基于双数字微镜联合调制的单光子压缩光谱成像技术研究

发布时间：2024-06-01 23:09

　　单光子压缩光谱成像将单像素成像技术与光谱测量技术相结合,实现了对光谱图像信息的压缩采集。作为一种新型的光谱成像方案,单光子压缩光谱成像能够同时获取成像物体的空间信息和光谱信息。相比较传统的光谱成像技术,单光子压缩光谱成像能够减少信号的采样时间与数据的采集量,具有更高的成像信噪比。而现阶段的光谱成像系统无法同时给出物体在空间上多点的光谱信息,一般需要通过利用滤光片组分波段重复测量获取光谱数据,导致数据采集量过大,严重影响了光学系统的稳定性。在此背景下,本文围绕单光子压缩光谱成像展开研究,主要的研究内容及成果如下:(1)利用平行单光子源、反射式刻线衍射光栅和高精度计数型光电倍增管(Photomultiplier Tube,PMT)等系统关键元件设计出了以数字微镜器件(Digital Micromirror Device,DMD)作为空间光调制器的单光子压缩光谱成像系统方案。根据系统功能需求,独立设计并实现基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的同步控制与光子计数电路以及上位机控制软件系统。(2)对单光子压缩光谱成像系统进行理论分析与技术...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１编码孔径快照光谱成像仪的结构（摘自文献［２１］）??根据２００６年由Ｓｔａｎｆｏｒｄ大学Ｄａｖｉｄ?Ｄｏｎｏｈｏ等人提出的压缩感知理论［２３］，??

?第１章绪论???Ｏｂｊｃｔｉｖｃ?Ｂ＾ｄ?ｐａｗ?Ａｐｃｉｔｕｒｅ?Ｒｃｉａｙ?Ｄ＾ｐｃｒ＾ｉｖｃ?Ｆ〇ｃａｉ?ｐｉａｎｃ??１：?ａ?ｆ?｛?ｒ＾ｒｎｔ?，＇严?ｔｏ—，??ｍ?ｒ；ｌ?ｉ?Ｉ??Ｆｉ＾ｘ．ｖＡ）?Ｙ（ｘ，ｙ）??图１．１编码孔径快照光谱成像仪的结构（摘自文献....

图２．１单光子压缩光谱成像系统装置与成像光路图??成像方案中设计出的ＦＰＧＡ同步控制与光子计数电路，能控制工作于外同??步模式的ＤＭＤ１与ＤＭＤ２顺序加载随机二值测量矩阵，并同步对ＤＭＤ２采样??

?第２章单光子压缩光谱成像系统的设计???光源Ｉ待成像物体成像透镜Ｌ１?ｍ号＂??０?丨Ｉ??ｕｊ）?ｍｕ？？?ｍ?，ｙ???＾小，随机测量矩阵武??＼?ａ＾Ｌ２??光栅ｔｋｒ＾細??）？像透镜Ｌ４同步控制脉冲信号ａ??ＵｌｄＵｌｉｉＬＵｌｄＬ??ｒ＼??随机测量矩阵＜??＾ＪＴ....

图２．２平行光管的单光子源总体设计图??

?第２章单光子压缩光谱成像系统的设计???可调节光阑?一Ｖ??ｍｔ?……ｊ??——?ＴＩＴ￣＂＂?＾３??ＬＥＤ?—??１??＼????：；ｒ＼?Ｉ?＿?一?光子出射口??￣￣?〒??＼？■袞？片??图２．２平行光管的单光子源总体设计图??２．２．２数字微镜器件??数字微镜器件（....

图２．３?ＤＭＤ驱动幵发板?图２．４?ＤＭＤ内部机械结构??

?第２章单光子压缩光谱成像系统的设计???图２．３?ＤＭＤ驱动幵发板?图２．４?ＤＭＤ内部机械结构??ＤＭＤ对外界输入光进行数字化调制，其实现过程及工作原理如图２．５所示。??当外部光源发射出的光束射向物体并成像于ＤＭＤ的反射镜片上ｓ控制信号将激??活微镜下面的微型电极，通过微型....

本文编号：3986516