发明名称 基于DMD的非哈达玛变换近红外光谱仪
摘要 本发明基于DMD的非哈达玛变换近红外光谱仪属于光谱测量分析领域,该光谱仪采用光栅分光,采用DMD来选通光谱波长,使用单点光电探测器来采集光谱信号;使用交流耦合电路来采集探测器信号;使用DMD对光谱信号进行调制,使用锁相放大电路处理被调制的信号。本发明的有益效果是:该光谱仪具有较高的光谱分辨率,较高的信噪比。
申请公布号 CN103267572B 申请公布日期 2015.02.18
申请号 CN201310138378.3 申请日期 2013.04.19
申请人 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 发明人 许家林;刘华;党博石
分类号 G01J3/28(2006.01)I 主分类号 G01J3/28(2006.01)I
代理机构 长春菁华专利商标代理事务所 22210 代理人 田春梅
主权项 基于DMD的非哈达玛变换近红外光谱仪,其特征在于,该光谱仪包括DMD(1)、汇聚透镜组(2)、光电探测器(3)、交流耦合电路(4)、锁相放大电路(5)、低通滤波电路(6)、AD采集电路(7)、FPGA(8)、DMD控制器(9)、USB接口电路(10)、光源(11)、狭缝(12)、准直镜(13)、光栅(14)和成像透镜(15);交流耦合电路(4)与光电探测器(3)连接,锁相放大电路(5)与交流耦合电路(4)连接,低通滤波电路(6)与锁相放大电路(5)连接,AD采集电路(7)与低通滤波电路(6)连接,FPGA(8)分别与锁相放大电路(5)、AD采集电路(7)、DMD控制器(9)、USB接口电路(10)连接,DMD控制器(9)与DMD(1)连接;光源(11)的光通过狭缝(12)后,被准直镜(13)准直,再被光栅(14)分光,然后经过成像透镜(15)在DMD(1)上形成不同波长的狭缝的像,并按照波长顺序在DMD(1)上从左到右连续排列;DMD(1)对不同的波长选通且调制,使单波长光经过汇聚透镜组(2)后汇聚在光电探测器(3)上;FPGA(8)通过DMD控制器(9)控制DMD(1)在两幅图像之间做等时间周期的切换,同时FPGA(8)发送给锁相放大电路(5)一个两倍周期时间的方波信号给锁相放大电路,并且方波的正周期对应条纹图像信号,方波的负周期对应空白图像信号,并且无相位差;在DMD(1)在定周期闪烁的过程中,光电探测器(3)将接收的光信号转换为电流信号;交流耦合电路(4)将电流信号转化为电压信号,并将电压信号的交流成分传输给锁相放大电路(5);锁相放大电路(5)根据FPGA(8)给出的相位参考信号将交流信号与相位参考信号做乘积,得到的输出信号经过低通滤波电路(6)滤波后,得到与原始交流信号的幅值成比例的直流信号,AD采集电路(7)对滤波后的信号进行采集,得到单波长的光谱信号幅值。
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