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弹光调制傅里叶变换光谱仪中数据通信 被引量：2
1
作者 李珊 陈媛媛 +4 位作者 王志斌 张敏娟 王丽 谭绪祥 李克武 《计算机工程与设计》 北大核心 2016年第10期2821-2825,共5页
在弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)中,为满足实时干涉信号的高速采集与处理的要求,提出基于FPGA+DSP的硬件平台实现方案。使用32位浮点型DSP芯片TMS320C6713的外部存储器接口(EMIF)与FPGA连接,利用DSP的中断、片选及读写使能信号作... 在弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)中,为满足实时干涉信号的高速采集与处理的要求,提出基于FPGA+DSP的硬件平台实现方案。使用32位浮点型DSP芯片TMS320C6713的外部存储器接口(EMIF)与FPGA连接,利用DSP的中断、片选及读写使能信号作为判断位与使能位,在FPGA端编写状态机来完成两者之间的多路数据传输。在硬件DSP上采用非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)完成数据的实时处理,对被测激光进行光谱反演。实验结果表明,该方法可以实现FPGA与DSP之间的数据通信,NUFFT算法能快速准确地反演出干涉信号的光谱信息。 展开更多
关键词 弹光调制 数字信号处理器 外部存储器接口 现场可编程门阵列 状态机 非均匀快速傅里叶变换
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弹光调制傅里叶变换光谱技术研究 被引量：3
2
作者 陈友华 王召巴 +3 位作者 王志斌 王艳超 李永帅 张宇寒 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1502-1505,共4页
为进一步提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率,提出了一种折返式弹光调制干涉仪结构,该结构通过在弹光晶体前后表面镀制相互交错的的全反射膜,并让入射光线以约10°的倾斜角入射,使得被测光束在晶体内部产生多次反射,增大光在... 为进一步提高弹光调制傅里叶变换光谱仪光谱分辨率,提出了一种折返式弹光调制干涉仪结构,该结构通过在弹光晶体前后表面镀制相互交错的的全反射膜,并让入射光线以约10°的倾斜角入射,使得被测光束在晶体内部产生多次反射,增大光在干涉仪中的传播距离并提高了调制光程差。建立了折返式弹光调制傅里叶变换光谱仪干涉-光谱反演数学模型,并在此基础上设计搭建了相应的前置收集光系统,并进行了激光光源和氙灯光源的遥测实验,实验所得干涉条纹清晰、稳定,结果表明,所设计的多次反射式弹光调制傅里叶变换光谱仪的光谱分辨率达到13cm-1,且该方案使得光线在晶体内部产生反射,降低了光能损失,保证了系统性噪比。最后的光谱反演结果表明,所设计光谱系统的技术可行,为后续的样机研制以及光谱、辐射标定等工作奠定了基础。 展开更多
关键词 弹光调制干涉仪 折返式 傅里叶变换光谱仪 光谱分辨率
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单弹光调制傅里叶偏振光谱测量研究 被引量：3
3
作者 张瑞 王志斌 +3 位作者 李晓 陈友华 王耀利 杨强 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期95-99,共5页
提出一种基于弹光调制器(photoelastic-modulator,PEM)的复色光偏振光谱的傅里叶测量方法,被测光经过0°(-45°)弹光调制器调制,通过45°(0°)检偏器并由探测器探测调制后形成干涉信号,对干涉信号进行傅里叶变换,由所... 提出一种基于弹光调制器(photoelastic-modulator,PEM)的复色光偏振光谱的傅里叶测量方法,被测光经过0°(-45°)弹光调制器调制,通过45°(0°)检偏器并由探测器探测调制后形成干涉信号,对干涉信号进行傅里叶变换,由所得结果实部和虚部得到被测光Stokes矢量中的S1、S2和S3的光谱。该方法降低了偏振光光程测量的复杂度,给出理论推导过程,并结合仿真结果与理论结果对比,证实了该方法复原后的偏振光谱与原始光谱可很好地吻合。 展开更多
关键词 弹光调制 偏振光谱 Stokes矢量 傅里叶变换 仿真
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双弹光拍频调制型Fourier-Bessel变换成像光谱技术研究 被引量：3
4
作者 王志斌 张瑞 +4 位作者 王耀利 黄艳飞 陈友华 王立福 杨强 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期569-573,共5页
针对现有弹光调制器（photoelastic-modulator ，PEM ）的调制频率高（几十kHz以上），调制干涉信号频率更高，普通阵列探测器无法有效采集，提出了一种基于双弹光调制器拍频调制和傅里叶-贝塞尔（Fourier-Bessel）变换的光谱测量方法... 针对现有弹光调制器（photoelastic-modulator ，PEM ）的调制频率高（几十kHz以上），调制干涉信号频率更高，普通阵列探测器无法有效采集，提出了一种基于双弹光调制器拍频调制和傅里叶-贝塞尔（Fourier-Bessel）变换的光谱测量方法，并结合CCD成像技术构成新型双弹光调制成像光谱技术（dual-photo-elastic-modulator-based imaging spectrometer ，Dual-PEM-IS）。该方法将双弹光调制器分别工作在数值略有差异的频率上，以对光进行拍频调制，并产生载有被测光的低频调制分量（比驱动频率小2～3个数量级，普通CCD可实现探测），通过对调制信号中的低频成分进行 Fourier-Bessel变换可得到目标光谱，使得弹光调制兼具了成像和光谱测量能力。介绍了其原理并推导出光谱反演公式，并通过仿真和实验验证其可行性，分析了光程差的微小偏差对反演光谱造成的影响，为进一步工程化实现提供了必要的理论基础。 展开更多
关键词 双弹光调制 成像光谱 傅里叶-贝塞尔变换 拍频
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大光程差PEM-FTS的快速光谱重建 被引量：1
5
作者 张敏娟 王召巴 +3 位作者 王志斌 李晓 李世伟 李晋华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期2010-2014,共5页
弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)的调制光程差是高速、非线性变化,每秒可产生上万张干涉图。为了实现高速等时间采样干涉信号的快速光谱反演,对大光程差弹光调制干涉信号的特性、加速非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)进行研究。加速... 弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTS)的调制光程差是高速、非线性变化,每秒可产生上万张干涉图。为了实现高速等时间采样干涉信号的快速光谱反演,对大光程差弹光调制干涉信号的特性、加速非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)进行研究。加速非均匀快速傅里叶变换算法是基于卷积核函数插值的快速傅里叶变换算法,此算法的核函数类型、参数τ、延伸影响因子q、过采样率μ等参数的选择对算法准确度以及复杂度有影响。在分析这些参数对算法影响的基础上,在μ=2,q=10,τ=1×10-6时,将加速的NUFFT算法应用于弹光调制傅里叶变换光谱仪中,重建了632.8nm的激光和氙灯光谱,复原的632.8nm激光光谱的频率偏差小于0.013 52,插值时间小于0.267s。实验表明加速的NUFFT算法有较快的运行速度和小的频率偏差,能快速准确地重建大光程差PEM-FTS的光谱。 展开更多
关键词 光谱重建 弹光调制傅里叶变换光谱仪(pem-fts) 非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)
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弹光调制干涉具干涉数据的获取及光谱复原 被引量：1
6
作者 王明艳 王志斌 张记龙 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期409-412,共4页
为了获得弹光调制干涉具干涉信号的频谱,需进行光谱反演,但因其相位是非线性的,直接采用快速傅里叶变换反演光谱会导致光谱严重失真,因此提出采用非均匀快速傅里叶变换算法对干涉数据进行光谱反演的方法。首先采用基于高速数据采集卡PCI... 为了获得弹光调制干涉具干涉信号的频谱,需进行光谱反演,但因其相位是非线性的,直接采用快速傅里叶变换反演光谱会导致光谱严重失真,因此提出采用非均匀快速傅里叶变换算法对干涉数据进行光谱反演的方法。首先采用基于高速数据采集卡PCI-5122设计的虚拟示波器获取652.6nm激光经弹光调制干涉具的干涉数据,然后在MATLAB环境中对干涉数据进行光谱反演,得到了相应的频谱信息。结果表明,对采集的652.6nm激光波长测量误差小于1nm,谱线位置误差小于0.1%,验证了该算法在弹光调制非均匀干涉数据光谱反演的可行性,这对弹光调制高性能傅里叶变换光谱仪的设计有借鉴应用价值。 展开更多
关键词 傅里叶光学与光信号处理 弹光调制器 干涉数据 非均匀快速傅里叶变换 光谱反演
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弹光调制干涉图最大光程差的稳定性及检测技术研究 被引量：3
7
作者 张敏娟 王志斌 +2 位作者 李晓 李晋华 王艳超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1436-1439,共4页
为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动... 为了提高弹光调制傅里叶变换光谱仪(PEM-FTs)中复原光谱的准确度和稳定性,有必要对弹光调制干涉图的最大光程差的稳定性和检测技术进行研究。弹光调制干涉图的最大光程差是一个不确定量,与弹光调制器的谐振状态、频率温漂特性以及驱动电压等因素有关。因此,本课题在研究弹光调制干涉仪工作机理基础上,建立弹光调制器的频率温漂模型和光程差变化关系;提出以驱动信号为基准,对激光干涉信号过零计数的方式实现干涉图的最大光差检测,且将双通道的高速比较器与FPGA相结合,实现正弦波到方波转换、快速的过零计数和误差补偿。经试验验证,采用670.8nm的激光为参考光源,通过过零计数的方式,能实现最大光程差77.471μm的检测,其测量误差小于0.167nm,复原的红外黑体光谱的最大峰值波长偏差小于2nm。 展开更多
关键词 弹光调制傅里叶变换光谱仪(pem-fts) 干涉图 最大光程差 过零计数
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弹光调制干涉图的预处理及相位校正方法 被引量：2
8
作者 张敏娟 毕满清 +2 位作者 郝骞 王志斌 李珊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期271-276,共6页
弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差... 弹光调制傅里叶变换干涉信号是高速、连续非线性变化。为了实现等时间采样干涉信号的准确光谱重建,有必要对弹光调制干涉信号的预处理技术和相位校正方法进行研究。为了从连续的干涉数据中获取一幅完整的干涉图,文中利用干涉图零光程差点的幅值最大特性,获取一幅完整的干涉图。同时,为了克服干涉图的非对称性,提出将改进的Mertz相位校正方法与非均匀快速傅里叶变换算法(NUFFT)相结合,提高重建光谱的速度和准确度。在实验中,通过仿真产生300 K红外黑体的非对称弹光调制干涉图,采用该数据处理方法提高了重建光谱的精度,并以大气窗口为被测对象,比较准确地重建了大气光谱曲线,实现了气体成分的定性分析。 展开更多
关键词 弹光调制傅里叶变换光谱仪 非对称干涉图 相位校正 Mertz法
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