一、可提高光谱分辨率的脉冲成形技术（论文文献综述）
车长金[1]（2021）在《增材制造缺陷的LIBS在线检测研究》文中研究指明近几年,随着新一轮科技革命和产业变革的快速推进,以增材制造为代表的先进制造技术取得了飞速发展,其研究及应用遍布航空航天、国防工业、电力工业、汽车产业、医疗器械和模具制造等高端装备制造和高精尖科技发展领域,在我国国民经济与社会发展中发挥至关重要的作用。增材制造技术采用数字离散/堆积原理,逐点加工、逐线搭接、逐层叠加材料形成制件,具有零件加工效率高、加工周期短、节省原材料、成形工艺简单且精度高、可直接成形任意复杂形状结构等优势,但由于加工过程中激光与材料相互作用的物理机制非常复杂,可能导致成形零件的内外部出现裂纹、孔洞、夹杂物、未熔合、球化等不同种类缺陷,严重影响零件的使用性能和寿命。因此,实施增材制造缺陷在线检测,对于提高增材制件质量至关重要。本文采用激光诱导击穿光谱分析技术对激光选区熔化（Selective Laser Melting,SLM）增材制件缺陷进行在线检测,具有原位、实时、无损检测等优势,重点搭建了SLM增材制造过程缺陷的LIBS在线检测装置,通过实验采集并分析熔池的等离子体光谱,结合机器学习算法完成缺陷的实时探测与高精度识别。主要研究内容如下:（1）搭建了SLM金属增材制件缺陷的LIBS在线检测装置。在确保不影响SLM加工过程的前提下,结合SLM金属增材制造的工艺特点,设计了同轴双光路LIBS光纤检测探头、X-Y-Z三轴丝杠进给位置伺服驱动等装置。同轴双光路LIBS光纤检测探头采用光纤光学传输方法将脉冲激光束导入SLM腔室内,并将激发熔池产生的等离子体信息同轴传输至探测器。探头腔体内部安装的凸透镜、反射镜等光学元件为激光和等离子体传输提供了光学路径。在SLM粉末缸正上方安装的丝杠进给伺服驱动系统,用于传动同轴双光路LIBS光纤检测探头,实现在SLM工作腔室内的稳定运行和对熔池焦点的精准定位。同时,完成了实验设备的选型、分析及参数优化。通过LIBS激光脉冲到熔池焦点的精密定位、激光光源导入并诱导激发等离子体、等离子体光谱信息采集与传输、在线检测系统时序控制、等离子体光谱分析与缺陷识别等在线检测流程,实现了SLM增材制造过程缺陷的在线检测目标。（2）在对丝杠进给位置伺服驱动系统进行动力学建模基础上,提出基于PID控制器和线性自抗扰控制器（Linear Active Disturbance Rejection Control,LADRC）等两种动力学控制方案,通过Matlab/Simulink仿真环境,在无扰动、有三角波扰动或正弦波扰动等条件下,分别对直线、圆形和“8”字形给定轨迹进行两种控制策略的跟踪效果对比分析,并通过实验验证了系统轨迹跟踪性能。结果表明,线性自抗扰控制不依赖丝杠进给伺服系统的精确数学模型,容易消除机械摩擦力的非线性和系统不确定性等影响,实现轴间解耦和系统扰动补偿。（3）采用交流永磁同步电动机驱动的X-Y-Z三轴丝杠进给伺服系统,完成LIBS光纤检测探头在SLM增材制造工作腔室空间内的运动速度控制、轨迹和位置跟踪控制。重点对伺服系统的电流环、速度环和位置环等分别进行校正。通过仿真和实验结果表明,X-Y-Z三轴丝杠进给位置伺服系统传动LIBS光纤检测探头,快速性好、定位精度高,能够实现对SLM熔池的快速、精准定位和轨迹跟随。（4）采用k最邻近（K-Nearest Neighbor,KNN）、支持向量机（Support Vector Machines,SVM）和随机森林（Random Forest,RF）等三种机器学习算法进行SLM增材制件缺陷的识别研究。首先对比镍基合金制件有缺陷和无缺陷样品的光谱,区分不同样品的光谱差异。再通过小波变换的方法对谱线基底进行校正,以减小谱线的空白背底,扣除连续背景噪声。之后,采用主成分分析法（Principal Component Analysis,PCA）对LIBS光谱数据做降维处理,可以过滤数据噪声及冗余信息,提高缺陷识别的准确性。最后采用机器学习算法完成缺陷识别,并对三种算法的识别性能进行对比分析。识别结果表明,结合机器学习算法的LIBS在线检测技术,可以有效的识别出SLM金属增材制件的缺陷。本文实现了增材制造金属零件缺陷的LIBS在线高精度检测与识别。通过自主搭建的激光诱导等离子体信号检测与分析装置,采集并分析了等离子体特征光谱。所设计的基于线性自抗扰控制器的丝杠进给位置伺服驱动系统可以有效传动LIBS光纤检测探头,完成SLM熔池及样品的快速、精准定位。结合机器学习算法建立的定标模型、分类识别模型,不仅提高了不同种类合金零件定性分析性能,对合金零件缺陷具有较强的分类识别能力。本文所开展的研究工作及成果,可以为增材制造金属零件缺陷识别提供依据,进而为改善增材制造过程工艺、实施缺陷机理分析及控制、提高增材制造金属零件质量等提供支持。
李雅萌[2]（2020）在《基于RoF的前传接入技术研究》文中提出随着大数据、物联网、云计算等技术的迅猛发展以及人们对移动通信的青睐,移动网络的数据流量将迎来爆炸式增长。移动接入网络面临着高速率、低时延、大容量等方面的挑战,国内外开展了对全频谱接入技术、毫米波技术、大规模MIMO技术等新技术的研究。毫米波技术可以利用丰富的频谱资源,能够提高无线接入的传输容量,但视距传播且覆盖范围较小,基于高低频协作组网的全频谱接入技术可以同时利用毫米波频段传输容量大和低频段覆盖范围广的优势,提高系统容量,增强用户体验。移动接入前传网络作为无线接入网的主要组成部分,目前在C-RAN架构下基于CPRI协议的数字前传网络具有结构简单和对非线性容忍度高等优势,但也同时面临着模拟信号数字化导致的带宽要求过高和处理时延等问题,很难满足移动网络的要求。而基于RoF的模拟前传技术在光域传输模拟的无线信号,具有频谱效率高和时延低等优势,而且可以实现高低频协作组网,因此成为近年来的研究热点。本文的主要研究基于RoF的前传接入技术,首先,对前传网络、高低频协作组网技术、基于RoF的前传技术等内容进行了概述,然后在理论层面针对基于RoF技术的模拟MFH网络中的信号传输过程进行了详细的理论推导,最后根据ITU发布的5G候选频段,充分利用RoF技术和高低频协作组网技术的优势,提出了基于模拟RoF技术的新型MFH链路结构。论文工作主要包括以下两方面:（1）提出了两种基于电域上变频的高中低频混传MFH下行链路方案。第一种是基于电域上变频的低复杂度高中低频信号混传模拟MFH下行链路方案,该方案将携带高中低频段信号数据信息的IF信号和一个射频本振信号加载到光波上,光信号经光纤传输后通过光电探测恢复出来,最后提取光电流中的RF-OFDM信号和射频本振信号;第二种是基于光滤波法的电域上变频高中低频混传MFH下行链路结构,该方案将携带高中低频段信号数据信息的IF信号和两个射频本振信号加载到光波上,光信号经SSMF传输后经过一个IL分为两路,其中一路包含携带高中低频段信号数据信息的O-OFDM信号,该信号经过光电探测恢复为原始IF信号,另一路包含两个相隔一定频率间隔的光载波,该信号经光电探测恢复为频率为两个光频成分之差的射频本振信号。两种方案中的中频段信号由支持临时高速率业务的IF信号和射频本振信号经混频器1后生成,其频率为两者频率之和;高频段信号由支持超高速率业务的IF信号和二倍频后的射频本振信号经混频器2后生成,该信号频率为两者频率之和。通过搭建系统仿真链路,对传输的RF-OFDM信号的光谱和频谱进行了详细的分析,而且根据3GPP标准和仿真数据,对八路RF-OFDM信号的EVM随SSMF链路长度、调制深度、接收光功率、激光器线宽变化进行深入研究。结果表明第一种基于电域上变频的方案效果更好。（2）提出了一种基于光域上变频的高中低频混传MFH下行链路方案。为了避免低频段和中频段信号在接收端进行频率变换,可以事先确定该频段位置;为了降低MFH链路电光转换器件的要求,基于光域完成毫米波信号的上变频,对DP-DDMZM的上下两臂的DDMZM分别进行上边带OSSB调制与下边带OSSB调制,然后将信号合路,得到相隔一定频率间隔的光载波和支持热点地区超高速率业务的光信号,再经过光电探测即可得到保留高频段信号幅度和相位信息的光电流成分。搭建仿真链路,对该系统中传输信号的光谱和频谱分析,根据3GPP标准与仿真结果,对高中低三个频段的RF-OFDM信号的EVM随SSMF链路长度、调制深度、接收光功率、激光器线宽变化进行了深入研究。并将该方案与基于电域上变频的高中低频混传MFH下行链路方案进行比较,结果证明,基于光域的上变频结构简单,接收机灵敏度较小,性能也优于基于电域的上变频方案。
沈燕[3]（2017）在《基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术研究》文中研究指明光谱技术作为无损快速检测技术,可获得探测目标的物理化学及深层结构信息,在科学研究、环境监测、生物医学、食品质量安全检测等领域具有广泛的应用。本文针对目前光谱探测技术受测量原理、探测模式的限制,普遍存在视场小、光通量低、光学系统复杂等缺点,对基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术进行了深入分析,提出了一种基于Wollaston棱镜与角锥结合的偏振干涉成像方案,研究了一种大视场、高通量静态光谱探测系统。论文首先研究了基于Wollaston棱镜与角锥结合的新型偏振干涉光谱成像机理,提出了虚拟无限远的干涉成像思想,对大视场和高通量特性、系统光程差与光谱分辨率关系进行了理论分析。然后,对光谱系统的设计方法进行了研究,给出了系统的整体设计方案,采用双折射晶体光线追迹的方法推导出干涉光程差的精确计算公式,并分析了系统光程差非线性问题。其次,研究了系统的非线性光谱复原方法,对基于快速高斯网格法的非均匀傅里叶变换方法进行了理论与仿真研究,并对光程挤压技术的坐标变换方法进行了分析。最后,根据系统的方案设计搭建了实验装置,对系统进行了光谱定标,并进行了 LED光源的光谱测量实验,测量结果与海洋光学公司光谱仪的测量结果基本一致,验证了本文测量系统的原理和方法是正确和可行的。研究结果表明,基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术能够实现大视场、高通量的纳米级光谱测量。
李朝阳[4]（2014）在《变线距光栅单色器设计及关键技术》文中研究指明同步辐射光源不断发展,从最初的高能物理加速装置到第四代光源自由电子激光,光源的性能不断提高。光束线作为连接光源和实验站的桥梁,需要能够充分利用光源的特性,因此对光束线的光谱分辨率、光传输效率等方面提出了更高的要求。光束线的核心是单色器,在软X-光波段中,有三种主要的单色器：定包含角球面光栅单色器（Dragon）、变包含角平面光栅单色器（SX-700类）和变线距光栅单色器。由于变线距光栅单色器中光学元件少和元件面型简单,容易实现高的光谱分辨率和达到高的传输效率,近年来得到了广泛应用。本文讨论变线距光栅单色器原理、设计及实现高光谱分辨率需要的关键技术。主要内容包括：1、合肥光源（NSRL）重大改造中的表面物理光束线建设。表面物理光束线从真空波荡器中引出,覆盖的能量范围为20-600eV,整个光束线的长度为19300mm。前置聚焦系统采用柱面镜垂直放置5：1聚焦到入射狭缝,采用自聚焦平面变线距光栅单色器作为分光系统,后置聚焦系统采用超环面镜在两个方向上聚焦到样品处。光束线的技术指标为：光通量5×1010photons/s@29eV,样品处光斑0.2x0.1mm2,能量分辨本领10000（E/△E）@29eV。2、大连化物所相干光源（DCLS）光束线建设。DCLS作为第四代同步辐射光源,具有辐射波长可调、不受电子跃迁能级的限制；频谱范围广；亮度和峰值功率极高、且可调；相干性好,又有偏振性；具有短脉冲时间结构、且时间结构可调等诸多优点。建成后的DCLS将是世界上第一台工作在极紫外波段（50-150nm）的自由电子激光器。同基于储存环的同步辐射光束线相比,四代光源的光束线设计将会面临新的挑战。比如光源脉冲结构与光谱分辨的关系,高瞬时功率对光学元件镀膜的影响,光源的光谱在线诊断等。DICP-FEL共建有四条分支光束线,每条分支光束线分时用光,光源点（饱和长度）在6m-12m内变化。各条光束线光学传输效率（反射率）不同,最高可达85%,最低的可达到45%,可以根据需要开展实验。利用超环面镜和平面变线距光栅构成了光谱仪,用于对光源进行在线的诊断,光谱诊断系统的分辨本领达12000。在FERMI@Elettra实验室,其光谱诊断系统的波长扫描是通过两个相互垂直的直线导轨配合工作。本方案直接将聚焦曲线拟合成圆,通过弧形导轨实现波长扫描,精度以及稳定性将会更加强,具有创新性。3、光栅单色器的高光谱分辨不仅与光学设计相关,同工程实施中的各项误差控制等关键技术也息息相关。掌握相应的关键技术,是保证实现光学设计的高光谱分辨率指标的基础。这些关键技术主要包括：高精度直线导轨、转角测量机构、光学元件检测技术、狭缝在线检测技术、光束线安装准直技术和单色器调试技术等。本文对这些关键技术进行了相应的研究,其中狭缝的宽度在线检测、对光学元件装夹的研究以减少装夹对元件面形的影响等都具有创新性。高精度直线导轨是单色器中的波长扫描机构的关键部件,它推动正弦杆转动,带动光学元件转动从而实现波长扫描。为了实现表面物理光束线的光谱分辨率,自行研制了行程150mm,分辨率30nm的高精度直线导轨。同时表面物理光束线还采用了一套角度测量机构,通过光栅尺直接测量光学元件的转动角度,该角度测量机构的分辨率可达0.05"。通过高精度直线导轨和转角测量机构配合,精确标定光学元件的转角以及对应的波长。光学元件的测试对象主要包括光学元件的面形误差以及光栅的刻线精度。利用长程面形干涉仪对表面物理光束线单色器中的光学元件的面形误差进行测量,结果显示光学元件的面形精度满足要求。利用实验室自建的二维线密度系统对平面光栅的刻线精度进行检测,4001/mm光栅的线密度精度为3-7×104,12001/mm光栅的刻线精度为1-3×10-5。在表面物理光束线中,狭缝的开口宽度比较小,最小值达131am,同时真空环境和大气环境下狭缝的开口大小会发生改变,因此需要对狭缝宽度有一个较为精确的测量。搭建了一套狭缝宽度在线系统对狭缝宽度进行测量,该测量系统的测量精度在±5μm以内。作为光束线的核心部件,单色器的部件离线调试和光谱分辨率直接相关。单色器的安装调试包括离轴转动参数的测试以及双轴平行性的测试、安装准直技术。离轴转动参数最终测得和理论值有所差别,但是偏离光栅中心量在0.07mm以内,对能量的影响在10-4eV以内,而双轴平行性误差在±5"以内,这些误差为实现光学系统的光谱分辨率奠定了基础。
郑宝华[5]（2010）在《数字化岩芯扫描仪关键技术研究》文中指出近年来,我国地质事业得到了长足发展,尤其是新技术新方法的应用推动了地质科研的进步。据调查,我国每年有上百万米的钻孔任务,产生大量岩芯,这些岩芯在编录后存入岩芯库房,利用率很低,造成大量的资源浪费。为了对岩芯进行分析和解决岩芯保存问题,对岩芯进行数字化扫描,将岩芯图像、岩芯光谱和元素含量等矿物数据和参数存储在计算机里,建成标准岩芯数据库,使用者可随时访问数据库进行地质信息分析,为地质研究和地质找矿提供便捷的方法。数字化岩芯扫描仪由自动样品控制台模块、图像采集模块、光谱采集模块、元素信息采集模块、软件模块、结构工艺模块等组成。自动样品台实现三维定点,样品自动对焦和自动传送；图像采集利用高清相机,采集岩芯的图像信息,并实现图像无缝拼接；光谱采集模块实现矿物的光谱信息在线采集；元素信息采集模块实现元素的在线检测；软件模块分为底层控制软件和数据处理软件,实现矿物信息提取,矿物数据反演、定性和定量分析等。本文研究所完成的工作如下：（1）宽谱段光纤光谱仪子系统的光学设计。通过对光谱测量方法的讨论和比较,确定了基于反射模式进行光谱测量的方法,合理地选择了光源；通过光纤将漫反射光导入单色器,设计了光锥与光纤的接口；光路采用水平对称光路,全息平面光栅作为分光元件,通过理论计算得到光栅每毫米刻线为177条,通过理论计算和仿真合理地设计了光路,并实现900nm处分辨率优于5nm,在2500nm处分辨率达到了6nm；考虑到目前单个CCD器件不能覆盖400～2500nm宽谱段,采用多块响应在不同波段的CCD器件,提出利用三个CCD传感器拼接成400nm-2500nm波长范围的宽谱段光谱测量方法；为了减少像平面拼接时的能量损失,将光谱面分为三个光谱区域：400～900nm、900～1700nm、1700～2500nm,采用了全反射光学拼接方式,将三个波段的反射光反射到分别布置在三个面上的CCD探测器,缩小了体积。（2）宽谱段光纤光谱仪子系统的电子学设计。根据不同的谱段合理地选择了CCD探测器,即探测器S3924-512Q探测波长范围400～900nm谱段,探测器G9214-512S探测波长范围900～1700nm谱段,探测器G9208-256W探测波长范围1700～2500nm谱段；采用CPLD设计了三个CCD的驱动电路；根据设计指标要求,设计了以AD9243为核心的ADC电路,通过合理布线和接地,采样值在8196～8199范围内时波动范围在±1.5位以内；由于图像的数据量庞大,设计了USB2.0的通讯系统,USB2.0通讯系统是以CY7C68013单片机为核心,进行了固件、驱动和应用程序接口的编程。最后对宽谱段光纤光谱仪子系统进行了测试。（3）通过对X射线光源和X射线探测器的分析和探讨,荧光仪子系统采用了微型X射线管MAGNUM,电制冷的Si-PIN探测器XR-100CR实现元素的定性和半定量测量；由于信号的动态范围大,同时为了实现放大器线性补偿的需要,设计了增益调节范围应为20到1000倍的宽带放大器,放大器采用低噪声JFET管,差动式结构输入,采用新型压控放大器AD603实现增益调节,通过合理的布线和补偿,放大器的增益实现20～1000连续可调、带宽优于5MHz、线性良好；设计了以AD9224模数转换器为核心的高速ADC电路,采样速率达到20Mbps。（4）X射线荧光仪子系统的高压电源设计。设计了采用VMOS功率场效应管作为开关元件,采用它激式高效逆变器,后级采用倍压整流,输出40KV、50 uA的高压电源；采用有源功率因数校正技术,将输入电流校正成为与输入电压同相位且不失真的正弦波,从而使功率因数接近1,提高了电源的效率；反馈补偿采用复合补偿方式,同时采用PID算法,达到高稳定电压输出。（5）X射线荧光仪子系统的多道脉冲幅度分析器设计。采用自顶向下的全新的设计思路,采用高速FPGA器件实现多道脉冲幅度分析器的设计,实现了脉冲成形、基线恢复、修正补偿等全数字化设计；设计了数字比较器、数字滞回比较器,采用多级缓存的流水模式实现脉冲幅度的提取；采用拉格朗日插值实现脉冲峰值的拟合,提高了能量分辨率。在研究和解决以上问题时,本文所提出的创新点如下：（1）本文提出采用光、机、电一体化技术,结合岩芯特点,对岩芯图像、矿物光谱信息和元素含量进行在线检测并数字化的全新设计思路。首次实现了将小荧光分析技术与岩芯扫描相结合,实现岩芯扫描的自动化。成功研制了我国第一台集图像采集、光谱采集、元素含量分析的全数字化岩芯扫描仪样机。（2）采用一套光路和三个探测器立体拼接实现波长范围为400nm-2500nm的宽谱段测量,这一谱段涵盖了可见光到近红外波长。由于采用一套光路、光纤传输及全反射光路设计,避免了透镜能量消耗,测量代表性强。特别是短波近红外能量损失较小,提高了整个波段的信噪比。（3）多道脉冲幅度分析实现全数字化设计,免除了在模拟信号阶段对脉冲的成形、基线恢复、死时间修正等的处理。脉冲幅度检测采用了二次插值方法,使在相同的ADC采样速率下提高了能量的分辨率,脉冲幅度分析全部由FPGA来实现,满足了高计数率测量要求。由于FPGA实现了对脉冲的实时处理,避免了由于脉冲速率波动对测量所带来的影响,提高了荧光仪的分析精度。在本文的研究成果基础上,成功试制出我国第一台集图像采集、光谱分析及元素信息采集于一体的数字化岩芯扫描仪样机。利用该岩芯扫描仪针对紫金山矿区钻孔ZK801的岩芯和德兴铜矿钻孔1902的岩芯进行实际扫描测试,重点分析了光谱仪子系统和X荧光仪子系统的应用情况,绘制了典型矿物的光谱曲线,建立了典型矿物的成矿模型。实测结果表明,数字化岩芯扫描仪在地质找矿和岩芯数字化管理领域具有较好的应用前景。
王高[6]（2005）在《窄脉冲激光波长测试技术研究》文中提出随着光电技术和信息技术的迅速发展,光电对抗武器以惊人的速度得到发展,成为世界各军事大国竞争的焦点之一。在“海湾战争”、“科索沃战争”和“伊拉克战争”中,各种激光设备以其精确测距,精确制导和精确打击能力已成为现代战场上重要的武器装备,给战场上各作战平台带来了严重威胁。为了对抗这些威胁,需要及时、准确探测来袭激光的方位、波长和威胁等级,根据探测结果,我方采取措施,对敌方作战的光电武器与装备实施有效干扰,使敌方光电武器装备失灵,削弱、压制、甚至摧毁其作战能力。本论文主要研究来袭窄脉冲激光波长测试技术。鉴于课题研究的重大意义,本项工作得到国家基金委、山西省留学基金委、山西省教育厅和山西长城微光夜视有限公司的高度重视,分别给与基金支持,希望研究能有所突破,将来列装到各种武器平台,提高我军的整体作战水平,实现“科技强军”的跨跃式发展。分析了目前激光技术在军用激光测距仪、激光指向器和可调谐激光器的特性参数和脉冲波长测试的发展,提出了基于光纤光谱仪的测试方案。本论文不仅给出了光纤光谱仪设计的光学结构,详细讨论了各种衍射光栅及探测器的工作原理,特别是CMOS图像的发展、原理和技术参数,还简单介绍了光纤束的基本知识。在详细分析了窄脉冲YAG激光在大气传输中的各种衰减的基础上,论文分析、计算到达探测器的功率密度和灵敏度,给出了强太阳背景噪声下,如何选择探测器的扫描频率,提高信噪比的计算式,最后还给出了光谱分辨率计算公式。为了验证光纤光谱仪能否对任意方向、任意时刻来袭的短脉冲激光波长进行探测,我们用激光测距仪和光纤光谱仪,进行了室内、外窄脉冲激光波长散射测试实验;室外近距窄脉冲激光波长直射、斜入射测试实验和基于望远光学系统的远距离短脉冲激光波长直射、斜入射测试实验。实验验证了光纤光谱方案的正确性,说明:光纤光谱仪完全可以在野外、强太阳光背景下对脉冲激光器发出的窄脉冲激光进行准确测试;信号幅度的大小跟入射窄脉冲激光的方向有直接的关系;背景噪声与光纤光谱仪积分时间有直接
李建军,褚春艳,卢玮彤,张萍萍,杨高岭,钟海政,赵跃进[7]（2021）在《微透镜阵列的制备与应用研究进展》文中研究指明微透镜阵列是一种多功能的微光学元件,可以对入射光进行扩散、光束整形、光线均分、光学聚焦等调制,进而实现大视角、低像差、小畸变、高时间分辨率和无限景深等,在光电器件和光学系统的微型化、智能化和集成化方面具有重要的应用潜力。介绍了微透镜阵列的光学原理和发展历程,综述了喷墨打印、激光直写、丝网印刷、光刻技术、光聚合技术、热熔回流技术和化学气相沉积法等微透镜阵列制备技术,总结了微透镜阵列在成像传感、照明光源、显示和光伏等领域的应用进展,最后对微透镜阵列的发展方向进行了展望,讨论了曲面微透镜、叠加复眼系统以及微透镜与新型光电材料结合等新方向的发展趋势和未来挑战。
何红霞[8]（2021）在《微波光子模数转换关键技术研究》文中提出高速高精度模数转换器是许多现代信息系统不可或缺的组成部分,尤其是对于性能要求较高的超宽带应用,如军用雷达、宽带无线接入网络、生物医学成像和光通信等。然而,传统电子模数转换器存在所谓的“电子瓶颈”,在带宽和时间抖动等方面受到较为严重的限制。在此背景下,使用具有超高带宽、超低损耗以及抗电磁干扰等优势的微波光子技术来提升模数转换系统的性能,是一项具有重大学术价值和应用价值的研究课题。论文首先从模数转换技术的研究背景出发,介绍了四类典型的光子模数转换方案的基本原理和发展状况。针对现有技术存在的问题,本文提出并验证了一些新型的实现结构和改进方案。在移相光量化技术方面,分析了系统存在的比特精度较低和阈值判决误差问题,针对这两个问题,分别提出并实验验证了两种改进方案,还通过仿真研究偏置漂移对系统性能的影响。提出并实验验证了一种全新的光子flash ADC串行方案,讨论了方案的性能改进,非均匀量化的实现,以及适用于大信号输入的实现方案。另外,提出了基于相位调制的光子时间拉伸系统并详细分析了系统的各项特性,仿真和实验均验证了理论模型的正确性。论文的主要创新点如下:（1）针对移相光量化系统存在的比特精度较低和阈值判决误差这两个问题,分别提出了基于线性组合原理的改进方案和基于平衡探测的自适应阈值判决方案,得到实验验证。基于线性组合原理的改进方案将移相光量化系统的输出信号通过电路模块进行线性组合,以此增加量化通道的数量,从而以较小的代价提高系统的标称比特精度。自适应阈值判决方案利用双输出调制器和平衡探测器将移相光量化系统的阈值始终保持在零电压,从而避免由采样脉冲光功率抖动引起的阈值判决误差。通过自适应和非自适应两种阈值判决方案的对比实验,验证了自适应阈值判决提高系统比特精度的有效性。（2）首次提出一种全新的光子flashADC方案,在光域实现串行结构的模数转换,可大幅降低系统的复杂度,并得到实验验证。该方案利用多波长脉冲采样和光纤的群速度色散效应,在大大减少比较器使用数量的同时还可以实现非均匀量化。提出并仿真验证了适用于大信号输入且结构更为简化的方案,通过合理设置多波长脉冲的功率比,可应对调制非线性对量化过程的影响。针对简化方案比特精度低且采样脉冲最大-最小功率比大的问题,提出了一种基于双输出调制器的改进方案。（3）提出一种基于相位调制的光子时间拉伸系统,相比于基于幅度调制的时间拉伸系统,极大地简化了系统结构且具有更高的稳定性。由于具有亚倍频程的带宽,该系统可以避开二阶非线性杂散的影响。根据严格的数学分析推导出了系统输出的所有频率分量,并通过仿真和实验验证理论分析的正确性。针对色散引起的功率衰落问题,提出了一种同时采用相位调制器和推挽强度调制器的双通道PTS系统,以克服功率衰落导致的系统带宽受限问题。
唐朝[9]（2021）在《界面水介导生物大分子相互作用的太赫兹光谱表征》文中研究指明水是生命活动的重要前提,生理条件下的生物分子被界面水层包裹在空间受限的水溶液微环境中,行使其功能。参与生物化学过程的生物大分子在太赫兹频率范围内具备集体动力学特征。利用太赫兹光谱进行生物表征,理论上可以获取生命体系中界面水及其介导的生命过程中生物分子在皮秒级时间尺度上的动力学信息。然而,太赫兹光谱的生物表征面临一些亟待解决的问题:太赫兹生物表征主要集中在单一生物分子探测,距离生命过程真实环境和生物探测的实际认识还有较大距离;现有技术条件下,生命体系中遍布的水分子的强烈太赫兹吸收,给太赫兹光谱探测造成阻碍。为拓展水溶液环境下生物分子太赫兹探测的应用范畴,揭示太赫兹频率尺度下生命体系的动力学特征,本论文发展了界面水介导的生物大分子相互作用的太赫兹光谱表征的方法。具体研究内容分为以下三部分:磷脂膜水界面的太赫兹表征:基于两亲性磷脂分子的自组装性质,在具有良好太赫兹透过性能的连续相中构建磷脂反向胶束微液滴体系,并将其应用于太赫兹生物表征中。利用反向胶束微纳液滴的受限水空间特性,解决太赫兹生物表征中大量水分子吸收的巨大阻碍,同时为生物表征提供了近生理条件的溶液微环境。随后,反向胶束微液滴太赫兹光谱被应用于铜离子对细胞膜界面水动力学影响的探测上。探测揭示了铜离子-磷脂酰甘油磷脂膜的特异性相互作用,发现铜离子破坏了磷脂酰甘油磷脂膜水化层的氢键网络结构,使部分界面水恢复体相水性质。这一结果证明界面水介导了磷脂膜与离子的相互作用,基于界面水的太赫兹探测为磷脂膜界面表征提供了一种灵敏的方法。蛋白分子的相互作用太赫兹表征:选择凝血八因子和乳凝集素为模式蛋白,将微液滴太赫兹探测应用于蛋白-小分子作用和蛋白-磷脂膜相互作用的研究中,探测和分析了蛋白分子在空间受限水溶液中的太赫兹光谱。探测揭示了钙离子作用下凝血八因子蛋白分子内部构象变化以及磷脂酰丝氨酸磷脂膜与凝血八因子的相互作用。基于界面水介导的蛋白太赫兹光谱信息,对蛋白分子在太赫兹频段的低频集体振动模式进行了模拟,应用溶液微环境诱导的蛋白结构域进动及界面性质变化阐释相关结果。在此基础上,本论文探究了乳凝集素与凝血八因子太赫兹响应性差异,以期进一步揭示生物大分子太赫兹特征与其生物学功能之间的关系。基于微液滴-超材料的微量生物分子太赫兹探测:将纳米液滴与太赫兹超材料结构结合,利用超材料结构增强局域太赫兹电磁响应,从而极大地增强太赫兹光谱对溶液生物分子的检测灵敏度。基于该太赫兹生物探测策略,实现了对淀粉样蛋白积聚物的微量探测,为神经退行性疾病的早期诊断和生理规律探索提供了一种新的工具。综上,本论文以界面水作为生物大分子的太赫兹光谱的探测媒介,建立并完善了基于微液滴系统的生物大分子相互作用太赫兹表征。本研究基于具体生命科学问题,阐释了生物分子在太赫兹时间尺度和频率尺度的现象。这些结果揭示了水环境下生物分子相互作用在集体低频范畴内的动力学特征,增加对太赫兹生物学领域的认知。
马超[10]（2021）在《空域移变反卷积波束形成方法研究》文中认为高分辨波束形成技术作为提高声纳目标探测性能的重要手段,几十年来一直是国内外学者的研究热点。但是由于水下声纳阵列流形误差大和长时间信号平稳性难保证等问题,导致许多传统高分辨阵列信号处理方法在实际水下应用中效果并不理想。近年来具有高稳健性和实时性（小快拍、短样本）特征的高分辨阵列处理方法已成为水声阵列信号处理中新的研究热点。常规波束形成结果可以看成是阵列指向性函数与源的分布函数的卷积,阵列指向性受物理孔径的限制导致分辨能力受限。根据时间采样与空间采样的对偶性,可将时间序列反卷积用于空间阵列。利用反卷积技术可用去除阵列指向性的影响,摆脱物理孔径限制,为水下阵列稳健高分辨信号处理提供了一种新的思路。反卷积波束形成是一种可以同时获得窄波束和低旁瓣效果的稳健高分辨波束形成方法。其在等间距线阵和圆阵这类空域移不变模型阵列中的应用效果已经在一些文献中得到了有效的验证,表现出了高稳健性和高分辨处理性能。但是目前在低信噪比下具有良好性能的传统反卷积方法不适用于矢量阵等不具有指向性函数在空间域移不变性能的阵列,论文针对矢量阵等多种空域移变模型阵列的稳健高分辨处理需求,研究了多种空域移变阵列的稳健高分辨反卷积处理方法。首先,建立了多种阵列卷积/反卷积模型,在此基础上开展了多种反卷积波束形成算法研究,重点研究空域移变模型条件下的反卷积波束形成求解方法。论文的主要研究内容包括:多种阵列卷积/反卷积理论建模及卷积模型分类研究。针对多种水下声学阵列特点,对阵列的波束形成卷积模型进行了分类推导,按照指向性函数的空间特点将其划分为空域移不变模型和空域移变模型。首先介绍了时域系统中的卷积/反卷积模型,然后通过时空类比,给出了阵处理中的反卷积波束形成问题描述。对多种水下常用阵列形式的波束形成卷积模型进行了理论推导和分析,将其按照波束图（也可以被称作阵列的点扩散函数,Point Spread Function,PSF）移变特性和卷积模型类型进行了分类,将其划分为一维空域移不变阵列,一维空域移变阵列,二维空域移不变阵列和二维空域移变阵列,进行了卷积模型分类建模。论文将基于矢量阵列、声压阵二维空间近场问题和圆弧阵时空二维问题三种典型的一维和二维空域移变问题开展移变模型条件下的反卷积波束形成方法研究。矢量阵一维空域移变模型阵列反卷积波束形成研究。具体包括矢量直线阵移变卷积模型理论建模及一维移变模型反卷积波束形成求解方法研究。矢量阵阵列指向性函数不具有移不变性,是典型的空域移变模型反卷积波束形成求解问题,针对上述问题开展了多种一维移变模型反卷积波束形成方法研究,并在此技术上提出一种扩展RL算法（Extended Richardson Lucy,Ex-RL）,改进了传统方法因模型失配导致的端射方向附近方位测不准和旁瓣级高的问题。方法研究过程中,将Ex-RL算法和其它两种适用于移变系统的反卷积算法,非负最小二乘（Nonnegative Least-squares,NNLS）和DAMAS（Deconvolution Approach for the Mapping of Acoustic Sources）进行性能对比。仿真分析对比了各种算法在不同迭代次数,不同信噪比下,不同环境噪声场下的主瓣宽度,主旁瓣比,阵增益和稳健性的性能对比。通过仿真和试验数据证明,论文提出的Ex-RL算法在低信噪比的情况下综合性能最优。近场声图测量二维空域移变模型反卷积波束形成研究。具体包括近场二维直线阵空域移变卷积/反卷积模型理论建模及二维移变模型反卷积求解方法研究。针对水下声图测量低频时声源定位精度低的问题,提出二维扩展RL算法,使其适用于近场声图的二维移变模型求解。首先介绍了声图测量的近场二维卷积模型,求解声源分布函数的反卷积过程是一个典型的二维移变模型卷积问题,并用反卷积波束形成技术提高对声源位置的定位精度。在此基础上研究了一种二维Ex-RL反卷积波束形成算法,使其适用于近场声图的二维移变模型求解。通过仿真和实验数据对比分析了CBF、Ex-RL、DAMAS、NNLS四种声图测量算法的性能,结果表明提出的Ex-RL算法与已有的DAMAS和NNLS在低信噪比的条件下相比具有高定位精度和窄的聚焦峰尺度的优势。主动声成像时空二维反卷积波束形成研究。具体包括主动声纳圆弧阵时空二维卷积/反卷积模型理论建模及反卷积求解方法研究。针对主动声纳距离维分辨率低的问题,提出了一种基于距离-方位两个物理维度的二维反卷积波束成像方法。在方位维,常规波束形成空间谱输出可以看作阵列方向图函数与点目标方位信息的卷积结果,因而通过反卷积可以得到目标的方位信息,进而有效改善目标方位估计精度。在距离维,阵列接收信号和发射信号的互相关是发射信号的自相关和目标反射信道脉冲响应函数的卷积,可以在时域上应用反卷积算法求得目标反射信道脉冲响应函数,从而高精度的估计目标反射的时延/距离信息。针对每一个距离做近场平面阵波束形成,得到常规处理的主动成像声纳的距离方位二维声图。然后,在此基础上对原始图像进行方位和距离两个不同维度的反卷积处理,得到高分辨测量结果。
二、可提高光谱分辨率的脉冲成形技术（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、可提高光谱分辨率的脉冲成形技术（论文提纲范文）
（1）增材制造缺陷的LIBS在线检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 SLM增材制造的典型缺陷及检测技术 |
| 1.2.2 增材制造LIBS检测应用 |
| 1.2.3 LIBS金属分类识别 |
| 1.3 论文结构 |
| 第2章 增材制造的LIBS在线检测装置设计 |
| 2.1 检测装置总体设计 |
| 2.2 同轴双光路光纤检测探头 |
| 2.2.1 发射光路及参数优化 |
| 2.2.2 收集光路及参数优化 |
| 2.2.3 时序控制 |
| 2.3 X-Y-Z三轴丝杠进给伺服驱动系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 丝杠进给位置伺服驱动装置运动模型 |
| 3.1 丝杠进给装置的动力学模型 |
| 3.2 动力学控制方案 |
| 3.2.1 经典PID控制 |
| 3.2.2 线性自抗扰控制 |
| 3.2.3 线性自抗扰控制器的设计 |
| 3.3 控制系统设计与仿真分析 |
| 3.3.1 仿真模型设计 |
| 3.3.2 仿真实验分析 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 交流伺服驱动系统设计 |
| 4.1 PMSM的数学模型 |
| 4.1.1 三相静止轴系下PMSM的数学模型 |
| 4.1.2 两相静止轴系下PMSM的数学模型 |
| 4.1.3 两相同步旋转坐标系下PMSM的数学模型 |
| 4.2 伺服系统设计 |
| 4.2.1 电流环调节器的设计 |
| 4.2.2 速度环调节器的设计 |
| 4.2.3 位置环调节器的设计 |
| 4.3 仿真设计 |
| 4.3.1 PI调节器的Simulink模型 |
| 4.3.2 SVPWM的 Simulink模型 |
| 4.4 系统仿真与结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于机器学习算法的增材制造缺陷识别 |
| 5.1 基于谱线的缺陷识别 |
| 5.1.1 样品选择 |
| 5.1.2 特征谱线选取 |
| 5.1.3 金属零件缺陷光谱识别 |
| 5.2 基于机器学习算法的缺陷识别 |
| 5.2.1 光谱数据预处理 |
| 5.2.2 光谱识别算法 |
| 5.2.3 识别模型评价指标 |
| 5.2.4 三种识别模型结果对比 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 攻读博士学位期间研究成果 |
（2）基于RoF的前传接入技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 基于RoF的前传技术 |
| 1.2.1 RoF技术简介 |
| 1.2.2 基于RoF的模拟MFH技术 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本论文内容及框架 |
| 第二章 基于RoF的前传接入技术基础 |
| 2.1 OFDM技术 |
| 2.1.1 OFDM基本原理 |
| 2.1.2 利用DFT在数字域实现OFDM |
| 2.1.3 保护间隔和循环前缀 |
| 2.2 基于MZM的外调制技术 |
| 2.2.1 基于DDMZM的OSSB调制原理 |
| 2.2.2 基于DP-DDMZM的OSSB调制原理 |
| 2.3 光电探测器 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于电域上变频的高中低频混传MFH下行链路 |
| 3.1 基于电域上变频的高中低频混传MFH下行链路结构 |
| 3.2 仿真链路与仿真结果分析 |
| 3.2.1 搭建系统仿真链路 |
| 3.2.2 仿真结果分析 |
| 3.3 基于光载射频本振分离的电域上变频高中低频混传MFH下行链路结构 |
| 3.4 仿真链路与仿真结果分析 |
| 3.4.1 搭建系统仿真链路 |
| 3.4.2 仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于光域上变频的高中低频混传MFH下行链路 |
| 4.1 基于光域上变频的高中低频混传MFH下行链路结构 |
| 4.2 仿真链路与仿真结果分析 |
| 4.2.1 搭建系统仿真链路 |
| 4.2.2 仿真结果分析 |
| 4.3 基于电域和光域上变频的高中低频混传MFH下行链路比较 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 论文工作总结与展望 |
| 5.1 已完成研究工作总结 |
| 5.2 对未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（3）基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本论文的主要研究内容 |
| 2 光谱系统的基本原理 |
| 2.1 傅里叶变换光谱技术理论 |
| 2.1.1 基本方程 |
| 2.1.2 光谱分辨率 |
| 2.1.3 干涉信号采样 |
| 2.2 双折射偏振干涉光谱测量系统的原理 |
| 2.2.1 双Wollston棱镜的干涉成像原理 |
| 2.2.2 基于Wollaston棱镜和角锥的干涉成像方案 |
| 2.2.3 虚拟无限远干涉成像理论分析 |
| 2.2.4 大视场和高通量特性分析 |
| 2.2.5 系统光谱分辨率分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 光谱系统的设计理论与方法 |
| 3.1 系统指标要求 |
| 3.1.1 系统框架 |
| 3.1.2 设计指标及参数确定 |
| 3.2 剪切分束器的理论分析与设计 |
| 3.2.1 干涉光程差的理论分析 |
| 3.2.2 Wollaston棱镜和角锥的参数计算 |
| 3.2.3 光程差的非线性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 光谱系统的复原方法 |
| 4.1 常规傅里叶变换复原方法 |
| 4.2 非均匀傅里叶变换复原方法 |
| 4.2.1 光谱复原流程 |
| 4.2.2 快速高斯网格法理论 |
| 4.2.3 波数坐标变换方法 |
| 4.2.4 复原方法仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 测试实验与分析 |
| 5.1 实验装置 |
| 5.2 系统装调与定标 |
| 5.2.1 系统装调 |
| 5.2.2 光谱定标 |
| 5.3 实验测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（4）变线距光栅单色器设计及关键技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 . 绪论 |
| 1.1. 同步辐射光源 |
| 1.1.1 同步辐射光源的发展 |
| 1.1.2 同步辐射光源主要特性 |
| 1.2. 同步辐射光束线 |
| 1.2.1 光束线简介 |
| 1.2.3 光束线设计基本思路 |
| 1.3. 研究工作和内容安排 |
| 第2章 . 衍射光栅像差理论 |
| 2.1 平面变间距光栅像差理论 |
| 2.2 光学系统分辨率 |
| 第3章 . 同步辐射表面物理光束线设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表面物理光束线技术指标及光源性能 |
| 3.2.1 科学目标及技术参数 |
| 3.2.2 光源参数及插入件参数 |
| 3.2.3 光源性能 |
| 3.3 光束线光学设计 |
| 3.3.1 光学系统设计 |
| 3.3.2 光学系统分辨率 |
| 3.3.3 光学系统效率 |
| 3.3.4 离轴转动参数 |
| 3.3.5 光学元件 |
| 3.4 光束线热载分析 |
| 3.4.1 波荡器辐射功率及分布 |
| 3.4.2 镜面热载以及水冷 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 . 大连相干光源光束线设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光源性能及光束线技术要求 |
| 4.3 光束线设计 |
| 4.3.1 光束线光学设计 |
| 4.3.2 系统效率 |
| 4.4 光谱诊断系统 |
| 4.4.1 光源的脉冲结构与傅里叶变化极限 |
| 4.4.2 诊断光谱仪 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 . 高分辨平面变间距光栅单色器关键技术 |
| 5.1 波长扫描机构 |
| 5.1.1 直线位移机构 |
| 5.1.2 转角测量机构 |
| 5.2 光学元件检测 |
| 5.2.1 光学元件面形检测 |
| 5.2.2 光栅刻线密度测试 |
| 5.3 狭缝宽度检测 |
| 5.4 单色器离线调试 |
| 5.4.1 单色器机构误差分析及精度要求 |
| 5.4.2 调试步骤及结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 . 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作 |
| 6.2 不足和展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）数字化岩芯扫描仪关键技术研究（论文提纲范文）
| 前言 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 数字化岩芯扫描仪概述 |
| 1.1.1 数字化岩芯扫描仪组成及原理 |
| 1.1.2 数字化岩芯扫描仪的发展及分类 |
| 1.2 数字化岩芯扫描仪国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 数字化岩芯扫描仪应用 |
| 1.3 本文研究的内容与结构 |
| 1.3.1 本文研究的主要内容 |
| 1.3.2 本文拟解决的关键技术问题及指标 |
| 1.3.3 本文的组织结构 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 仪器总体结构设计 |
| 2.1 仪器组成及结构 |
| 2.2 光学控制样品台 |
| 2.2.1 光学控制样品台结构及传动控制 |
| 2.2.2 光学控制样品台电子学系统 |
| 2.3 岩芯矿物图像信息采集系统 |
| 2.3.1 图像采集系统硬件构成 |
| 2.3.2 像面拼接匹配算法 |
| 2.4 岩芯矿物光谱信息采集系统 |
| 2.4.1 光谱测量概述 |
| 2.4.2 岩芯矿物光谱特征 |
| 2.4.3 记录岩芯矿物光谱的意义 |
| 2.4.4 光谱信号参数提取方法和建模 |
| 2.5 岩芯矿物元素信息采集系统 |
| 2.5.1 X射线荧光能谱分析原理 |
| 2.5.2 X射线荧光能谱硬件系统 |
| 2.5.3 元素定性与定量分析方法 |
| 2.5.4 定量分析软件 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 宽谱段光谱探测技术 |
| 3.1 宽谱段光谱探测概述 |
| 3.2 输入光路设计 |
| 3.2.1 光源与探头 |
| 3.2.2 光纤选择及接口设计 |
| 3.3 分光光路设计与仿真 |
| 3.3.1 分光光路设计 |
| 3.3.2 分光光路的仿真 |
| 3.3.3 宽谱段像面拼接 |
| 3.4 宽谱段光谱探测电子系统设计 |
| 3.4.1 光电流信号的存储及电压输出 |
| 3.4.2 CCD探测器的选择 |
| 3.4.3 探测器的驱动及仿真 |
| 3.4.4 信号采集与测试 |
| 3.5 宽谱段光纤光谱仪子系统测试 |
| 3.5.1 光谱分辨率测试 |
| 3.5.2 常见矿物光谱测试 |
| 3.5.3 太阳光谱测试 |
| 3.5.4 光谱数据重复性测试 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 X射线荧光能谱技术 |
| 4.1 X射线荧光能谱概述 |
| 4.1.1 微型X射线发生器 |
| 4.1.2 Si-PIN探测器 |
| 4.1.3 X射线荧光仪子系统设计目标 |
| 4.2 X射线发生器高压电源设计 |
| 4.2.1 高压电源设计指标及整体结构 |
| 4.2.2 功率因数校正 |
| 4.2.3 逆变器设计 |
| 4.2.4 反馈补偿网络 |
| 4.2.5 升压整流电路设计 |
| 4.3 高频脉冲放大器的设计 |
| 4.3.1 脉冲放大器输入级设计 |
| 4.3.2 可控增益脉冲放大器 |
| 4.3.3 信号的非线性补偿 |
| 4.3.4 脉冲放大器性能测试 |
| 4.4 高频脉冲信号的采集 |
| 4.4.1 脉冲信号采集电路的设计 |
| 4.4.2 脉冲信号采集电路测试 |
| 4.5 多道脉冲幅度分析器设计 |
| 4.5.1 分频单元设计 |
| 4.5.2 比较器单元设计 |
| 4.5.3 峰值检测单元设计 |
| 4.5.4 脉冲幅度量化补偿 |
| 4.6 岩芯矿物元素信息采集系统测试 |
| 4.6.1 多道脉冲幅度分析器分辨率测试 |
| 4.6.2 标准能谱测试 |
| 4.6.3 标样测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 岩芯扫描仪测试及应用 |
| 5.1 岩芯扫描仪在紫金山矿区钻孔ZK801岩芯的扫描 |
| 5.1.1 矿区地质特征 |
| 5.1.2 采样原则 |
| 5.1.3 典型矿物测试曲线 |
| 5.1.4 地质模型建立 |
| 5.1.5 结论 |
| 5.2 岩芯扫描仪在德兴铜矿区的应用 |
| 5.2.1 地质条件 |
| 5.2.2 矿床地质特征 |
| 5.2.3 典型矿物测试谱图 |
| 5.2.4 钻孔1902的矿物分布规律 |
| 5.2.5 钻孔1902的样品分析结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究成果与创新点 |
| 6.1.1 本文的主要研究成果 |
| 6.1.2 本文的主要创新点 |
| 6.2 待解决的问题与前景展望 |
| 6.2.1 下一步研究方向 |
| 6.2.2 岩芯扫描仪前景展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 作者简介 |
| 攻读博士期间发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）窄脉冲激光波长测试技术研究（论文提纲范文）
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 激光技术在军事中的应用 |
| 1.2.1 激光测距机 |
| 1.2.2 激光目标指向器 |
| 1.2.3 脉冲可调谐激光器 |
| 1.3 激光告警侦察技术 |
| 1.4 脉冲激光波长测量技术 |
| 1.4.1 脉冲激光波长识别原理 |
| 1.4.2 脉冲波长测试技术 |
| 1.5 光纤光谱仪方案原理 |
| 1.6 论文研究的主要内容 |
| 2 光纤光谱仪 |
| 2.1 光纤光谱仪进展 |
| 2.2 光纤光谱仪结构及各组件 |
| 2.2.1 光纤光谱仪总体结构 |
| 2.2.2 主要特性参数 |
| 2.2.3 球面反射镜 |
| 2.2.4 反射式光栅 |
| 2.2.5 光电探测器 |
| 2.2.6 光纤束 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 理论分析 |
| 3.1 激光在大气传输中的衰减 |
| 3.1.1 大气分子的吸收 |
| 3.1.2 大气分子的散射 |
| 3.1.3 大气气溶胶的衰减 |
| 3.2 到达探测器的激光功率密度及灵敏度分析 |
| 3.3 系统信噪比分析 |
| 3.4 光谱分辨率分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 窄短脉冲激光波长测试 |
| 4.1 WCJ-2 型激光测距仪和光纤光谱仪U582000 |
| 4.2 WCJ-2 短脉冲激光器脉宽测试 |
| 4.2.1 PIN 光电二极管 |
| 4.2.2 短脉冲激光脉宽测试方法及试验结果 |
| 4.3 短脉冲激光波长测试 |
| 4.3.1 室内散射窄脉冲激光波长测试 |
| 4.3.2 室外近距直射、斜入射窄脉冲激光波长测试 |
| 4.3.3 基于望远光学系统的远距离窄脉冲激光波长直射、斜入射测试 |
| 4.4 光谱仪背景噪声 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 锥形器件研究 |
| 5.1 光纤束接收角测试 |
| 5.2 锥形器件分析 |
| 5.2.1 反射光锥 |
| 5.2.2 反射光锥参量确定 |
| 5.2.3 光纤光锥 |
| 5.3 锥形器件接收角性能研究 |
| 5.3.1 锥形器件接收角测试 |
| 5.3.2 锥形器件与光纤束耦合效率测试 |
| 5.4 光纤光锥透过率分析与测试 |
| 5.4.1 光纤光锥透过率的理论分析 |
| 5.4.2 光纤光锥透过率测试 |
| 5.4.3 实验数据与结果 |
| 5.4.4 结论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 展望 |
| 6.1 反射光锥阵列 |
| 6.2 干扰信号分析与测试 |
| 6.2.1 战场火光干扰光谱特性测试与分析 |
| 6.2.2 闪电测试与分析 |
| 6.2.3 抗电磁干扰 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）微透镜阵列的制备与应用研究进展（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 微透镜阵列的原理及发展历程 |
| 3 微透镜阵列的制备方法 |
| 3.1 喷墨打印技术 |
| 3.2 激光直写技术 |
| 3.3 丝网印刷技术 |
| 3.4 光刻技术 |
| 3.5 光聚合技术 |
| 3.6 热熔回流技术 |
| 3.7 化学气相沉积法 |
| 3.8 其他加工方法 |
| 4 微透镜阵列的应用 |
| 4.1 成像传感领域 |
| 4.2 照明光源领域 |
| 4.3 显示领域 |
| 4.4 光伏领域 |
| 4.5 其他应用 |
| 5 总结与展望 |
（8）微波光子模数转换关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 缩略词表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 微波光子技术介绍 |
| 1.3 微波光子模数转换技术研究现状 |
| 1.3.1 基于马赫曾德尔调制特性的量化编码 |
| 1.3.2 光子时间拉伸技术 |
| 1.3.3 时间波长交织的光采样 |
| 1.3.4 基于非线性效应的量化编码 |
| 1.4 本文的主要工作和章节安排 |
| 第2章 移相光量化技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 移相光量化系统 |
| 2.2.1 基本原理 |
| 2.2.2 编码特性 |
| 2.2.3 有效比特位 |
| 2.3 基于线性组合原理的改进方案 |
| 2.3.1 系统设计 |
| 2.3.2 实验结果 |
| 2.3.3 性能分析 |
| 2.4 基于平衡探测的自适应阈值判决方案 |
| 2.4.1 阈值判决与平衡探测原理 |
| 2.4.2 系统设计 |
| 2.4.3 实验结果 |
| 2.4.4 性能分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 FlashADC的光子串行方案 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 FlashADC介绍 |
| 3.2.1 基本原理 |
| 3.2.2 编码特性 |
| 3.3 基于多波长采样的光子串行实现方案 |
| 3.3.1 系统设计 |
| 3.3.2 仿真与实验结果 |
| 3.3.3 性能改进分析 |
| 3.3.4 实现方案的可行性分析 |
| 3.4 非均匀量化的实现 |
| 3.5 大信号输入情况下的实现方案 |
| 3.5.1 系统设计 |
| 3.5.2 仿真与结果讨论 |
| 3.5.3 方案改进 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于相位调制的光子时间拉伸技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光子时间拉伸系统 |
| 4.2.1 基本原理 |
| 4.2.2 非线性失真 |
| 4.2.3 色散引起的功率衰落 |
| 4.3 基于相位调制的光子时间拉伸系统 |
| 4.3.1 理论模型 |
| 4.3.2 频率响应及带宽计算 |
| 4.3.3 各阶非线性失真分量计算 |
| 4.3.4 仿真与实验结果 |
| 4.4 基于双通道结构的带宽改进方案 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的主要研究成果及项目支持 |
（9）界面水介导生物大分子相互作用的太赫兹光谱表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 生物界面水与太赫兹 |
| 1.1.1 生物界面水概述 |
| 1.1.2 太赫兹 |
| 1.1.3 太赫兹频段的生物界面水 |
| 1.2 基于太赫兹光谱的生物表征 |
| 1.2.1 太赫兹探测技术 |
| 1.2.2 太赫兹生物表征领域的研究进展 |
| 1.2.3 太赫兹光谱的灵敏探测 |
| 1.3 本课题的提出及研究方案 |
| 第2章 材料与方法 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 试验试剂 |
| 2.1.2 试验耗材与设备 |
| 2.2 方法 |
| 2.2.1 脂质体溶液的制备 |
| 2.2.2 反向胶束微液滴的制备 |
| 2.2.3 Aβ42 预处理 |
| 2.2.4 荧光曲线测定 |
| 2.2.5 超材料样品加工方案 |
| 2.2.6 太赫兹时域光谱探测 |
| 2.2.7 电子自旋共振测试检测 |
| 2.2.8 原子力显微镜表征 |
| 2.2.9 动态光散射测试 |
| 2.2.10 同步辐射傅里叶变换红外光谱 |
| 2.2.11 蛋白分子晶体结构分析 |
| 2.2.12 溶剂化可及面积分析 |
| 2.2.13 蛋白的集体振动模拟 |
| 第3章 磷脂膜水界面的太赫兹表征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于反向胶束微液滴的太赫兹探测体系的建立 |
| 3.2.1 反向胶束的性质探究 |
| 3.2.2 微液滴太赫兹测量方案的建立 |
| 3.3 磷脂膜-铜(Ⅱ)作用的界面特性 |
| 3.3.1 磷脂酰甘油(PG)与铜离子(Ⅱ)特异性结合的太赫兹表征 |
| 3.3.2 磷脂酰甘油(PG)与镁离子(Ⅱ)作用的太赫兹表征 |
| 3.3.3 磷脂酰胆碱(PC)与铜离子(Ⅱ)作用的太赫兹表征 |
| 3.3.4 磷脂膜-铜(Ⅱ)作用的电子自旋共振(ESR)波谱表征 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 蛋白分子的相互作用太赫兹表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 凝血因子Ⅷ-钙(Ⅱ)作用的太赫兹表征 |
| 4.2.1 凝血因子Ⅷ与钙(Ⅱ)相互作用的太赫兹表征 |
| 4.2.2 封装凝血因子Ⅷ的微液滴粒径表征 |
| 4.2.3 钙(Ⅱ)诱导的凝血因子Ⅷ结构域运动分析 |
| 4.3 凝血因子Ⅷ-磷脂酰丝氨酸(PS)作用的太赫兹表征 |
| 4.3.1 凝血因子Ⅷ与磷脂酰丝氨酸(PS)相互作用的太赫兹表征 |
| 4.3.2 凝血因子Ⅷ与磷脂酰丝氨酸(PS)相互作用的电子自旋共振(ESR)表征 |
| 4.3.3 磷脂膜结合凝血因子Ⅷ的钙离子相互作用太赫兹表征 |
| 4.3.4 基于界面水变化的太赫兹动力学阐释 |
| 4.4 凝血因子Ⅷ与乳凝集素的太赫兹表征比较 |
| 4.4.1 凝血因子Ⅷ与乳凝集素的结构分析 |
| 4.4.2 钙(Ⅱ)作用下的蛋白太赫兹光谱比较 |
| 4.4.3 氢气作用下的蛋白太赫兹光谱比较 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于微液滴-超材料的微量生物分子太赫兹探测 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 淀粉样蛋白积聚物表征 |
| 5.2.1 淀粉样蛋白积聚的荧光标记测定 |
| 5.2.2 淀粉样蛋白积聚物的红外光谱 |
| 5.2.3 固相淀粉样蛋白积聚物的太赫兹探测 |
| 5.3 基于反向胶束微液滴的淀粉样蛋白积聚物太赫兹探测 |
| 5.3.1 负载淀粉样蛋白积聚物的反向胶束性质 |
| 5.3.2 微液滴中的淀粉样蛋白积聚物的太赫兹探测 |
| 5.4 基于微液滴-超材料的微量淀粉样蛋白积聚物探测 |
| 5.4.1 超材料传感器的谐振性能 |
| 5.4.2 超材料传感器对液体样品的分辨 |
| 5.4.3 基于微液滴-超材料的微量淀粉样蛋白积聚物探测 |
| 5.4.4 微液滴-双条带超材料探测 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 缩略词列表 |
| 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 |
（10）空域移变反卷积波束形成方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 立题的背景和意义 |
| 1.2 高分辨阵处理算法概述 |
| 1.3 反卷积基本概念与应用概述 |
| 1.3.1 反问题 |
| 1.3.2 卷积和反卷积 |
| 1.3.3 反卷积的基本应用 |
| 1.4 反卷积波束形成技术发展现状 |
| 1.5 论文的研究内容 |
| 第2章 阵处理中的卷积/反卷积理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 反卷积波束形成理论模型 |
| 2.2.1 时空卷积/反卷积类比 |
| 2.2.2 反卷积波束形成卷积过程 |
| 2.3 阵列信号处理中的反卷积模型分类 |
| 2.3.1 一维空域移不变阵列 |
| 2.3.2 一维空域移变阵列 |
| 2.3.3 二维空域移不变阵列 |
| 2.3.4 二维空域移变阵列 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 矢量阵空域移变反卷积波束形成研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 矢量阵一维移变卷积模型 |
| 3.3 一维移变反卷积波束形成算法研究 |
| 3.3.1 梯度NNLS算法 |
| 3.3.2 SOR-DAMAS算法 |
| 3.3.3 原始RL算法 |
| 3.3.4 扩展RL算法 |
| 3.4 矢量阵扩展RL算法原理验证仿真 |
| 3.4.1 修正模型有效性仿真验证 |
| 3.4.2 矢量阵增益和反卷积处理增益分析 |
| 3.4.3 左右舷抑制比分析 |
| 3.5 多种阵处理方法性能对比分析 |
| 3.5.1 主瓣宽度对比 |
| 3.5.2 强干扰下弱目标探测能力对比 |
| 3.5.3 稳健性对比 |
| 3.5.4 计算速度对比 |
| 3.6 矢量阵试验数据分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 近场二维空域移变反卷积波束形成研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 近场声图测量二维移变卷积模型 |
| 4.2.1 声图测量噪声源被动定位基本原理 |
| 4.2.2 声图测量的近场二维卷积模型 |
| 4.3 二维移变反卷积波束形成算法 |
| 4.3.1 二维NNLS算法 |
| 4.3.2 二维DAMAS算法 |
| 4.3.3 二维RL算法 |
| 4.3.4 二维扩展RL算法 |
| 4.4 近场声图测量性能对比仿真 |
| 4.4.1 阵元位置误差条件下稳健性对比 |
| 4.4.2 不同信噪比聚焦峰尺度对比 |
| 4.4.3 不同迭代次数真实声源分布标准差对比 |
| 4.4.4 不同信噪比定位误差对比 |
| 4.5 直线阵近场声图测量试验验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于圆弧阵的时空二维反卷积波束成像研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 联合时空二维卷积理论建模 |
| 5.2.1 空域卷积理论建模 |
| 5.2.2 时域卷积理论建模 |
| 5.3 联合时空二维反卷积理论 |
| 5.4 时空二维反卷积仿真验证 |
| 5.4.1 等强度多目标分辨力仿真 |
| 5.4.2 多目标压制检测能力仿真 |
| 5.5 圆弧阵试验数据验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
四、可提高光谱分辨率的脉冲成形技术（论文参考文献）
- [1]增材制造缺陷的LIBS在线检测研究[D]. 车长金. 长春工业大学, 2021(02)
- [2]基于RoF的前传接入技术研究[D]. 李雅萌. 北京邮电大学, 2020(05)
- [3]基于偏振干涉的傅里叶变换光谱技术研究[D]. 沈燕. 南京理工大学, 2017(07)
- [4]变线距光栅单色器设计及关键技术[D]. 李朝阳. 中国科学技术大学, 2014(10)
- [5]数字化岩芯扫描仪关键技术研究[D]. 郑宝华. 吉林大学, 2010(06)
- [6]窄脉冲激光波长测试技术研究[D]. 王高. 中北大学, 2005(08)
- [7]微透镜阵列的制备与应用研究进展[J]. 李建军,褚春艳,卢玮彤,张萍萍,杨高岭,钟海政,赵跃进. 光学学报, 2021
- [8]微波光子模数转换关键技术研究[D]. 何红霞. 浙江大学, 2021(01)
- [9]界面水介导生物大分子相互作用的太赫兹光谱表征[D]. 唐朝. 中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所), 2021(01)
- [10]空域移变反卷积波束形成方法研究[D]. 马超. 哈尔滨工程大学, 2021