小型光谱编码显微成像系统的设计与开发

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简介：
本项目致力于设计并开发一种新型的小型化、高效率光谱编码显微成像系统。该系统通过创新的光学架构和先进的图像处理技术，实现了对生物医学样本的快速多光谱成像分析，为生命科学研究提供了强大的工具。光谱编码显微镜采用衍射光栅与光谱分析装置获取显微图像。样品的不同位置通过不同波长的光线进行照明，并通过对反射光的光谱解码来获得空间信息。研究团队开发了一种基于扫频光源和平衡探测器的小型化光谱编码显微镜（CSEM）。在不使用放大器的情况下，该系统利用固定增益的平衡探测器检测较弱的样品光线。通过成像1951USAF分辨率测试靶来测量系统的横向分辨率，并对离体猪小肠组织以及活体手指皮肤进行成像以验证其生物组织成像性能。实验结果表明，CSEM具备对生物组织深度分辨成像的能力。

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小型光谱编码显微成像系统的设计与开发

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本项目致力于设计并开发一种新型的小型化、高效率光谱编码显微成像系统。该系统通过创新的光学架构和先进的图像处理技术，实现了对生物医学样本的快速多光谱成像分析，为生命科学研究提供了强大的工具。光谱编码显微镜采用衍射光栅与光谱分析装置获取显微图像。样品的不同位置通过不同波长的光线进行照明，并通过对反射光的光谱解码来获得空间信息。研究团队开发了一种基于扫频光源和平衡探测器的小型化光谱编码显微镜（CSEM）。在不使用放大器的情况下，该系统利用固定增益的平衡探测器检测较弱的样品光线。通过成像1951USAF分辨率测试靶来测量系统的横向分辨率，并对离体猪小肠组织以及活体手指皮肤进行成像以验证其生物组织成像性能。实验结果表明，CSEM具备对生物组织深度分辨成像的能力。

小入射角棱镜成像光谱仪的光学系统设计

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本研究针对小入射角棱镜成像光谱仪进行光学系统设计，旨在优化其在特定应用中的性能与效率。通过精心调整光学元件参数，实现高分辨率、宽光谱范围及小型化的设计目标，适用于环境监测和生物医学等领域的需求。本段落研究了棱镜色散型光谱仪的特点及其分光原理，并提出了一种新型的小入射角棱镜分光光谱仪的设计方法。该设计采用全反射光路，无需加入校正透镜，从而避免因色差引起的像差问题，提高了成像质量并有效校正了光谱弯曲现象。通过光学设计软件Zemax对所设计的成像光谱仪系统进行了分析和验证。结果表明，在各个波段内该系统的光学传递函数均接近衍射极限，并且光谱弯曲较小，完全满足预期的设计指标要求。

轻小型可见及近红外实时成像光谱仪的光学系统设计

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本研究针对轻小型可见及近红外实时成像光谱仪进行光学系统创新设计，旨在优化其体积、重量和性能，适用于环境监测、农业等领域。为解决传统成像光谱仪难以实时获取光谱与图像信息的问题，设计了一款可见近红外宽谱段视频型成像光谱仪系统。该系统采用多狭缝分光技术对目标的光谱图像进行区域划分，替代传统的推帚式成像方式，实现大视场内的高维空间和时间分辨率采集。通过使用低色散光学玻璃及双胶合透镜来矫正宽谱段光学系统的像差。前置望远物镜系统采用了复杂的双高斯结构设计，以达到小畸变效果，并确保不同视场狭缝处的能量均匀分布。为了同时获取高质量的实时视频监控和光谱信息，该系统利用分光棱镜将前置望远物镜形成的图像分为两路：一路直接由高分辨率全色相机接收；另一路由灰度相机通过进入分光系统来捕捉。经过精心选择材料组合与光线路径优化设计后，采用三块棱镜作为主要的分光元件，并实现了理想的萤石-熔石英-萤石组合。这种配置不仅保证了良好的同轴性能，还提供了出色的色散线性度。光学系统的最终设计参数为400~1000 nm宽谱段范围、F数3.5以及前置望远物镜奈奎斯特频率处的调制传递函数（MTF）大于0.5，畸变小于0.1%，像面照度均匀性超过98%。整个系统的奈奎斯特频率处设计MTF值高于0.44，并且平均光谱分辨率达到了10 nm。

高分辨率宽光谱光谱分析系统的开发设计

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本项目致力于研发一种新型高分辨率宽光谱光谱分析系统，旨在实现对不同波长范围内的光线进行精确测量与高效解析。该系统能够广泛应用于科学研究、环境监测及工业检测等多个领域，为用户提供全面的光谱数据支持和深入的数据分析能力。结合光学像差理论与光栅色散原理，并采用像元分辨率匹配方法，本段落提出了一种设计宽光谱高分辨率Czerny-Turner型光栅光谱仪初始结构的方法。在考虑机械加工装调及通光效率的基础上，该方法被应用于波长范围为200~1000 nm、分辨率为0.01 nm的光学系统中。通过ZEMAX软件对设计进行了仿真和优化，结果表明此设计方案能够满足光谱探测范围、分辨率以及通光孔径等各项要求，并且仪器的设计性能均符合指标需求。

低成本微型光谱仪的设计与制造_李震.caj

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本文介绍了低成本微型光谱仪的设计理念、关键技术及制造流程，探讨了其在环境监测、食品安全等领域的应用前景。低成本微型光谱仪的设计制作是由作者李震完成的。文章主要探讨了如何设计并制造一款成本低廉且性能优良的微型光谱仪。这项工作旨在为科研人员及爱好者提供一种经济高效的光谱分析工具，以促进相关领域的研究和发展。

MATLAB开发——光学相干成像的重建与光谱分析

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本项目聚焦于利用MATLAB平台进行光学相干成像(OCT)技术的研究，涵盖图像重建算法及光谱数据解析，旨在提升医学诊断和生物组织检测的精确度。 MATLAB开发——光学相干成像的重建与光谱分析。该程序用于光谱域OCT图像的重建及光谱分析。

MATLAB开发——光学相干成像的重建与光谱分析

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本项目利用MATLAB进行光学相干成像的数据处理和模拟仿真，专注于图像重建及光谱数据分析技术的研究与应用。 Matlab开发涉及光学相干成像的重建及光谱分析。包括光谱域OCT图像的重建与光谱分析代码。

改进的Czerny-Turner成像光谱仪光学系统设计方法

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本研究提出了一种优化的Czerny-Turner型成像光谱仪设计方法，旨在提高其成像质量和分辨率。通过创新性地调整关键元件布局与材料选择，实现了更宽的光谱范围和更高的灵敏度。该方法在天文观测、环境监测及生物医学应用中展现出巨大潜力。像散是目前限制Czerny-Turner结构成像光谱仪空间分辨率的主要因素之一。通过引入柱面反射镜，并利用光焦度来评估像散的大小，推导出了便于计算的校正公式，从而有效解决了像散问题。此外，还提出了一种准直镜到光栅距离的计算方法，以纠正边缘视场中的像差。同时给出了成像光谱仪中像面倾角的计算方式，实现了宽波段范围内的精确校正。基于上述技术手段设计并实现了一个改进型Czerny-Turner成像光谱仪，该设备覆盖115至200纳米的波长范围。其焦距为48毫米，F数设定为5.0，在整个视场和全波段范围内调制传递函数（MTF）均超过0.7。此外，此设计还确保了在宽频谱上的分辨率达到了每纳米0.22纳米，并且成像面尺寸达到8毫米乘以7毫米。这种设计方案可以适用于不同结构需求的成像光谱仪中。

超光谱成像系统中棱镜光栅组合色散类型的优化设计

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本研究聚焦于超光谱成像系统的性能提升，特别探讨了棱镜与光栅的不同组合方式对色散效果的影响，旨在通过优化设计提高系统的分辨率和灵敏度。光谱成像仪的发展趋势包括大视场、超高的光谱分辨率以及高空间分辨能力。抑制谱线弯曲和色畸变是确保二维谱图准确提取的关键因素之一。本段落提出了一种结合棱镜与光栅的新型光谱成像结构，并运用矢量方法建立了该组合色散元件的数学模型，优化了分光模块的相关参数。基于此设计思路，我们开发了一个具有近直视光学路径的超光谱成像仪系统。其工作波段为400至800纳米（nm），入射狭缝长度达到14毫米（mm），F数设定为2.4。该系统的光谱分辨率达到了惊人的0.5 nm，且在探测器奈奎斯特频率68线对/毫米处的调制传递函数值均超过了0.7。此外，我们还成功地将谱线弯曲和色畸变控制在了1微米（μm）以内，这一数值仅为单个像素宽度的13.5%以下。

改进型CCD显微镜光学系统的创新设计

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本研究提出了一种改进型CCD显微镜光学系统的设计方案，旨在提升成像质量与分辨率。通过优化镜头及照明技术，实现更清晰、细节丰富的图像捕捉。本段落提出了一种新型的长工作距离短镜筒透射式CCD显微物镜，并进行了详细分析，提供了该系统的光学设计结果和数据。