寬光譜高分辨率二維光譜信號探測系統(tǒng)設計.pdf

1、物質的目標特性等精細化識別中，要求光譜儀具有高分辨率和寬光譜工作范圍。寬光譜高分辨率光路對探測系統(tǒng)的靈敏度、分辨率、動態(tài)范圍、信噪比等提出了更高的要求，一般的探測系統(tǒng)無法滿足。本文針對寬光譜范圍高分辨率的中階梯光柵-棱鏡交叉色散光路對二維光譜的探測需求，分析了探測器與光路系統(tǒng)的匹配關系，設計了具有高靈敏度、低噪聲等特點的二維光譜探測系統(tǒng)。
　　本論文主要完成了以下工作:
　　(1)根據(jù)光譜的探測需求，完成了光譜信號探測系統(tǒng)的

2、總體方案設計:包括總體探測器的選型原則、單元功能設計、主要技術參數(shù)、光學系統(tǒng)的匹配要求等。
　　(2)完成了探測系統(tǒng)硬件設計與調(diào)試:
　　硬件電路系統(tǒng)主要包括主控單元、探測器驅動單元、信號處理單元、數(shù)據(jù)存儲單元以及數(shù)據(jù)傳輸單元等主要模塊。在信號處理單元，為了消除噪聲，本文提出了時序相關雙采樣方法，該方法具有精度高、動態(tài)范圍大等的優(yōu)點。
　　(3)完成了探測系統(tǒng)軟件設計與調(diào)試:
　　探測系統(tǒng)的軟件包括上位機軟件和下

3、位機軟件，兩者相互配合，實現(xiàn)了人機交互控制。
　　上位機軟件是在Visual Studio平臺上開發(fā)的，主要功能有:發(fā)送控制命令、接收處理數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)、成像以及圖像處理等。
　　下位機軟件是在USB固件編程框架的基礎上完成的，其主要作用是接收上位機的控制命令并執(zhí)行，達到控制硬件電路系統(tǒng)的目的。
　　(4)根據(jù)二維譜圖產(chǎn)生原理，完成了一種譜圖標定算法:
　　CCD探測到的譜圖與理想譜圖在位置和強度上有所偏差，本文