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时间序列编码放大成像的基础研究

发布时间:2017-09-12 16:04

  本文关键词:时间序列编码放大成像的基础研究


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【摘要】:本文对时间序列编码放大动态成像系统中的关键技术——光学拉伸技术和拉曼泵浦放大技术进行了详细的理论和实验研究。分析了不同的色散参数和色散斜率中时间跨度与色散长度的关系,以及色散参数和色散斜率对分辨率的影响。对收集到的信号实现了有效放大,进行了信噪比测量,找到了最佳信噪比时的前向和后向泵浦功率,在最佳信噪比下,信号增益可达20.53 dB,提出一种快速寻找最佳信噪比的方法。本文还就搭建实验光路过程中的空间光-光纤耦合效率、对准过程、发散角不一致问题给出了解决方案,就成像光路中各部分器件的相互制约关系进行了详细说明,提出了三种不同的成像光路,优化了光路的传输效率。搭建了重复频率25 MHz的线扫描超快成像系统,通过改进激光模块和采样算法,大大降低了同类系统的成本,并对该系统的整体分辨能力给出了大致的估算,同理论值进行了对比。本文还提出一种新的用于时间序列编码放大动态成像的成像方法,主要解决了非平带光谱激光源和放大过程的非平带增益问题,避免了脉冲边沿低水平振幅的浪费,编写了相关VBA程序,对采集到的数据进行了离线处理,恢复出较好的USAF-1951分辨率板第一组别的图像,得到了60μm的纵向分辨率、42μm的横向分辨率。为进一步的微型化、实时显示、更多频段的系统的研发提供了基础。
【关键词】:超快光学 色散 近红外光谱成像 成像系统
【学位授予单位】:北京化工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TH74
【目录】:
  • 摘要5-7
  • ABSTRACT7-13
  • 第一章 绪论13-27
  • 1.1 序言13-16
  • 1.2 时间序列编码放大成像的国内外发展现状16-25
  • 1.2.1 脉冲激光源的发展现状17-18
  • 1.2.2 空间色散装置的发展现状18-21
  • 1.2.3 时间色散装置的发展现状21-22
  • 1.2.4 光电探测和数模转换装置的发展现状22-23
  • 1.2.5 信号处理与图像重建技术的发展现状23-24
  • 1.2.6 混合处理技术的发展现状24-25
  • 1.3 本文的研究结构与内容25-27
  • 第二章 时间序列编码放大成像系统的关键技术27-46
  • 2.1 光学时间拉伸技术和拉曼放大技术27-46
  • 2.1.1 理论推导27-33
  • 2.1.2 数值模拟33-36
  • 2.1.3 实验验证36-46
  • 第三章 时间序列编码放大成像系统搭建46-56
  • 3.1 空间光路调节46-53
  • 3.1.1 空间光-光纤耦合46-47
  • 3.1.2 光线对准47-49
  • 3.1.3 发散角压缩49-53
  • 3.2 整体光路的设计53-56
  • 第四章 数据处理与图像重建56-61
  • 4.1 数据采样56
  • 4.2 恢复算法56-59
  • 4.3 分辨率分析59-61
  • 第五章 时间序列编码放大成像系统的总结与展望61-63
  • 5.1 工作总结61
  • 5.2 创新与特色之处61
  • 5.3 面临的问题61-62
  • 5.4 发展趋势62-63
  • 参考文献63-68
  • 附录 数据处理的VBA程序68-72
  • 致谢72-73
  • 学术成果和发表的论文73-74
  • 附件74-75


本文编号:838172

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