【摘 要】
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光谱仪是一种应用广泛的光学分析仪器,它以光谱色散原理为理论基础进行设计,广泛应用在工业生产、化学检测、生物医学和天文研究等领域。随着科学研究、生物医学和宇宙探索等领域的发展,对光谱仪提出了微型化、便携化和高灵敏度的要求。但该领域较为成熟的研究成果和测量体系均为国外研发,国内的产品在功能和稳定性上仍与国外产品存在较大差距。因此研发出性能高、体积小、功耗低、成本低的光纤光谱仪及其性能参数测量系统具有很
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光谱仪是一种应用广泛的光学分析仪器,它以光谱色散原理为理论基础进行设计,广泛应用在工业生产、化学检测、生物医学和天文研究等领域。随着科学研究、生物医学和宇宙探索等领域的发展,对光谱仪提出了微型化、便携化和高灵敏度的要求。但该领域较为成熟的研究成果和测量体系均为国外研发,国内的产品在功能和稳定性上仍与国外产品存在较大差距。因此研发出性能高、体积小、功耗低、成本低的光纤光谱仪及其性能参数测量系统具有很好的应用前景。本文根据课题需求,制定了基于光栅分光模块和面阵CCD图像传感器的光纤光谱仪总体方案,设计并实现了CCD图像传感器的驱动与信号处理电路,编写了可编程器件CPLD的内部控制程序和USB传输模块的固件程序,将得到的光谱数据通过USB接口实时传输至计算机。结合欧洲机器视觉协会的图像传感器及相机性能测试标准EMVA1288,设计了基于积分球、LED光源、标准探测器和计算机的CCD图像传感器及电路性能参数测试装置,测量了图像传感器的光电响应曲线、时间噪声、信噪比、动态范围、暗电流和空间非均匀性等参数。最后对光纤光谱仪进行了波长标定和绝对光谱辐射度标定,并对标定结果进行实验验证与误差分析,结果表明波长标定误差小于0.3nm,绝对光谱辐射度标定的平均误差为1.056%,达到了课题的设计需求。
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