基于DMD的微小型近红外光谱仪系统研究

发布时间：2017-03-19 14:09

  本文关键词：基于DMD的微小型近红外光谱仪系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着光谱仪技术的飞速发展,微小型近红外光谱仪以其体积小、成本低、快速高效、在线检测等特点,成为了现代检测仪器的研究热点。本文提出基于DMD(数字微镜)新原理的微小型近红外光谱仪研究,具有重要理论意义与实际应用价值。 论文在分析研究国内外微小型近红外光谱仪发展的基础上,提出一种基于DMD面阵的单探测器微小型近红外光谱仪系统方案;开展了基于DMD的微小型近红外光谱仪分光成像系统的设计与优化、系统结构设计与微结构加工、装调、标定等关键技术研究;研制出基于DMD的微小型近红外光谱仪原理样机,测试结果表明,光谱仪波长范围为1000-1780nm、分辨力小于20nm。论文的主要研究工作是: ①在分析国内外微小型近红外光谱仪光学系统的基础上,提出了基于DMD新原理的微小型近红外光谱仪系统方案; ②在研究数字微镜的工作原理与特点的基础上,确定了光谱仪的光学系统方案以及相应的光学元器件;采用ZEMAX光学设计软件进行光源和分光成像系统设计及优化,实现了系统的像差校正和光学系统的小型化; ③从衍射限制、空间采样率以及光栅谱面等方面进行了系统优化设计,获得狭缝宽度最优值;采用MATLAB数学软件建立DMD的光学模型,进行了仿真与实验,完成了编码误差的校正; ④完成了微小型近红外光谱仪的微结构设计与加工、原理样机装调以及波长标定,测试结果表明:波长范围1000-1780nm,光谱分辨力小于20nm。
【关键词】：DMD 光谱仪 近红外 单探测器 光栅
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH744.1
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-7
• 1 绪论7-14
• 1.1 微型光谱仪研究现状7-12
• 1.2 目的与主要研究内容12-13
• 1.3 本章小结13-14
• 2 基于 DMD 的微小型近红外光谱仪系统设计14-29
• 2.1 系统原理14
• 2.2 光学系统方案14-16
• 2.3 分光成像系统设计16-28
• 2.3.1 关键元件16-19
• 2.3.2 光学系统参数设计19-21
• 2.3.3 分光成像系统仿真21-28
• 2.4 本章小结28-29
• 3 基于 DMD 的微小型近红外光谱仪系统优化29-50
• 3.1 像差校正29-36
• 3.1.1 双胶合透镜设计29-30
• 3.1.2 双胶合透镜仿真30-36
• 3.2 分辨力优化设计36-42
• 3.2.1 系统分辨力理论分析36-39
• 3.2.2 系统分辨力优化实验39-42
• 3.3 编码误差的校正分析42-49
• 3.3.1 编码误差校正理论42-45
• 3.3.2 编码误差校正实验45-49
• 3.4 本章小结49-50
• 4 基于 DMD 的微小型近红外光谱仪原理样机设计及测试50-62
• 4.1 光源系统设计50-54
• 4.1.1 光源模型建立50-51
• 4.1.2 光源系统的仿真51-54
• 4.2 原理样机系统设计及装调54-57
• 4.2.1 第一套方案54-57
• 4.2.2 第二套方案57
• 4.3 原理样机标定及特性测试57-61
• 4.3.1 测试平台57-59
• 4.3.2 测试结果59-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 总结与展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67
• 附录67
• A. 作者在读硕士学位期间发表的论文目录67
• B. 作者在攻读硕士学位期间参与申请专利67
• C. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 褚小立;王艳斌;陆婉珍;;近红外光谱仪国内外现状与展望[J];分析仪器;2007年04期

2 袁洪福,褚小立,陆婉珍,陈卫民,关新虎,曹巍,张传;一种新型在线近红外光谱分析仪的研制[J];分析化学;2004年02期

3 贾辉,李福田;阿达玛变换成像光谱仪编码模板的设计与制作[J];光电工程;2003年04期

4 陈伟民,胡松,温志渝,吴英,陈刚,黄尚廉;微小型光谱仪光谱带宽及象元分辨力的讨论[J];压电与声光;2000年03期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 邢德财;几种介质光栅的衍射特性研究[D];四川大学;2005年

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本文编号：256165