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Micro LED车灯投影光学系统设计与优化 被引量：2
1
作者 李香兰 金霞 +7 位作者 吕金光 郑凯丰 陈宇鹏 赵百轩 赵莹泽 秦余欣 王惟彪 梁静秋 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期89-99,共11页
本文提出了一种基于Micro LED阵列的车灯投影方案,设计了以像素尺寸为80μm×80μm的200×150白光Micro LED阵列作为显示光源,视场角为16°×34°的车灯投影光学系统,并对物面倾斜角度和光学系统结构进行了优化。此... 本文提出了一种基于Micro LED阵列的车灯投影方案,设计了以像素尺寸为80μm×80μm的200×150白光Micro LED阵列作为显示光源,视场角为16°×34°的车灯投影光学系统,并对物面倾斜角度和光学系统结构进行了优化。此外,分别采用反向畸变处理方法和像素灰度调制方法用以解决车灯投影图像的梯形畸变和照度均匀性问题,并搭建了投影实验平台,对图像校正方法进行了验证。实验结果表明:校正后图像梯形畸变系数p1,p2分别从0.0932和0.3680下降至0.0835和0.0373,像面照度均匀性从83.2%提高到93.2%。本文通过对基于Micro LED的倾斜投影车灯光学系统进行优化设计及采用图像校正方法,实现了高光效、低畸变的车灯投影。 展开更多
关键词 车灯投影光学系统 光学设计 Micro LED 照度均匀性 梯形畸变
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基于自适应红外多波段联合光谱分析的高精度气体浓度反演研究
2
作者 王冠程 赵百轩 +8 位作者 郑凯丰 陈宇鹏 赵莹泽 秦余欣 王惟彪 刘国豪 盛开洋 吕金光 梁静秋 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1340-1350,共11页
本文提出一种自适应多波段联合浓度反演算法,结合透过率稳定区间与谱宽阈值自适应选择待测气体的有效波段;采用非线性最小二乘拟合方法对各有效波段进行浓度反演及残差分析,获得各有效波段的浓度反演结果及其权重,通过加权平均实现待测... 本文提出一种自适应多波段联合浓度反演算法,结合透过率稳定区间与谱宽阈值自适应选择待测气体的有效波段;采用非线性最小二乘拟合方法对各有效波段进行浓度反演及残差分析,获得各有效波段的浓度反演结果及其权重,通过加权平均实现待测气体浓度的精确定量分析。设计并进行实验验证,结果表明,自适应多波段联合浓度反演算法的稳定系数达到了0.9976,与传统的单波段及多波段浓度反演算法相比,该反演结果的均方根误差分别降低了64.44%和41.52%,平均相对误差分别降低了65.97%和46.72%,平均绝对误差分别降低了66.32%和47.74%,反演精度与稳定性得到了明显提升。 展开更多
关键词 有效波段选择 残差分析 加权平均 自适应多波段联合浓度反演
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全景双谱段红外成像干涉光谱测量反演仪器 被引量：1
3
作者 吕金光 梁静秋 +6 位作者 赵百轩 赵莹泽 郑凯丰 陈宇鹏 王维彪 秦余欣 陶金 《中国光学（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1092-1104,共13页
为了满足工业污染排放及突发安全事故对在线实时监测分析仪器的迫切需求,提出了全景双谱段红外成像干涉光谱测量反演仪器。通过双通道干涉系统、双谱段成像系统及方位俯仰轴系的协同设计,实现目标场景图像光谱信息的大视场、宽谱段、高... 为了满足工业污染排放及突发安全事故对在线实时监测分析仪器的迫切需求,提出了全景双谱段红外成像干涉光谱测量反演仪器。通过双通道干涉系统、双谱段成像系统及方位俯仰轴系的协同设计,实现目标场景图像光谱信息的大视场、宽谱段、高分辨率测量。首先,根据傅立叶光学理论,建立了干涉成像光谱的标量衍射理论模型;然后,基于宽带采样与窄带采样理论,对双通道干涉系统进行采样设计,并在分析干涉成像特点的基础上,对双谱段成像系统进行光学设计;最后,研制了原理样机,并开展了烟囱排放气体烟羽的遥测实验。该仪器可以实现360°×60°大视场空间场景中3~5μm和8~12μm中长波红外光谱范围内4 cm^(−1)分辨率的光谱测量,满足排放监测定性识别与定量分析的应用要求。 展开更多
关键词 成像干涉光谱仪 双通道干涉 双谱段成像 全景 采样
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像场调制傅里叶变换成像光谱仪的建模与实验研究 被引量：5
4
作者 吕金光 赵百轩 +3 位作者 梁静秋 王维彪 秦余欣 陶金 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期111-118,共8页
为了明确像场调制傅里叶变换成像光谱仪的工作机理,通过分析多级微反射镜对成像光场的相位调制特性,建立了像场调制干涉成像的理论模型。数值计算结果表明,通过对获得的干涉图像数据立方体进行图像剪切与图像拼接,可以重构目标场景的全... 为了明确像场调制傅里叶变换成像光谱仪的工作机理,通过分析多级微反射镜对成像光场的相位调制特性,建立了像场调制干涉成像的理论模型。数值计算结果表明,通过对获得的干涉图像数据立方体进行图像剪切与图像拼接,可以重构目标场景的全景图像;通过对剪切后的干涉图像单元进行条纹拼接与光谱解调,可以复原场景中各目标物点的光谱信息。为了验证该仪器的工作原理,利用研制的样机进行了目标场景的干涉成像扫描实验,获取了场景目标的干涉图像数据立方体。通过对各帧干涉图像进行边缘检测与特征配准,实现了干涉图像单元的剪切与全景图像的拼接。同时,通过对干涉图像单元进行条纹拼接、基线校正、寻址切趾与离散傅里叶变换,获得了特征目标的复原光谱,并通过非均匀采样校正与经验模态分解对光谱进行优化,提高了复原光谱的性能。 展开更多
关键词 成像系统 光谱学 成像光谱仪 像场调制 干涉成像
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蜂蜡制样辅助激光诱导击穿光谱检测润滑油中的金属元素
5
作者 邵岩 吕金光 +8 位作者 林京君 郑凯丰 赵百轩 赵莹泽 陈宇鹏 秦余欣 王维彪 林晓梅 梁静秋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期3321-3326,共6页
为改善激光诱导击穿光谱技术对润滑油中金属元素的检测效果,避免激光诱导击穿光谱技术应用于润滑油检测时的等离子体淬灭、油液飞溅以及光谱强度低等问题,采用蜂蜡作为基质,将润滑油样品由液相转化为固相,对润滑油中的Mg元素和Ca元素进... 为改善激光诱导击穿光谱技术对润滑油中金属元素的检测效果,避免激光诱导击穿光谱技术应用于润滑油检测时的等离子体淬灭、油液飞溅以及光谱强度低等问题,采用蜂蜡作为基质,将润滑油样品由液相转化为固相,对润滑油中的Mg元素和Ca元素进行了定量分析。首先,提出了采用蜂蜡制备润滑油检测样品的方案。其次,对脉冲激光能量、采集延时以及激光聚焦位置等实验参数进行了优化。将激光能量从30 mJ调整到120 mJ,每次增加10 mJ,分析了激光能量对谱线强度和信背比的影响,结果表明,当激光能量为90 mJ时,实验结果最佳;选择不同的采集延迟,每次改变0.5μs,对比采集延迟从1μs到5μs的实验结果,结果显示,当采集延迟为2.5μs时,可以得到最佳实验结果;对比分析激光聚焦位置对光谱信号的影响,将激光聚焦位置从样品表面上方1 mm调整到样品表面下方5 mm处,每次移动0.5 mm,得出当激光聚焦位置位于为样品表面下方2 mm时,目标元素的光谱信号强度和信背比最佳。然后,选取了Mg(Ⅱ)279.5528 nm和Ca(Ⅱ)393.366 nm作为Mg元素和Ca元素的分析谱线,在最佳实验条件下,对7个不同浓度蜂蜡制样的润滑油样品进行了光谱采集,建立了Mg元素和Ca元素的定标曲线,Mg元素定标曲线的线性相关系数达到0.9961,Ca元素定标曲线的线性相关系数达到0.9958,计算得出Mg元素和Ca元素的检测限分别为4.08和6.11μg·g^(-1)。最后,基于建立的定标曲线,对4个不同浓度润滑油样品中的Mg元素和Ca元素的浓度进行了检测,得出Mg元素的加标回收率范围为92.67%~106.15%,Ca元素的加标回收率范围为95.88%~108.57%。研究结果表明,利用蜂蜡作为基质制备样品检测润滑油中的金属元素,解决了激光诱导击穿光谱技术用于润滑油检测时的光谱强度低和油液飞溅等问题,实现了润滑油中金属元素μg·g^(-1)量级的检测,提出的方法对激光� 展开更多
关键词 激光诱导击穿光谱 润滑油磨损元素 蜂蜡 定量分析 检测限
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