仪的工作原理与仪器结构,研究设计了一套适用于该Hadamard变换成像光谱仪的实验室辐射定标方案。用远距点光源光路进行CMOS探测器像元响应不均匀性修正,获得相对定标精度达到4.6%;采用太阳模拟光源和均匀平行光路,用光谱辐射度计实现标准辐射亮度的传递进行光谱辐射定标,绝对定标精度达到8.92%。通过实物成像,Hadamard变换成像光谱仪的实验室辐射定标方法精确、实用。
- 白军科刘学斌闫鹏胡炳樑
- 关键词：辐射定标
- 空间外差光谱仪视场展宽棱镜设计理论与方法被引量：10
- 2012年
- 空间外差光谱仪采用特定楔角的棱镜实现视场拓展是提高仪器通量和辐射灵敏度的重要手段之一。借鉴传统傅里叶变换光谱仪视场展宽基础理论,结合空间外差光谱仪的技术特点,研究了基于数值归纳方法进行视场展宽棱镜设计的理论依据和实现途径。分析了不同Littrow角和目标波数下视场展宽棱镜顶角的最优取值及最大视场展宽容限。结果表明数值归纳方法全面衡量各级次视场对相位差的影响给出视场展宽棱镜顶角的最优取值,与传统理论推导方法相比,沿色散主截面方向视场容限提高了10%～30%,且数值归纳方法设计空间外差视场展宽棱镜简单、直观,在设计过程中可同时分析仪器参数对视场展宽容限的影响。
- 冯玉涛白清兰王咏梅胡炳樑王姝娜
- 关键词：光谱学
- 采用Gyrator变换的泰伯效应及图像去噪被引量：2
- 2014年
- 根据Gyrator变换原理,首先研究了Gyrator变换的自成像效应,即泰伯效应,讨论了实现Gyrator变换泰伯效应的条件,并指出了Gyrator变换的泰伯效应与传统意义上的泰伯效应不同,泰伯角度不是固定的,不同泰伯角度之间的分布也不是线性的,Gyrator变换的分数泰伯效应无法通过分数化泰伯角度得到。其次,应用Gyrator变换对图像减噪也进行了讨论,研究发现Gyrator变换不仅对双曲型噪声有较好的去除效果,而且对携带有双曲信号的噪声同样具有较好的去除效果。最后,还指出了研究的不足以及后续要开展的工作。不但深化了人们对Gyrator变换的认识,而且发展了图像的自成像和去噪等技术。
- 马媛花胡炳樑李然孙朗孙念王峥杰
- 关键词：图像处理泰伯效应去噪
- 大孔径静态干涉成像光谱仪光谱信噪比研究被引量：14
- 2014年
- 大孔径静态干涉成像光谱仪获取图谱数据立方体的过程包含干涉仪调制、探测器矩形函数卷积采样和光谱反演,其光谱信噪比评估模型复杂。从光谱能量调制、采样、反演的完整传输过程入手,根据探测器矩形卷积采样原理,采用离散傅里叶变换取实部的光谱反演方法,进行信号与噪声的理论推导,建立了大孔径静态干涉成像光谱仪光谱信噪比评估模型。考虑了与波数相关的光学系统透过率、干涉仪分束面效率、探测器量子效率等仪器设计参数和主要电路噪声参数,进行了光谱信噪比仿真计算。利用LASIS仪器进行了光谱信噪比实验测试,测试结果与模型仿真计算结果平均偏差为3.58%,单谱段信噪比趋势基本吻合,验证了评估模型的正确性。评估模型中包含了典型LASIS成像光谱仪由输入光谱辐射到输出光谱数据的各项主要技术环节,在信噪比计算公式中带入干涉仪分束面干涉效率、探测器矩形采样方式等因素对仪器光谱信噪比的影响算子,并利用实际仪器进行了实验验证,对提高LASIS成像光谱仪工程设计水平具有指导意义。
- 王爽相里斌李立波皮海峰
- 关键词：干涉成像光谱技术噪声
- 大视场宽谱段高分辨率分波段机载紫外-可见光成像光谱仪设计被引量：8
- 2013年
- 紫外一可见光（200--500nm）成像光谱仪是空间遥感的重要组成部分，本文基于机载紫外一可见成像光谱仪的特殊性和实际应用要求，提出了一种采用面阵CCD的摆扫式成像光谱仪，这样既克服了传统线阵CCD摆扫式成像光谱仪空间分辨率低的缺点，同时又弥补了推扫式成像光谱仪视场范围有限的缺点，能够满足大视场、宽谱段、高分辨率成像光谱仪的应用要求；此外，考虑400-500nm波段中200-250nm波段二级光谱的影响和〈290nm的短波区和〉310nm的长波区两个波段相差3个数量级的辐射波动，采用了分波段、分系统的方式独立进行消杂光光谱成像。在系统结构设计方面，本着高性能、低成本的设计理念，选用了两镜同心系统作为望远系统，Czerny-Turner平面光栅结构作为成像光谱仪系统的光学设计方案；设计了一种不使用任何辅助光学元件，全部采用球面镜结构的成像光谱仪。整个系统结构简单、紧凑，性能优良，可行性好。全谱段、全视场调制传递函数值在0．6以上。
- 郝爱花胡炳樑白加光李立波于涛李思远
- 关键词：大视场高分辨率紫外成像光谱仪
- 基于成像光谱仪的Sagnac干涉仪的优化设计被引量：11
- 2012年
- 为了满足仪器的轻量化设计要求,研究了成像光谱仪系统中Sagnac干涉仪的优化设计方法,讨论仪器轻量化设计中干涉仪尺寸与系统前置望远镜倍率的制约关系,通过将Sagnac干涉仪展开为平板玻璃的方法对干涉仪的结构和光路进行分析,根据几何关系推导出Sagnac干涉仪几何尺寸与入射干涉仪的光束孔径和视场角的关系表达式,通过该关系式可以求出干涉仪的尺寸极值和对应的系统前置望远镜倍率大小。以某短波红外光谱仪为例,运用推导出的关系式,计算并给出了优化设计结果。
- 逯雪峰白清兰
- 关键词：成像光谱仪SAGNAC干涉仪几何尺寸优化设计
- 哈达玛变换光谱仪混合像元解混方法研究被引量：1
- 2011年
- 哈达玛变换光谱成像仪是一种采用多通道探测的数字变换光谱技术,介绍了基于数字微镜阵列器件(DMD)的哈达玛变换光谱仪工作原理与仪器结构,对成像传感器所获得的混合像元进行了分析研究,理论推导出了混叠像元的解混合方法,仿真实验结果表明该方法简单有效,对提高混合像元复原光谱精度超过10%。
- 闫鹏胡炳樑刘学斌孙威李立波冯玉涛刘永征
- 关键词：混合像元DMD
- Hadamard变换多谱段自适应光谱仪被引量：8
- 2010年
- 通过获得目标的光谱特性,揭示目标物质的表面成分,从而识别目标。阐述了Hadamard变换多通道探测的原理及基于Hadamard变换的光谱成像仪原理,设计并研制了基于数字微镜器件(DMD)的Hadamard变换多谱段自适应光谱仪;使用该光谱仪在实验中成功的复原出目标物的光谱,从复原出的光谱曲线中可以鉴别出目标物,同时,将实验组所得光谱曲线与国际标准的光谱曲线进行了比较,平均误差小于4%。
- 邵秀娟胡炳樑闫鹏
- 关键词：HADAMARD变换数字微镜器件
- 基于法布里-珀罗干涉仪反演大气风速和温度的简化算法被引量：7
- 2013年
- 阐述了基于法布里-珀罗干涉仪(FPI)反演中高层大气风速和温度的基本原理,研究了FPI系统传递函数及其对入射谱线的响应表达式。借鉴传统FPI反演中高层大气风速和温度的经典理论,提出一种矩阵简化算法。利用分解和近似的数学基础方法来得到系统响应表达式的矩阵形式,然后采用最小二乘法反演出大气风速和温度。仿真结果表明:当预估风速和温度偏离实际风速和温度,小于150m/s和80K时,反演风速和温度的误差范围在±3m/s和±10K内。矩阵简化算法不但保留了完整傅里叶级数描述法的精确性,而且避免了激光校准和波长变换,具有简单和快速的优点。
- 王宏刘学斌冯玉涛白清兰
- 关键词：大气光学法布里-珀罗干涉仪
