基于数字微镜的便携式傅里叶变换光谱探测系统研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong513
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
食品安全问题不仅是一个直接影响人们身体健康的重大民生问题,同时还是一个关系国家经济发展与政治稳定的社会安全问题。面对我国食品安全的严峻现实,利用傅里叶变换光谱仪在物质检测分析领域辐射通量大、波数准确、精确度高等优势,结合快速发展的微光机电系统(Micro-Optical-Electro-MechanicalSystem, MOEMS)技术,研究一种可实现食品安全在线检测分析的便携式低成本傅里叶变换红外光谱探测系统具有重要的社会现实意义和科学研究价值。可编程MOEMS数字微镜阵列作为MOEMS技术发展的商品化典型代表,具有空间光束选择功能,可作为光反射式数字开关应用于微型光学系统。文中将其与由平面反射镜和倾斜反射镜构成的改进型迈克尔逊干涉具相配合,在单点探测器的作用下实现光谱探测。由于摒弃了传统傅里叶变换光谱探测系统中的动镜扫描结构,这种基于MOEMS微镜的新型傅里叶变换光谱探测系统具有体积小、成本低、结构简单、抗震性好等优点。本文以该新型傅里叶变换光谱探测系统的工作原理为出发点,主要工作包括:①在近红外波段建立了基于标量衍射理论的MOEMS微镜衍射特性分析模型,探讨了衍射效应对干涉光强探测的影响。分析结果表明若仅考虑MOEMS微镜反射的零级衍射光,则经合理的光学设计仍可不失真地得到复原光谱。分析该光谱探测系统的特性,提出相关设计指标,并利用Zemax软件完成准直与会聚系统的光学设计。②在对系统硬件电路总体规划的基础上,完成了系统电源电路设计,实现了基于FPGA的信号采集模块、MOEMS微镜驱动模块、数据存储模块和USB数据通信模块的光谱探测系统软硬件设计,并在Quarturs II软件中对各模块的逻辑控制时序进行了综合仿真验证。③对系统中各光学单元进行了加工与测试,准直光学系统出射光斑的均匀性与一致性分别高达95.3%与98%,具有较好地准直效果。在系统电源电路纹波测试中,其最大输出纹波电压不超过30mV,纹波系数小于2%。随后在基于FPGA的光谱探测硬件电路测试实验中,各模块均实现了预期功能。在此基础上,本文在900-1700nm波段对系统的性能进行了测试。结果表明,该系统光谱分辨率优于10nm,稳定性优于0.4%,验证了本系统设计的正确性与可行性,具有一定的应用前景。
其他文献
中国传统政治哲学逐渐成为一个研究热点,但在研究方法上仍是孱弱的。反思目前中国传统政治哲学研究中知识构成的描述、意识形态的勾画、政治功能的凸显、理论结构的提取这四
本报讯 (段朝鹏、马建超) 以“交流、合作、发展、共赢”为主题的首届安平县护栏网行业技术论坛3日在安平县举办。来自县内外的100多家护栏网企业负责人以及交通部、铁道部、
报纸
在对宁化客家胡氏与汀州胡氏源流研究回顾的基础上,通过《福建汀州岭南胡氏族谱》和《杭武胡氏族谱》这两部族谱文献梳理了汀州胡氏的源流,明确了汀州胡氏的始迁祖为万九郎,
文章创新研发适合贵州山地特色高效作物抗旱的灌溉装置,介绍集雨润湿灌溉技术原理、研发目的、设计结构,并实际应用于贵州山地的果木种植中。通过实验数据分析得知集雨灌溉装
研究目的对比分析经直肠超声(Transrectal ultrasound,TRUS)基础上采用实时弹性成像(Transrectal real-time elastography,TRTE)与磁共振T2加权成像(T2-weighted imaging,T2WI)联合
通过正交试验酶法提取米渣蛋白,确定了最佳的提取工艺,所制蛋白粉蛋白质含量为80.1%,得率55.6%,溶解性好;将所得蛋白粉用于制作微胶囊壁材,制备了高蛋白含量粉末油脂,并对产品进行了检测
目的:探讨复方岗松洗液防治宫颈癌后装治疗放射性阴道损伤的效果。方法:选择我院肿瘤科2009年7月~2011年6月收治的100例宫颈癌患者按照入院顺序分为观察组和对照组。两组均给予
建立以气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术测定小白菜中己酸二乙氨基乙醇酯残留量的方法。目标农药经丙酮提取,二氯甲烷液/液分配净化。目标农药采用GC/MS/SIM方式进行定性、定量分