国家创新方法工作专项(2008IM040700)
- 作品数：33 被引量：216H指数：10
- 相关作者：巴音贺希格唐玉国崔继承齐向东李文昊更多>>
- 相关机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所中国科学院研究生院中国科学院更多>>
- 发文基金：国家创新方法工作专项国家自然科学基金国家重大技术装备创新研制项目更多>>
- 相关领域：机械工程理学电子电信更多>>
- 宽波段全息罗兰光栅的优化被引量：9
- 2011年
- 罗兰光栅存在的主要像差是像散和弧矢彗差,影响其光通量和光谱分辨率。根据凹面全息光栅的几何像差理论,分析了记录光源点在罗兰圆外所制作的全息罗兰光栅的宽波段像差特性。发现像散和弧矢彗差能够在两个波长处被同时消除;并且在两波长之间的波段范围内,像散和弧矢彗差相对传统光栅均得到明显改善。基于此像差特性提出一种设计宽波段高分辨罗兰光栅的方法,通过选择适当的使用结构和校正波长,能够在整个使用波段有效地校正像散和弧矢彗差。利用这种优化方法设计了工作波段为160~600 nm的罗兰光栅。光线追迹结果显示,所设计光栅的光谱分辨率和能量集中度在整个使用波段较传统光栅均有显著提高。
- 孔鹏巴音贺希格李文昊唐玉国崔锦江
- 关键词：光栅全息像差校正宽波段
- 中阶梯光栅光谱仪的谱图还原与波长标定被引量：22
- 2010年
- 研究了与中阶梯光栅光谱仪相关的二维重叠光谱的实时还原与波长自动标定技术。基于分光系统主色散及横向色散规律及它们之间的相互关系,建立了3个变换矩阵M1,M2和M3,由此给出了中阶梯光栅光谱仪面阵CCD上所有接收点处空间坐标与波长关系的谱图矩阵Mλ-XY,利用中心波长与自由光谱区特性获得了理想的无重叠谱图数据模型。提出了信号光斑识别方法,并对信号光斑位置坐标进行准确定位;结合所建立的谱图数据模型,实现了对二维重叠谱图的快速还原与标定。实验结果表明:该方法在中阶梯光栅光谱仪谱图分析中不仅实时性强,而且波长精度可达0.01nm,满足中阶梯光栅光谱仪高分辨率、全谱瞬态直读等要求。
- 唐玉国陈少杰巴音贺希格崔继承陈今涌
- 关键词：中阶梯光栅中心波长
- 机械刻划光栅的刻线弯曲与位置误差对平面光栅性能影响及其修正方法被引量：19
- 2013年
- 机械刻划法是制作平面光栅的重要方法之一。深入分析了机械刻划光栅的等间距刻线弯曲和刻线位置误差对平面光栅分辨本领和杂散光等光谱性能的影响,对改善光栅质量和提高应用水平有重要的意义。根据费马原理,建立了单色平行光入射、含有刻线弯曲和刻线位置误差的平面光栅在焦平面上成像的光线追迹数学模型,研究了上述两种刻线误差对光栅光谱性能的影响。结果表明,刻线弯曲和刻线位置误差分别主要影响光栅弧矢和子午方向光谱性能,刻线弯曲对光栅分辨本领和杂散光影响较小。据此对光栅刻划机刻划系统进行了修正。修正后的刻划系统产生的刻线位置误差的统计平均值降低至原有幅值的一半以下,从而有效抑制了光栅杂散光。
- 李晓天巴音贺希格齐向东于海利唐玉国
- 关键词：光栅平面光栅
- 小型宽波段凹面全息光栅单色仪的优化设计被引量：4
- 2012年
- 随着户外物性分析实验的日渐增多,开发轻小型、便携式,且响应波段范围宽的光谱仪器的需求越来越迫切。根据凹面全息光栅均方根优化理论,设计了一款轻小型宽波段单色仪。该单色仪主要由三块IV型凹面全息光栅和上下两层可旋转的平台组成,三块光栅对称地固定于上层平台上,由一台步进电机带动上层平台旋转实现光栅之间的切换,另一台步进电机带动下层平台旋转实现单块光栅的扫描。三块光栅的响应波长范围分别为400～1000,1000～1700和1700～2500nm,其理论分辨极限分别优于2.5,2.8和4.0nm。并对三块光栅的制作误差和双层平台结构误差进行了分析,结果表明,在能够保证的误差范围内,该单色仪的光谱质量可以较好地满足户外光谱分析的要求。
- 曾瑾巴音贺希格李文昊李林王光珍王丽莉孔德鹏姬江军张亚军
- 关键词：光栅单色仪
- 全息曝光系统轴向调节误差对光栅衍射波像差的影响被引量：5
- 2012年
- 光栅衍射波像差作为全息光栅重要的技术指标之一,直接影响光栅分辨率,其中曝光光学系统的调节误差是引起光栅衍射波像差的主要因素。采用q参数讨论了高斯光束在光栅曝光光学系统中的传播和变换,通过计算高斯光束经准直系统后的相位给出了叠栅条纹相位分布的解析表达式,由此系统分析了曝光系统调节误差与光栅衍射波像差的关系。理论分析结果表明:左右曝光光路准直系统的相对离焦对光栅衍射波像差的影响最为显著;相对离焦量相同时,光栅衍射波像差随曝光系统焦距的减小而逐渐增大;理论模拟的条纹分布与实验中获得的叠栅条纹能够很好吻合。
- 韩建巴音贺希格李文昊孔鹏
- 关键词：衍射叠栅条纹
- 基于预测与JPEG2000的高光谱图像无损压缩方法被引量：13
- 2012年
- 随着成像光谱仪向着高光谱分辨率、高空间分辨率方向发展,高光谱图像的数据量呈几何级数增长。由于数据传输和存储能力的限制,必须对高光谱图像进行有效压缩。首先,对高光谱图像的相关性进行了深入分析,得知其具有一定的空间相关性和极强的谱间相关性,从而具有较强的可压缩性。其次,结合JPEG2000对DPCM进行了修改,提出了基于一阶线性预测与JPEG2000相结合的无损压缩方案。最后,在软件平台上实现了该方案,并取得了较好的压缩效果。结果表明,该方案可以有效的实现高光谱图像无损压缩,验证了方案的可行性,为硬件平台上实现该方案提供了理论依据。
- 刘仰川巴音贺希格崔继承唐玉国
- 关键词：高光谱图像JPEG2000
- 制作平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉系统被引量：13
- 2011年
- 设计和制作具有较高波前平面度和结构稳定的干涉曝光系统是研制高质量平面全息光栅的首要条件。对离轴抛物镜/洛埃镜系统、单透镜/洛埃镜系统、球面反射镜/洛埃镜系统和双分离透镜/洛埃镜系统等4种单反射镜干涉曝光系统产生的干涉条纹直线度进行了光线追迹。在干涉场中放置标准光栅,使用于曝光的两束平行光入射到光栅上,从而衍射光相干叠加产生莫尔条纹;并对上述4个系统产生的莫尔条纹做了模拟。利用Zernike多项式对莫尔条纹进行拟合得到干涉曝光系统的波前像差,比较了4个系统的差异。结果表明,采用离轴抛物镜/洛埃镜系统制作中、小口径平面全息光栅是最为合适的。在此基础上,研制了用于制作最大尺寸为110 mm×110 mm,刻线密度〉1 200 l/mm的平面全息光栅的离轴抛物镜/洛埃镜干涉曝光系统,在洛埃镜和离轴抛物镜面形精度为λ/8（λ=632.8 nm）的前提下,平面全息光栅的衍射波前像差为0.239 6λ（λ=550 nm）。此系统经过消除外界扰动和精细装调后,可用于制作衍射波前像差达λ/6~λ/7（λ=550 nm）以上的平面全息光栅。
- 巴音贺希格邵先秀崔继承李文昊齐向东
- 用于水果品质检测的小型成像光谱仪被引量：1
- 2012年
- 利用成像光谱可同时获得水果的成像信息和光谱信息,实现水果外部和内部品质的高精度、无损伤、无污染的大面积瞬态检测。为了获得水果的成像光谱,设计了一种以自主研发的凸面光栅作为核心元件的小型成像光谱仪,它具有成像质量好、体积小、重量轻等优点,光谱分辨率在578nm波长处达2.1nm,光谱谱线弯曲和色畸变均小于0.6%。对该小型成像光谱仪进行了检测和苹果成像光谱测量实验,结果表明:该成像光谱仪满足设计要求且可以快速的获得苹果的高精度成像光谱,从而进行水果的品质检测。
- 刘玉娟唐玉国崔继承巴音贺希格
- 关键词：成像光谱仪水果品质无损检测凸面光栅
- 罗兰全息光栅线密度误差分析与控制被引量：2
- 2013年
- 分析了罗兰光栅帕邢-龙格结构中光栅线密度误差对波长精度的影响。提出一种利用参考光栅在线检测罗兰全息光栅干涉场条纹密度的方法。将具有标准线密度的参考光栅放置在干涉场内曝光位置,通过检验曝光光束的自准直衍射光与空间滤波器中针孔位置的重合度来判断干涉场条纹密度误差。推导了干涉场条纹密度误差与曝光光束自准直衍射光偏移量的解析表达式,发现干涉场条纹密度误差与曝光光束自准直衍射光偏移量、罗兰光栅曲率半径和曝光光束波长有关。以曲率半径750.2mm的罗兰光栅为例,当采用441.6nm激光建立光路时,利用此方法可将干涉场条纹密度误差调整至0.035grooveμ排m以内。
- 崔锦江孔鹏王帆檀慧明
- 关键词：全息术光谱仪衍射光栅
- 双光栅切换微型平场全息凹面光栅光谱仪被引量：9
- 2013年
- 基于CCD的微型平场全息凹面光栅光谱仪,以其简单紧凑的结构和快速高效的工作方式在光谱分析领域获得了广泛的应用。但是,由于受限于色散距离,单纯依靠优化光栅像差很难进一步使光谱分辨率获得大幅提高。提出一种双光栅切换微型平场全息凹面光栅光谱仪的设计方法,用两个使用结构相同的光栅代替传统的单光栅设计,给出一个光谱范围为400～1000nm光谱仪的具体设计,计算显示光谱分辨率最大可提高为原来的2.5倍。通过对光栅衍射效率的计算分析,说明此方法能够显著改善仪器的通光效率。设计制作了原理样机,进行了装调测试,实验结果与理论计算相吻合。
- 孔鹏唐玉国巴音贺希格齐向东李文昊崔锦江
- 关键词：光谱学光谱仪衍射光栅宽光谱
