一、普适光谱调制传感器原理及应用（论文文献综述）
徐利平[1]（2021）在《基于量子弱测量原理的表面等离子体共振生化传感器研究》文中研究指明表面等离子体共振（Surface plasmon resonance,SPR）传感技术是近几十年迅速发展起来的一种光学传感技术,以其高灵敏度、免标记、无损伤、实时检测等优点,在生物医学、化学、食品安全检测等领域中得到了广泛的应用。通常来说,表面等离子体共振传感器主要包括强度调制、角度调制、波长调制和相位调制四种方式。由于实际应用中噪声的存在,采用不同的调制方式会导致现有的SPR传感技术呈现不同的分辨率,且受SPR经典调制方法的限制,其灵敏度、分辨率很难再有提升的空间,还会使得成本以及系统复杂性进一步增加。随着科技的飞速发展和人们对健康状况以及生活环境的关注程度逐步提高,对检测技术的要求也越来越高。因此有必要探索基于新原理的SPR传感方法和技术,突破现有SPR传感器的局限性,来扩展其实际应用范围,如较低浓度的痕量检测,甚至可达到少数或者单分子量级的探测水平;拥有较大的动态范围;不仅能测试物质的折射率,还可区分手性分子的绝对构型;同时在实现以上提及条件时,若其制造成本低廉、便携以及操作简易,允许相较于目前更大的加工宽容度,则可极大地促进SPR传感器在实际生活中的应用。本论文将量子弱测量理论引入到SPR传感技术中,利用量子弱测量技术抑制噪声的同时可放大所需信号的独特优势,使SPR传感器的分辨率、动态范围得到改善,同时还可以区分手性分子。基于量子弱测量原理的表面等离子体共振传感器不像传统SPR传感技术对金属膜厚度以及噪声敏感,采用强度调制极大程度上降低了系统的复杂性以及制造成本,同时简易了操作,因此本项工作的开展具有重要的应用前景。本论文将SPR传感技术与量子弱测量原理相结合,再根据几种典型的物质:离子化合物、非手性分子以及手性分子,提出了几种新型的SPR传感方式,并在理论和实验上都进行了较为系统深入地研究,取得如下创新成果:（1）首先提出了基于量子弱测量原理的线偏振光激发表面等离子体共振折射率传感器,其中将线偏振光作为前选择态采用强度调制来监测离子化合物（氯化钠）、非手性分子（酒精）折射率的变化。利用该系统可以准确测出9.8×10-7RIU的折射率变化量,动态范围为10-7～10-5RIU,分辨率比常用的强度调制型SPR传感器性能提高102倍。同时,该装置可以通过CCD相机清晰定量地观测到光子自旋霍尔现象。在理论和实验上验证了随着折射率的增加,光子自旋角动量和轨道角动量的相互作用逐渐减弱,最终这种相互作用变得极其微弱,以至于不再能分辨光子自旋霍尔效应。该系统配置简单,操作简单,成本低廉,相较于复杂的相位调制型SPR传感器更具有实用性和推广性。（2）在实现了对离子化合物、非手性分子折射率的高精度检测之后,又进一步设计和构建了基于量子弱测量原理的椭圆偏振光激发表面等离子体共振折射率传感器,将椭圆偏振光作为前选择态采用强度调制来监测手性分子（葡萄糖、果糖、L-脯氨酸、D-脯氨酸）折射率的变化。利用该系统可以准确读出折射率变化量1.13×10-6RIU,分辨率与基于Mach-Zehnder干涉仪的量子弱测量技术相比提高一个数量级。而通常SPR传感器在金膜修饰的情况下只能测试不具备旋光性的溶液。该系统配置简单,与目前最灵敏的基于相位调制型的SPR传感器相比,操作更简单。为进一步在水溶液中检测蛋白质和DNA等生物分子的检测方法提出了新的思路。（3）因手性分子具有旋光性,根据量子弱测量技术自身特性,设计和构建了基于量子弱测量原理的表面等离子体共振旋光性传感器,手性分子改变前选线偏振态,可用来测量手性分子（葡萄糖、果糖、L-脯氨酸、D-脯氨酸）的旋光角以及识别手性分子。利用该系统测量的旋光角变化量低至2.73×10-4rad,系统分辨率比使用强度调制量子弱测量系统获得的分辨率高一个数量级。通过测量输出光强随手性分子旋光角的变化,可根据强度确定手性分子的绝对构型。本文所提出的传感器不仅丰富了手性传感器的种类,而且填补了传统SPR传感器不能直接检测手性分子的空白。该方法对手性分子的检测具有实时监测和高分辨率的独特优势,同时该系统结构简单、操作简易、成本低廉。综上,精密手性分子检测的特点使其成为一种前途广阔的测量方法,可用于多种生命科学领域,如药物合成、药物分析、立体化学、食品添加剂安全检查等以及其他涉及手性分子的重要应用领域。（4）基于上述研究设计的折射率及旋光角传感器,通过进一步对其进行优化和集成,搭建了基于量子弱测量原理的表面等离子体共振的多参数测量传感器,可以同时测量折射率和旋光角。该系统折射率分辨率比之前采用光强调制量子弱测量系统高三个数量级;利用该系统测量的旋光角分辨率比传统测量方法高一个数量级。该系统还可以通过强度与分子取向的关系来识别手性分子的绝对构型。同时,该传感器实现了简单的线性光路操作,稳定性高,并具有良好的鲁棒性。实现了基于量子弱测量原理的表面等离子体共振技术的多参数测量应用,也丰富了量子弱测量传感器的类型。
邢文赫[2]（2021）在《通道色散型偏振光谱成像系统偏振辐射标定研究》文中研究说明近年来,随着大气监测、地物信息反演、军事目标识别等领域对光学遥感信息量需求的增加和遥感信息获取技术的飞速发展,出现了一种新型遥感信息探测技术——偏振光谱成像技术。相较于传统的遥感信息获取技术,利用该技术所获取的偏振光谱图像信息可以提供更加丰富的目标特性,提高遥感信息的利用率和目标反演的精度。偏振光谱强度调制技术（Polarimetric Spectral Intensity Modulation,PSIM）是一种将偏振、光谱和成像技术结合在一起的先进偏振光谱成像技术。该技术仅在传统光谱仪器中引入一个偏振探测模块即可以实现全斯托克斯矢量偏振光谱信息的测量,无运动部件,对于运动目标信息的实时获取具有重要意义。但是由于偏振探测模块的快轴方位角误差、光学系统的偏振效应等系统误差和在轨工作过程中环境变化等随机误差的存在,对现有的系统偏振标定和辐射标定方法及效果产生干扰,进而降低了系统的偏振探测精度。然而目前对于上述误差标定及补偿方法的研究还不够完善,有必要对系统偏振标定与辐射标定进行进一步深入研究。因此,本论文针对通道色散型偏振光谱成像系统的偏振与辐射标定方法开展研究,主要研究内容如下:针对偏振探测模块中快轴方位角误差及相位延迟量的标定进行深入研究。由于目前偏振探测模块快轴方位角误差的标定方法并不够精确,因此首先对现有的系统偏振辐射强度调制模型进行改进,并基于此模型提出一种偏振探测模块参数的标定方法。该方法利用任意一束已知偏振角的线偏振参考光通过单次测量即可以实现偏振探测模块中两个相位延迟器快轴方位角误差和相位延迟量的同时标定。之后,利用改进模型及偏振探测模块参数标定结果,对目标光斯托克斯矢量偏振信息进行误差补偿。运用所提出的偏振探测模块参数标定方法可以实现偏振探测模块中快轴方位角误差和相位延迟量的精确标定及补偿,提升偏振参数的标定精度并简化标定流程。针对系统地面实验室的偏振辐射联合标定方法进行系统性深入研究。首先,建立了系统偏振辐射传输模型,模型中引入不同视场下偏振与辐射定标参数。在此基础上,分析光学系统偏振效应对系统辐射标定的影响,并提出了系统地面偏振辐射联合标定方法。该方法利用偏振探测模块参数的标定结果和所建立的系统偏振辐射传输模型,便可以实现对不同视场下偏振与辐射定标参数的解耦和标定。之后,利用系统偏振辐射传输模型和模型中参数标定的结果,对目标光斯托克斯矢量偏振信息复原过程进行改进。利用本论文所提出的系统地面偏振辐射联合标定方法可以实现系统偏振与辐射定标参数的解耦和精确标定,消除光学系统偏振效应对偏振标定和辐射标定的影响。经过改进的斯托克斯矢量偏振信息复原过程,可提升系统偏振探测精度,对系统的工程化及定量化应用具有重要意义。针对系统在轨工作过程中的偏振辐射联合标定方法进行了研究。首先,仿真分析了在轨工作环境变化对相位延迟器所引入相位延迟量和系统偏振探测的影响。之后,确定了本系统的在轨辐射标定和偏振标定方法,并基于系统偏振辐射传输模型,提出了在轨偏振辐射联合标定方法。该方法利用在轨辐射标定结果及所探测目标光对偏振探测模块中快轴方位角误差和不同视场下相位延迟量进行在轨实时标定,并利用标定结果对在轨理论辐射定标系数和偏振信息复原结果进行修正及误差补偿。本论文所提出的系统在轨偏振辐射联合标定方法可以对因环境变化而改变的偏振与辐射定标参数进行精确标定及有效修正,避免了外界环境变化对系统偏振辐射联合标定的影响,可提高系统偏振探测精度和在轨工作过程中的稳定性。本论文提出了通道色散型偏振光谱成像系统的偏振探测模块参数标定方法、系统地面以及在轨偏振辐射联合标定方法,均通过数值仿真与实验进行了验证,可提高系统的偏振探测精度和在轨工作稳定性,对系统高精度定量化及工程应用具有重要意义。
徐艳[3]（2021）在《快照式视频光谱成像系统仿真与验证》文中指出高光谱成像是现代光学遥感的研究热点之一,被广泛应用于环境监测、矿产勘查、农林保护以及国防等领域。具备高分辨率成像能力的高光谱载荷一般采用色散型（如光栅、棱镜）分光体制,通过单狭缝限制成像为线视场,利用分光部分完成精细分光后利用2维传感器实现1维空间和1维光谱的采集,这种成像体制原理信息获取模型简单。但是线成像视场的限制难以实现对动态场景的有效探测,当待探测场景为运动的汽车或扩展的气体时,这种成像体制难以反映目标动态缺陷,如何实现动态场景的高光谱成像视频观测是国际研究热点。编码孔径光谱成像是一种新型具备的快照式视频成像能力的高光谱技术之一。将单狭缝升级为具有编码属性的二维编码孔径版,以压缩感知目标稀疏为基本原理,通过特定的编码和重建实现2维传感器对3维场景（2维空间+1维光谱）信息的同时获取,使用算法重构光谱数据立方体,具备对动态目标的视频光谱成像能力。从数学原理上分析属于非全采样,当待探测目标光谱信息存在高频特性时容易产生光谱失真,且编码和重建算法较为复杂,难以实现实时信息解算。针对以上问题,本文提出了一种基于均匀狭缝阵列的新型光谱成像方法,并进行了仿真分析和实验,论文主要工作总结如下:1.在分析色散型单狭缝高光谱成像方法和压缩感知编码孔径视频光谱成像方法的基础上,提出并实现了一种基于均匀分布多狭缝阵列的编码光谱成像系统,该方法采用组合棱镜实现对面视场的光谱分光,采用具备微移动属性的均匀狭缝阵列编码实现面视场的三维信息快速采集。系统能够在工程实现上无需使用复杂编码算法,从理论上分析该方法能解决高时间效率、高空间分辨率和高光谱分辨率的同时兼顾难题,具备对动态目标的视频光谱成像能力。2.针对提出的新方法,开展了详细的仿真和对比工作,结果表明:相对单狭缝色散体制本方法的时间采集效率提升17倍,且光谱数据重构结果不存在失真。相对50%采样率的压缩感知编码孔径,本方法实现的空间结构相似度是前者的1.8倍,光谱保真度是前者的1.17倍。本方法在单狭缝光谱成像系统全采样的基础上提高了采样速度,延续了编码孔径光谱成像系统的快照的优势,弥补了光谱信息失真的不足,且重构算法上比编码孔径复杂度降低,具有良好的工程可实现性。3.基于提出的方法,完成了均匀狭缝阵列的设计和实现,在此基础上搭建了一套完整的均匀狭缝阵列编码光谱成像系统,经过特定设计,相邻狭缝的间距和探测波长色散范围完全匹配,利用高性能可见光相机进行二维空间的光谱信息不混叠的采样,使用微位移电机控制均匀狭缝阵列编码板进行微扫描实现全视场覆盖,从而达到快照式视频光谱成像的目的,从硬件上实现了本文提出的新方法。4.利用搭建的成像系统,对提出的方法进行了实验验证,并对系统的光学MTF、探测灵敏度、光谱分辨率和视频成像帧频等参数进行了测试,最后利用该系统对外景开展了成像验证,结果表明该系统可以较好地验证本文提出的新方法,初步具备工程可实现性。5.论文最后还对该方法的应用前景进行了分析和展望,并对系统性能指标的进一步提升提出了方法,为本方法将来的进一步工程化发展提供了研究思路。
汪锦航[4]（2021）在《高动态表面三维形貌测量技术研究》文中认为结构光三维形貌测量技术在工业中有着广泛的应用,相位测量轮廓术是获取物体表面三维形貌信息的最有效的方法之一,但是对于表面反射率变化较大的高动态范围物体表面,传统的条纹投影技术难以使高反射率和低反射率的区域都能实现高精度的形貌测量。针对这一问题,首先对于饱和不明显的场景提出了一种基于算法的技术,该技术利用反向条纹补偿饱和区域被截断的强度值,达到减小饱和误差的目的,然后提出了一种基于递归的自适应条纹投影方法,算法首先针对相机与投影仪之间像素无法一一映射这一问题对传统映射方法进行了改进,大大提高了映射精度,该算法能够分析采集图像中亮度饱和及亮度不足的像素点,并根据坐标映射关系自适应地调整投影图案的亮度,使各像素投影亮度递归地二分趋近于最佳投影亮度,达到避免饱和及提高信噪比的目的。最后将多曝光图像融合技术应用到高动态三维测量中,使用少量的不同曝光下的图像序列就能融合成一幅没有饱和及过暗像素点的图像,使用融合后的图像进行三维数据计算。基于提出的方法,搭建了多个高动态场景用于实验。实验结果表明,反向条纹补偿法对于不过分饱和的高动态场景补偿效果明显,多曝光图像融合技术能够大大减小由于饱和及信噪比过低引起的误差。所提出的自适应条纹投影方法能够准确实现投影亮度的调整,仅需少量的递归,就能纠正99.3%投影亮度不合理的像素点,在改善高动态范围表面的三维显示效果的同时提高了其三维形貌的测量精度。
冯曼[5]（2020）在《二维有机微纳结构的构筑及光子学性能研究》文中指出随着信息化技术的高速发展,纳米光子学引起了研究者们的广泛关注。纳米光子学器件作为纳米光子学回路的基本单元,实现其在微纳尺度上的可控构筑对集成光子学回路至关重要。有机小分子因其高的荧光量子效率、量子尺寸效应等光学特性成为了具有吸引力的光子学材料。然而,由于缺少对有机纳米材料结构、形成机理及形貌调控的充分认识,我们在可控构筑理想结构的有机微纳材料方面遇到了很大的障碍。基于此,本论文以有机小分子为主要研究对象,根据对分子自组装规律的理解,分别可控构筑了二维有机微盘结构和类纺锤状结构,并深入研究了形貌结构与激光性能之间的构-效关系。主要内容包括以下两个部分:（1）基于再沉淀法我们开发了一种具有普适性的油-水微界面自组装方法,该方法可以使具有较弱分子间作用力的有机小分子自组装成二维有机微盘结构。所制备的DPAVBi微盘可以同时作为增益介质和WGM谐振腔,在光泵浦条件下产生了激光发射行为。此外,通过精确控制实验的变量,我们可控合成了多种耦合的微盘结构,其中,双微盘耦合结构实现了低阈值的单模激光发射;多微盘耦合结构则具有谐振光波导行为。（2）利用反溶剂扩散结合溶剂蒸发诱导自组装策略,我们制备了二维有机类纺锤状结构并阐明了该策略的可能形成机制。基于此,通过调控DPAVBi溶液的浓度,我们可控合成了具有不同长径比的DPAVBi类纺锤状结构。值得注意的是,通过对不同长径比的二维有机类纺锤状结构激光性能的表征,我们发现随着二维有机类纺锤状结构长径比的增加,样品的激光出射角度持续减小,表现出方向性输出的特点,同时也保留了较高的Q值和相对较低的激光阈值。
赵显宇[6]（2020）在《基于电光调制光学频率梳的精密测距技术研究》文中认为科研和工业领域的高速发展对大尺寸的精密测距技术提出了更高的要求,另一方面,光学频率梳的发明也为激光测量技术的发展增添了许多可能。近年来,基于光学频率梳的精密测距技术得到了广泛地研究,光学频率梳测距技术可观的精度潜力和良好的数据溯源性使其可以成为新一代精密测距技术的理想选择。本文聚焦光频梳测距技术,选用生成简单、运行稳定的电光调制光学频率梳作为光源,提出基于电光调制三光梳的合成波长测距法和基于电光调制光频梳的光谱干涉测距法两种方案对电光调制光频梳的测距能力进行研究。从理论和实验角度讨论了两种测距方案的非模糊范围及测量精度,进而讨论了电光调制光频梳的测距潜力。随后对这两种方案进行了仪器化设计,分别在远距离测距和非合作目标测距两种典型应用场景下进行了实验,分析了电光调制光频梳测距方案的工程适用性。具体研究如下:提出电光调制三光梳合成波长测距法,旨在实现兼顾大非模糊范围的高精度绝对测距。该测距方案利用多外差干涉测距原理,使用重复频率不同的电光调制光频梳的各阶梳齿组建一系列尺寸不同的合成波长链,使用相位式测距手段进行绝对距离测量。大尺寸的合成波长负责粗测,用以保证足够大的测距非模糊范围;小尺寸的合成波长负责精测,用以保证测距精度。在70 m的绝对测距实验中,与增量式激光干涉仪相比,达到10-7·L的测距一致性。提出电光调制光频梳光谱干涉测距法,利用多波长激光干涉的光谱调制特性,使用经过色散补偿与非线性扩谱的宽光谱电光调制光频梳作为光源,通过解算干涉光谱的包络频率得到待测距离。并使用等频率间隔重采样和二次方程脉冲峰值拟合算法对方案中的系统误差进行改善。在70 m的绝对测距实验中,与参考干涉仪相比,得到±13 μm的测距一致性。开展了电光调制光频梳光源及测距光路的仪器化设计,并进行远距离测距实验。实验中,受气流湍动的影响,合成波长法与光谱干涉法的测距精度均出现明显下降。其中光谱干涉法因为非模糊范围较短,失去了远距离测量数据的有效性;而合成波长法因其具有兼顾精度和非模糊范围的优点可以在全量程保持数据的有效性,在足够的数据更新率和测量时间的保证下,甚至有可能监控气流湍动引起的光程变化。进行了电光调制光频梳非合作目标测距实验,使用平面镜、毛玻璃和金属平铣样块的波脊和波谷四种被测目标进行了对照实验。对四组实验目标的回光功率、光斑形状及偏振态做了探测和分析,并对平铣样块波脊和波谷处的回光功率与角度关系进行实验验证。由于非合作目标表面粗糙度的影响,回光功率明显下降,光斑形状也随着表面纹理有所畸变,对合成波长法的测距量程和精度都产生了一定影响。然而,在光谱干涉实验中,在全量程内均能得到有效的测距结果,而测距精度与光谱干涉法自身的分辨力维持在相同的水平,证明了光谱干涉法的微光测距能力,也证明了光谱干涉法具有较高的测距鲁棒性。研究表明,电光调制光频梳具有良好的测距应用潜力。而基于电光调制光频梳的合成波长法和光谱干涉法两种测距方案在不同的应用场景下各有优势。基于电光调制三光频梳的合成波长测距法具有兼顾高精度和大非模糊范围的绝对距离能力,同时数据更新率较高,可以完成大尺寸的高精度测距工作;而电光调制光频梳光谱干涉方法微光测量能力较高,可以适应复杂被测表面的高精度测距需求。
傅鑫[7]（2020）在《光纤低频声波传感技术及信号解调算法研究》文中认为低频声波由于其传播损耗低,且信号的波长较长,易于绕开尺寸较大的障碍物发生衍射,从而在介质中传输很远的距离而衰减很小,因此低频声波在很多场合有着重要的应用,例如水声通信、声呐探测、反潜预警、次声武器等。此外,由于很多人类活动与自然灾害都会产生低频声波信号,因此可以通过对低频声波的测量与分析实现对这类事件的监测与预警,例如泥石流、火山喷发、管道泄漏、火箭发射等。近年来,基于光纤器件的声波传感技术受到了广泛的研究。与传统的电学式传感器相比,光纤传感器具有体积小、重量轻、耐受恶劣环境（高盐高湿、液体、腐蚀性、极端温度）、抗电磁干扰等优点。光纤声波传感器的工作原理是利用光纤中传输光信号的特定维度参数（光强、光频、相位、偏振态等）受到外界声波信号的动态调制,从而使光信号中携带传感器所接收到的声波信息。传感信号解调技术对于光纤声波传感器的工作性能也起着至关重要的作用,即采用何种技术从传感器输出光信号中恢复出声波信息。本论文瞄准光纤低频声波传感技术领域,重点针对信号解调技术以及现有技术普遍易受到不稳定环境因素及噪声干扰的限制,利用不同结构的低频声波光纤传感器件开展了创新性研究,实现了基于波长扫描信号时频域转换光谱调制技术及以此为基础的一系列信号调制解调技术、白光干涉（White light interferometry,WLI）傅里叶相位解调算法、以及基于WLI相位解调的硅微机械加工低频声波传感系统。主要研究内容与创新成果如下:（1）创新性地提出了基于波长扫描的信号时频域转换光谱调制技术。通过对传感器光谱进行波长扫描,利用扫描过程构建的时刻（时域）与波长（光频域）之间的映射关系,将声波信号引起的传感器光谱时域动态调制转换到光频域,加载在波长扫描光谱（wavelength scanned optical spectrum,WSOS）上,因此WSOS携带了声波信号信息。利用长周期光纤光栅作为传感单元,聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜作为声光换能结构,搭建了一个强度调制型的低频声波传感器,分析WSOS强度调制原理并设计强度解调算法对WSOS进行分析,实现了1000Hz以下的低频声波信号的探测,最小可探测声压为604.6μPa/Hz1/2@1000Hz,且解调过程可隔绝外界环境不稳定因素（温度、折射率等）对传感器的扰动。（2）提出了WSOS相位解调算法,将基于WSOS的调制-解调技术的适用范围拓展到更为广泛研究与应用的相位调制型（光学干涉型）声波传感器。结合干涉传感原理建立WSOS相位调制的理论模型,并提出一种WSOS零差解调算法。利用3×3光纤耦合器构建迈克尔逊干涉仪传感器,对提出的解调算法进行验证,实现了稳定的声波信号解调。采用斜边滤波解调测试作为对比实验,斜边解调信号在迈克尔逊干涉臂受到的低频热噪声扰动下表现出大于10d B的不稳定性,而同等环境下基于WSOS的相位解调技术可隔绝热噪声扰动,对于声压有很好的线性响应特性,线性拟合度达到了99.6%,进一步证明了基于WSOS的信号调制-解调技术具有良好的抗干扰能力。（3）提出了针对弱反FP型传感器的基于WSOS空间频谱分析的声波信息提取技术,具有多传感器信号识别与复用的能力。对光纤FP传感器的相位调制型WSOS空间频谱进行理论推导,分析了声波引起的相位调制在傅里叶频域内引入的双边带信号的参数特征,对双边带信号的空间频率及相位进行分析,结合传感器空间频率及相位,可提取出传感器接收到的声波信号参数以及传感器自身的信息,因此本技术方案具有应用于多传感器并识别不同传感器信号的能力。本论文分别通过单传感器及双并联传感器对此技术方案及其多传感器信号识别潜力进行了实验探究与验证。（4）提出了基于白光干涉相位解调算法的低频声波传感技术。对干涉传感器空间频率进行傅里叶相位分析,可实现传感器接收外界信号的解调运算。本论文首先采用单模光纤错位熔接结构的线内模式干涉传感器结构对WLI相位解调算法进行了静态传感实验,验证了此技术解调信号对于光谱噪声的隔绝能力,实现了温度-应变双参量同时测量,相位灵敏度分别为-1.47°/℃、0.019°/με;采用硅微机械加工技术制备了外腔FP型低频声波传感器,结合WLI相位解调算法实现了0.5-250Hz低频段的声波传感。实验结果显示在此频段范围内传感器具有平坦的灵敏度响应,灵敏度抖动仅为0.8d B。
邵晓鹏,刘飞,李伟,杨力铭,杨思原,刘佳维[8]（2020）在《计算成像技术及应用最新进展》文中提出计算成像技术（CIT）是一类有别于传统光学成像"所见即所得"的信息获取和处理方式的新体制成像方式。随着新型光电器件的发展和硬件计算能力的提升,计算成像技术在光电成像领域呈现出蓬勃发展的趋势。计算成像技术通过对光场信息进行采集和计算,达到传统成像无法企及的信息利用率和解译度,满足"更高（分辨率）、更远（探测距离）、更大（光学视场）"的光电成像需求。从成像全链路的信息获取与丢失过程出发,通过透过散射介质成像、偏振成像及仿生成像等几种典型的计算成像方式对光场多物理量信息获取和解译进行分析,详细介绍了计算成像技术的方法原理及实现途径。根据成像技术的发展趋势,前瞻性地提出了计算光学系统设计和超大口径望远镜的设计思想。计算成像技术在提高成像分辨率、扩大探测距离、增大成像视场及减小光学系统体积和功耗等方面具有明显的优势,有望穿透云雾、活体生物组织等实现更远距离、更大深度的成像,应用前景广阔。
刘世杰[9]（2019）在《彩色傅里叶单像素成像技术》文中研究说明单像素成像是一种新型的成像技术,通过单像素探测器获取目标物体信息并通过计算成像的方法重建出物体图像。在近十年里,单像素成像越来越受关注,这是因为单像素探测器比二维阵列传感器更容易制造,有望解决二维阵列传感器难于实现非可见光波段成像的困难。单像素成像技术在光学成像领域具有重要的科学意义和应用价值。目前,能获取物体的色彩信息的单像素成像技术并不多见,且现有的彩色单像素成像需要耗费大量的测量次数导致实验过程需要耗费较长的时间,大大降低了成像效率,阻碍了相关研究工作的应用。本文为了解决目前二维彩色单像素成像方案测量次数多和运算采集时间长的问题,提出二维彩色傅里叶单像素压缩成像方案。利用自然物体在傅里叶变换域所具有的稀疏性,设计了基于拜耳滤镜的彩色傅里叶基底照明花样。利用该花样进行照明可以将物体空间信息和色彩信息分别压缩编码在傅里叶变换域的低频和高频部分。模拟仿真和实物实验均证明了所提出方法的有效性。在测量次数远少于图像像素总数的情况下,所提出的方法能重建清晰、色彩完好的二维图像。在二维彩色傅里叶单像素成像基础上,进一步开展了三维彩色傅里叶单像素成像的研究。通过对单像素成像的探测光路进行调制,进一步将目标物体的深度信息进行编码,实现了将物体的色彩、深度和空间信息分别压缩编码在傅里叶变换域的高频、中频和低频部分。通过这种方法,实物实验证明了所提出方法的有效性。在测量次数远少于图像像素总数的情况下,所提出的方法能重建细节清晰、高度精确且色彩完好的三维图像。在彩色傅里叶单像素成像研究的基础上,本文进一步开展了多光谱傅里叶单像素成像的研究,分别设计了能用于获取四波长和九波长多光谱图像的空间光调制滤镜,并提出了相应的图像重建算法,最后通过数值仿真验证了该方法的有效性。
索浩[10]（2019）在《基于FIR技术的稀土掺杂上转换测温材料特性研究》文中提出温度的准确测量在工业生产、电子行业、科学研究、航空航天和国防建设等多个领域中占据着至关重要的地位。在众多测温技术中,基于稀土离子热耦合能级的荧光强度比技术具有快速响应、高灵敏度和空间分辨率等优势,因而迅速成为了温度探测领域的研究热点。随着纳米科技的迅猛发展,稀土掺杂上转换测温材料凭借其优异的发光性质、低毒性、生物背景荧光干扰小、较深的组织穿透性等优点在生物组织或细胞内的温度探测具有广阔的发展潜力。本论文以提高荧光强度比技术的灵敏度为宗旨,以构建多功能上转换纳米平台为目标,通过筛选基质和掺杂离子、控制合成条件、设计核壳结构等方案,旨在实现对上转换发光、温度传感和光热转换性能的优化,并对其内在机理进行理论探究,最终评估多功能上转换纳米平台在生物组织内测温和光热杀菌方面的应用潜力。本论文的研究内容主要包括以下四个部分:（1）选取具有较低声子能量的新型复合氧化物Ba5Gd8Zn4O21为基质,Ho3+、Er3+和Tm3+离子为发光中心,Yb3+离子为敏化剂,采用溶胶-凝胶法分别制备了具有绿、红和蓝三基色发射的上转换荧光粉。我们分别实现了来自Ho3+离子高效稳定的上转换纯绿光发射和来自Er3+离子上转换发光颜色的双模调制,并详细探究了其发光和调制机理。我们进一步评估了基于Er3+绿光2H11/2/4S3/2和红光4F9/2的Stark能级以及Tm3+蓝光1G4的Stark能级的温度传感性能,并系统研究了发光颜色和掺杂浓度对灵敏度的影响。此外,利用荧光强度比技术监测了Tm3+/Yb3+共掺杂样品中的光热转换性能,这也为多功能上转换纳米平台的构建打下了前期基础。（2）从生物应用角度出发,选取稀土氟化物YF3为基质,Er3+和Tm3+离子为发光中心,Yb3+离子为敏化剂,采用水热法合成了具有多重形貌的上转换微/纳米晶。我们系统分析了YF3:Yb3+/Er3+的形貌和尺寸对上转换发光和温度传感特性的影响,并进一步评估了其在生物组织内测温的可能性。此外,通过增加Yb3+掺杂浓度提高了YF3:Yb3+/Tm3+微米晶位于“生物光学窗口区”的3F2,3→3H6与3H4→3H6跃迁强度比值。我们进一步评估了基于3F2,3/3H4能级的温度传感特性,并系统研究了Yb3+掺杂浓度对测温灵敏度和光热转换效应的影响,证明该体系在生物组织内的光学温度传感和光热治疗领域具有巨大的应用前景。（3）为了实现灵敏度的最优化,我们系统研究了基质声子能量和局部对称性扰动对上转换发光和温度传感特性的影响。首先,通过控制煅烧温度实现了由Yb3+/Er3+共掺杂YF3向YOF和Y2O3的转变,并分析了上转换发光颜色调制的内在机理。利用J-O理论和第一性原理计算详细分析了声子能量和化学键共价性与测温灵敏度的内在联系。此外,我们采用共沉淀法制备了三方相La2O3:Yb3+/Er3+纳米晶,并引入立方相Lu2O3和Y2O3作为对照,详细探究了它们的晶体结构。借助Eu3+作为荧光探针,我们详细研究了稀土离子的掺杂在三个基质中引起的局部对称性变化,很好地解释了La2O3:Yb3+/Er3+具有最强上转换发光的原因。通过对比三个样品的温度传感特性,我们结合J-O理论探究了基质局部对称性扰动与测温灵敏度的内在联系,并利用La2O3:Yb3+/Er3+纳米晶在组织内实现了高信噪比和灵敏度的实时温度探测,为上转换测温材料的性能优化提供了新思路。（4）为了避免980 nm激光对生物组织的热损伤,我们采用在808 nm处具有较大吸收截面的Nd3+作为敏化剂,并通过包覆SiO2提高体系的生物相容性,分别构建了Nd3+/Yb3+/Er3+共掺杂的蛋黄-蛋壳结构GdOF@SiO2和橄榄状LuVO4:@SiO2@Cu2S上转换纳米平台,并分析了三掺体系的能量传递过程。在808 nm激发下,系统研究了蛋黄-蛋壳结构、Nd3+离子掺杂和光热转换介质Cu2S包覆对上转换发光、光热转换和温度传感性能的影响。此外,我们探究了样品在808 nm激发下实现组织内“温度自监控”光热过程的潜力,并进一步评估了样品对细菌的光热杀伤效率。这种集荧光成像、温度传感和光学加热多功能于一体的808 nm响应上转换纳米平台在生物医学领域展现了广阔的应用前景。
二、普适光谱调制传感器原理及应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、普适光谱调制传感器原理及应用（论文提纲范文）
（1）基于量子弱测量原理的表面等离子体共振生化传感器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 表面等离子体共振传感技术 |
| 1.2.1 表面等离子体共振 |
| 1.2.2 表面等离子体共振传感检测方式 |
| 1.2.3 表面等离子体共振生化传感技术的应用 |
| 1.2.4 表面等离子体共振传感器的优势及发展趋势 |
| 1.3 量子弱测量技术的研究进展 |
| 1.3.1 量子弱测量技术的历史背景 |
| 1.3.2 量子弱测量技术的理论研究进展 |
| 1.3.3 量子弱测量技术在实际应用中的研究进展 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 第2章 表面等离子体共振和量子弱测量技术的基本理论 |
| 2.1 表面等离子体共振传感的理论基础 |
| 2.1.1 Kretschmann型三层结构反射率计算 |
| 2.1.2 表面等离子体共振传感器的主要性能参数 |
| 2.2 量子弱测量技术相关理论基础 |
| 2.2.1 量子测量的标准模型 |
| 2.2.2 量子弱测量的理论模型 |
| 2.3 基于量子弱测量原理的表面等离子体共振传感理论 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于量子弱测量原理的表面等离子体共振传感器设计 |
| 3.0 基于量子弱测量原理的表面等离子体共振传感器设计原理 |
| 3.1 光学元件的选择 |
| 3.2 光路系统的设计 |
| 3.2.1 反射式共光路干涉系统 |
| 3.2.2 透射式共光路干涉系统 |
| 3.2.3 多参数测量共光路干涉系统 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于量子弱测量原理的表面等离子体共振生化传感器应用 |
| 4.1 基于反射式共光路干涉系统折射率的应用 |
| 4.1.1 离子化合物以及非手性分子折射率的测量 |
| 4.1.1.1 理论分析 |
| 4.1.1.2 实验装置 |
| 4.1.1.3 实验结果分析 |
| 4.1.2 手性分子折射率的测量 |
| 4.1.2.1 理论分析 |
| 4.1.2.2 实验装置 |
| 4.1.2.3 实验结果分析 |
| 4.2 基于透射式共光路干涉系统旋光性的应用 |
| 4.2.1 理论分析 |
| 4.2.2 实验装置 |
| 4.2.3 实验结果分析 |
| 4.3 基于多参数测量共光路干涉系统折射率和旋光性的应用 |
| 4.3.1 理论分析 |
| 4.3.2 实验装置 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）通道色散型偏振光谱成像系统偏振辐射标定研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外偏振光谱成像系统标定方面研究进展 |
| 1.2.1 国外研究进展 |
| 1.2.2 国内研究进展 |
| 1.3 通道型偏振光谱成像系统标定方面的研究进展与现状分析 |
| 1.3.1 偏振探测模块参数标定的研究进展与现状分析 |
| 1.3.2 通道型偏振光谱成像系统标定方面的研究进展与现状分析 |
| 1.4 本文研究内容和章节安排 |
| 第2章 通道色散型偏振光谱成像技术研究及标定理论基础 |
| 2.1 偏振光谱探测技术基本理论 |
| 2.1.1 时间调制型偏振探测 |
| 2.1.2 空间调制型偏振探测 |
| 2.1.3 光谱调制型偏振探测 |
| 2.2 通道色散型偏振光谱成像技术研究 |
| 2.2.1 偏振光谱强度调制原理 |
| 2.2.2 斯托克斯矢量偏振信息复原方法 |
| 2.2.3 通道色散型偏振光谱成像系统设计方案 |
| 2.3 偏振标定与辐射标定的理论基础 |
| 2.3.1 偏振标定理论基础 |
| 2.3.2 辐射标定理论基础 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 偏振探测模块参数标定方法研究 |
| 3.1 偏振光谱强度调制模型的改进 |
| 3.2 偏振探测模块参数标定方法研究 |
| 3.2.1 相位延迟器快轴方位角误差的标定 |
| 3.2.2 相位延迟器所引入相位延迟量的标定 |
| 3.2.3 斯托克斯矢量偏振信息复原方法的改进 |
| 3.3 偏振探测模块参数标定方法的分析与验证 |
| 3.3.1 仿真分析 |
| 3.3.2 实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 系统地面偏振辐射联合标定方法研究 |
| 4.1 系统偏振辐射传输模型的建立 |
| 4.1.1 分系统偏振辐射传输矩阵的推导 |
| 4.1.2 系统偏振辐射传输模型的建立 |
| 4.2 光学系统偏振效应对辐射定标的影响分析 |
| 4.3 系统地面偏振辐射联合标定方法研究 |
| 4.3.1 前置镜组二向衰减与理论辐射定标系数的解耦标定 |
| 4.3.2 R_1相位延迟量与前置镜组位相延迟的标定 |
| 4.3.3 斯托克斯矢量偏振信息复原方法的改进 |
| 4.4 系统地面偏振辐射联合标定方法的分析与验证 |
| 4.4.1 仿真分析 |
| 4.4.2 实验验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统在轨偏振辐射联合标定方法研究 |
| 5.1 系统工作环境变化对偏振探测的影响分析 |
| 5.2 系统在轨辐射标定与偏振标定方法 |
| 5.3 系统在轨偏振辐射联合标定方法研究 |
| 5.3.1 快轴方位角误差及R_2相位延迟量的在轨标定 |
| 5.3.2 R_1相位延迟量的在轨标定及在轨理论辐射定标系数的修正 |
| 5.4 系统在轨偏振辐射联合标定方法的分析与验证 |
| 5.4.1 仿真分析 |
| 5.4.2 实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）快照式视频光谱成像系统仿真与验证（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 相关领域的研究现状 |
| 1.2.1 传统光谱成像技术发展状况 |
| 1.2.2 计算光谱成像技术的研究现状 |
| 1.3 论文的主要研究内容 |
| 第2章 光谱成像系统原理 |
| 2.1 信号采样方法 |
| 2.2 光学元件分析 |
| 2.2.1 望远物镜 |
| 2.2.2 棱镜的分光原理 |
| 2.3 PHI系统原理 |
| 2.4 CASSI系统原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统原理和数学建模 |
| 3.1 均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统原理 |
| 3.2 均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统数学模型 |
| 3.3 PHI系统与均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统对比 |
| 3.4 CASSI系统与均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统仿真与分析 |
| 4.1 数值仿真参数 |
| 4.2 三种光谱成像系统仿真 |
| 4.3 光谱数据立方体恢复 |
| 4.4 能量和灵敏度的差异分析 |
| 4.5 光谱数据恢复结果评价 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 均匀分布狭缝阵列编码光谱成像系统实验验证 |
| 5.1 快照式视频光谱成像识别一体化样机 |
| 5.1.1 快照式视频光谱成像系统设计 |
| 5.1.2 快照式视频光谱成像系统样机 |
| 5.2 关键元件分析 |
| 5.2.1 均匀狭缝阵列元件分析 |
| 5.2.2 组合棱镜色散元件分析 |
| 5.3 系统传递函数 |
| 5.4 系统信噪比 |
| 5.5 光谱分辨率测试 |
| 5.6 对外成像和初步应用 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 总结和展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 对工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）高动态表面三维形貌测量技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 光学三维形貌测量技术简介 |
| 1.3 高动态三维形貌测量方法国内外研究现状分析 |
| 1.4 论文的研究内容和章节安排 |
| 第二章 数字条纹投影技术的基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 条纹投影技术概述 |
| 2.2.1 基于相位的条纹投影技术 |
| 2.2.1.1 FTP技术 |
| 2.2.1.2 三步相移技术 |
| 2.2.1.3 标准N步相移 |
| 2.2.1.4 双三步相移技术 |
| 2.2.2 基于强度比的条纹投影技术 |
| 2.3 相位解包裹技术 |
| 2.3.1 格雷码相位解包裹 |
| 2.3.2 多频外差法 |
| 2.3.3 倍频法 |
| 2.3.4 相位展开方法对比 |
| 2.4 相位-高度映射原理 |
| 2.4.1 几何结构系统模型 |
| 2.4.2 多项式拟合系统模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高动态表面三维形貌测量技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高动态三维形貌测量方法分类 |
| 3.2.1 基于相机的方法 |
| 3.2.2 基于改变投影亮度的方法 |
| 3.2.3 基于额外设备的方法 |
| 3.2.4 基于算法的方法 |
| 3.3 基于反向条纹的高动态测量技术 |
| 3.4 自适应条纹投影算法 |
| 3.4.1 投影仪像素坐标系与相机图像坐标系的映射 |
| 3.4.2 生成自适应投影条纹 |
| 3.4.3 类似方法比较 |
| 3.5 基于多曝光图像融合的高动态测量技术 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 误差补偿及标定技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 非线性误差补偿技术 |
| 4.2.1 伽马校正和多项式拟合技术 |
| 4.2.2 反向误差补偿技术 |
| 4.2.3 指数条纹方法 |
| 4.2.4 非线性误差补偿方法对比 |
| 4.3 标定技术 |
| 4.3.1 相机标定原理 |
| 4.3.2 系统标定 |
| 4.4 无效点云剔除技术 |
| 4.4.1 k-均值聚类技术 |
| 4.4.2 自适应阈值技术 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验系统及实验分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬件系统介绍 |
| 5.3 实验及结果分析 |
| 5.4 精度分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文总结 |
| 6.2 论文展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（5）二维有机微纳结构的构筑及光子学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 纳米光子学概述 |
| 1.2 二维光功能材料 |
| 1.3 二维有机纳米光功能材料 |
| 1.3.1 二维有机纳米光功能材料的制备方法 |
| 1.3.2 二维有机纳米光功能材料的调控机制 |
| 1.4 二维有机纳米材料光子学性质及应用 |
| 1.4.1 二维有机纳米材料用于微纳激光器 |
| 1.4.2 二维有机纳米材料的光波导 |
| 1.4.3 二维有机纳米材料用于光学传感器 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 二维有机微盘结构的可控构筑及其光子学性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 试剂与材料 |
| 2.2.2 实验仪器 |
| 2.2.3 二维有机微盘的制备 |
| 2.2.4 二维有机微盘的结构表征 |
| 2.2.5 二维有机微盘的光学性能表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 二维有机微盘结构的形貌特征 |
| 2.3.2 二维有机微盘结构的生长机理研究 |
| 2.3.3 二维有机微盘结构的普适性研究 |
| 2.3.4 二维有机微盘结构的光子学性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 二维有机类纺锤状结构的可控构筑及其光子学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 试剂与材料 |
| 3.2.2 实验仪器 |
| 3.2.3 二维有机类纺锤状的制备 |
| 3.2.4 二维有机类纺锤状的结构表征 |
| 3.2.5 二维有机类纺锤状的光学性能表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 二维有机类纺锤状结构的形貌特征 |
| 3.3.2 二维有机类纺锤状结构的生长机理研究 |
| 3.3.3 二维有机类纺锤状结构的光子学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（6）基于电光调制光学频率梳的精密测距技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 传统的激光测距技术及发展 |
| 1.3 光学频率梳的发展 |
| 1.3.1 基于锁模激光器的光频梳的发展 |
| 1.3.2 基于微谐振腔技术的光频梳的发展 |
| 1.3.3 基于电光调制技术的光频梳的发展 |
| 1.4 光学频率梳测距技术发展现状 |
| 1.4.1 基于时域特性的测距方法 |
| 1.4.2 基于频域特性的测距方法 |
| 1.5 光频梳测距问题梳理及本文主要研究内容 |
| 第二章 电光调制光频梳合成波长法绝对测距 |
| 2.1 电光调制光频梳的生成 |
| 2.2 多外差合成波长测距原理 |
| 2.2.1 合成波长测距原理 |
| 2.2.2 双光梳多外差合成波长测距原理 |
| 2.2.3 三光梳多外差合成波长测距原理 |
| 2.3 电光调制光频梳合成波长测距装置 |
| 2.4 基于希尔伯特鉴相的数据处理算法 |
| 2.5 实验结果及评价 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 电光调制光频梳光谱干涉法绝对测距 |
| 3.1 光学频率梳光谱干涉测距理论 |
| 3.1.1 光谱干涉测距原理 |
| 3.1.2 光谱干涉测距非模糊范围与测量精度分析 |
| 3.2 电光调制光频梳光谱干涉测距实验 |
| 3.2.1 电光调制频梳光源配置方案 |
| 3.2.2 测距光路结构 |
| 3.3 数据处理及优化算法 |
| 3.4 实验结果与讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电光调制光频梳仪器化设计及室外远距离测距实验 |
| 4.1 室外远距离测量技术问题分析 |
| 4.2 电光调制光频梳测距装置仪器化设计方案 |
| 4.2.1 远距离测距收发镜组设计 |
| 4.2.2 电光调制光梳合成波长法远距离实验装置 |
| 4.2.3 电光调制光频梳光谱干涉法远距离实验装置 |
| 4.3 电光调制光频梳室外远距离测距实验结果与分析 |
| 4.3.1 电光调制光频梳合成波长法室外远距离测距实验结果 |
| 4.3.2 电光调制光频梳光谱干涉法远距离测距实验结果 |
| 4.3.3 实验结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 电光调制光频梳非合作表面测距实验 |
| 5.1 非合作表面测距问题分析 |
| 5.2 电光调制光频梳粗糙表面测距实验装置 |
| 5.2.1 粗糙表面测距预备实验 |
| 5.2.2 合成波长法非合作表面测距实验装置 |
| 5.2.3 光谱干涉法粗糙表面测距实验装置 |
| 5.3 电光调制光频梳非合作表面测距实验结果与分析 |
| 5.3.1 光与样块角度校准实验 |
| 5.3.2 合成波长法非合作表面测距实验结果 |
| 5.3.3 光谱干涉法非合作表面测距实验结果 |
| 5.3.4 实验结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本论文创新点总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）光纤低频声波传感技术及信号解调算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状概述 |
| 1.3 主要研究工作及创新点 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 声波传感技术基础 |
| 2.1 声学基础理论 |
| 2.2 薄膜的声学响应特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 基于波长扫描的信号时频域转换光谱调制 |
| 3.1 波长扫描信号时频域转换机理 |
| 3.2 WSOS强度型调制-解调分析 |
| 3.3 LPG传感器的WSOS声波传感实验研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 光学干涉式传感器WSOS相位解调算法 |
| 4.1 光学干涉传感原理 |
| 4.2 WSOS相位型调制-解调分析 |
| 4.3 基于WSOS技术的MI声波传感器 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 FP腔传感器的WSOS空间频谱特征分析 |
| 5.1 FP腔传感器WSOS傅里叶频域特征 |
| 5.2 单FP腔传感器WSOS频谱分析实验研究 |
| 5.3 双FP腔传感器并联实验研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于WLI相位解调的低频声波传感技术 |
| 6.1 WLI傅里叶相位解调算法原理 |
| 6.2 WLI相位解调静态实验研究 |
| 6.3 基于硅微加工的EFPI传感器设计制备 |
| 6.4 低频声波传感实验研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间获批和申请专利 |
（8）计算成像技术及应用最新进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 计算成像中常见的数学问题 |
| 2.1 被0除问题 |
| 2.2 一对多映射 |
| 2.3 振铃效应（无穷问题） |
| 2.4 实数到复数的信息获取 |
| 3 几种典型计算成像技术 |
| 3.1 透过散射介质成像技术 |
| 3.1.1 基于波前整形的散射成像技术 |
| 3.1.2 基于光学记忆效应的散射成像技术 |
| 3.2 新体制偏振成像技术 |
| 3.2.1 偏振透雾霾技术 |
| 3.2.2 水下偏振成像图像复原技术 |
| 3.3 基于光子计数的成像技术 |
| 3.4 仿生光学成像技术 |
| 3.4.1 仿生多孔径成像技术 |
| 3.4.2 共心多尺度成像技术 |
| 3.5 计算探测器 |
| 3.5.1 直接型计算探测器 |
| 3.5.2 基于光谱调制的计算探测器 |
| 4 三维成像技术 |
| 4.1 双目三维重构技术 |
| 4.2 基于结构光的三维成像技术 |
| 4.3 全息三维成像 |
| 4.4 偏振三维重构技术 |
| 5 计算光学系统设计 |
| 5.1 计算编码成像技术 |
| 5.2 光学联合设计方法 |
| 5.3 超大口径光学系统中计算成像技术的机遇与挑战 |
| 6 展望与总结 |
（9）彩色傅里叶单像素成像技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和目的 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 单像素成像技术的优点与缺点 |
| 1.4 全文内容安排 |
| 第2章 二维彩色傅里叶单像素成像技术 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 原理 |
| 2.3 数值仿真 |
| 2.4 实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 三维彩色傅里叶单像素成像技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 原理 |
| 3.3 实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 多光谱傅里叶单像素成像技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原理 |
| 4.3 数值仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 本文主要研究内容及成果 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间发表论文清单 |
| 致谢 |
（10）基于FIR技术的稀土掺杂上转换测温材料特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 稀土离子简介 |
| 1.3 稀土离子的上转换发光 |
| 1.3.1 上转换发光机制 |
| 1.3.2 稀土掺杂上转换发光材料 |
| 1.4 基于热耦合能级的荧光强度比技术 |
| 1.4.1 基于热耦合能级荧光强度比技术的原理 |
| 1.4.2 基于热耦合能级荧光强度比技术的研究现状 |
| 1.5 选题思路与研究内容 |
| 第二章 实验方法与表征手段 |
| 2.1 样品的制备方法 |
| 2.2 实验试剂和设备 |
| 2.3 样品的表征方法 |
| 2.3.1 X射线衍射和结构精修 |
| 2.3.2 傅里叶变换红外吸收光谱和拉曼散射光谱 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜和透射电子显微镜 |
| 2.3.4 紫外-可见吸收光谱 |
| 2.3.5 荧光光谱和荧光寿命 |
| 第三章 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Yb~(3+)/RE~(3+)(RE=Ho,Er, Tm)体系的上转换发光及温度传感特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 样品的制备 |
| 3.3 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Yb~(3+)/Ho~(3+)的高效上转换绿光发射机理探究 |
| 3.3.1 晶体结构分析 |
| 3.3.2 上转换发光稳定性分析 |
| 3.3.3 高效上转换纯绿光发射的机理分析 |
| 3.4 Ba_5Gd_8Zn_4O~(21):Yb~(3+)/Er~(3+)的双模上转换光谱调制和温度传感研究 |
| 3.4.1 晶体结构分析 |
| 3.4.2 掺杂浓度对上转换发光颜色的调制 |
| 3.4.3 激光脉冲宽度对上转换发光颜色的调制 |
| 3.4.4 温度传感特性研究 |
| 3.5 Ba_5Gd_8Zn_4O_(21):Yb~(3+)/Tm~(3+)的上转换温度传感和光热转换特性研究 |
| 3.5.1 晶体结构分析 |
| 3.5.2 上转换发光性能研究 |
| 3.5.3 温度传感特性研究 |
| 3.5.4 光热转换特性研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 YF_3:Yb~(3+)/RE~(3+)(RE=Er,Tm)上转换微/纳米晶的形貌调控和温度传感特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 样品制备及表征 |
| 4.2.1 样品的制备 |
| 4.2.2 组织内温度传感实验 |
| 4.3 YF_3:Yb~(3+)/Er~(3+)上转换微/纳米晶的形貌调控和组织内温度传感研究 |
| 4.3.1 晶体结构和形貌调控 |
| 4.3.2 上转换发光性能研究 |
| 4.3.3 温度传感特性研究 |
| 4.3.4 组织内温度传感实验 |
| 4.4 YF_3:Yb~(3+)/Tm~(3+)上转换微米晶在“生物光学窗口区”的温度传感和光热转换特性研究 |
| 4.4.1 晶体结构和形貌表征 |
| 4.4.2 上转换发光性能研究 |
| 4.4.3 温度传感特性研究 |
| 4.4.4 光热转换特性研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基质声子能量和局部晶体场扰动对上转换发光和温度传感特性的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样品制备及表征 |
| 5.2.1 样品的制备 |
| 5.2.2 组织内温度传感实验 |
| 5.3 基质声子能量对上转换发光和温度传感特性的影响 |
| 5.3.1 晶体结构和形貌表征 |
| 5.3.2 上转换发光性能研究 |
| 5.3.3 温度传感特性研究 |
| 5.4 基质局部晶体场扰动对上转换发光和温度传感特性的影响 |
| 5.4.1 晶体结构和形貌表征 |
| 5.4.2 上转换发光性能研究 |
| 5.4.3 温度传感特性研究 |
| 5.4.4 组织内温度传感实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 集光学测温和加热于—体的Nd~(3+)敏化上转换纳米光热转换体系的构建 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 样品制备及表征 |
| 6.2.1 样品的制备 |
| 6.2.2 组织内“温度自监控”光热实验 |
| 6.2.3 光热杀菌实验 |
| 6.3 808 nm激发的蛋黄-蛋壳结构GdOF:Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)@SiO_2纳米胶囊的温度传感和光热转换特性研究 |
| 6.3.1 晶体结构和形貌表征 |
| 6.3.2 上转换发光和光热转换性能研究 |
| 6.3.3 温度传感特性研究 |
| 6.3.4 组织内“温度自监控”光热实验 |
| 6.3.5 光热杀菌实验 |
| 6.4 808 nm激发的LuVO_4: Nd~(3+)/Yb~(3+)/Er~(3+)@SiO_2@Cu_2S空心纳米平台的温度传感和光热转换特性研究 |
| 6.4.1 晶体结构和形貌表征 |
| 6.4.2 上转换发光和光热转换性能研究 |
| 6.4.3 温度传感特性研究 |
| 6.4.4 组织内“温度自监控”光热实验 |
| 6.4.5 光热杀菌实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间取得的科研成果 |
| 作者简介 |
四、普适光谱调制传感器原理及应用（论文参考文献）
- [1]基于量子弱测量原理的表面等离子体共振生化传感器研究[D]. 徐利平. 吉林大学, 2021(01)
- [2]通道色散型偏振光谱成像系统偏振辐射标定研究[D]. 邢文赫. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [3]快照式视频光谱成像系统仿真与验证[D]. 徐艳. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [4]高动态表面三维形貌测量技术研究[D]. 汪锦航. 合肥工业大学, 2021(02)
- [5]二维有机微纳结构的构筑及光子学性能研究[D]. 冯曼. 燕山大学, 2020(01)
- [6]基于电光调制光学频率梳的精密测距技术研究[D]. 赵显宇. 天津大学, 2020
- [7]光纤低频声波传感技术及信号解调算法研究[D]. 傅鑫. 华中科技大学, 2020
- [8]计算成像技术及应用最新进展[J]. 邵晓鹏,刘飞,李伟,杨力铭,杨思原,刘佳维. 激光与光电子学进展, 2020(02)
- [9]彩色傅里叶单像素成像技术[D]. 刘世杰. 暨南大学, 2019(07)
- [10]基于FIR技术的稀土掺杂上转换测温材料特性研究[D]. 索浩. 西北大学, 2019(01)
标签：传感器原理及应用论文; 测距传感器论文; 传感器技术论文; 光谱分辨率论文; 光谱论文;